JP5447025B2 - Impact tools - Google Patents
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Description
本発明は、モータにより駆動され新規な打撃機構部を実現したインパクト工具に関し、特に、締め付け負荷の大きさに応じてインパクト動作時の打撃の強ささを調整するインパクト工具に関する。 The present invention relates to an impact tool that is driven by a motor and realizes a new striking mechanism, and more particularly to an impact tool that adjusts the striking strength during impact operation according to the magnitude of the tightening load.
インパクト工具は、モータを駆動源として回転打撃機構部を駆動し、アンビルに回転力と打撃力を与えることによって先端工具に回転打撃力を間欠的に伝達してネジ締め等の作業を行うものである。近年、駆動源としてブラシレスDCモータが広く用いられるようになってきた。ブラシレスDCモータは、例えばブラシ(整流用刷子)の無いDC(直流)モータであり、コイル(巻線)を固定子(ステータ)側に、マグネット(永久磁石)を回転子(ロータ)側に用い、インバータ回路で駆動された電力を所定のコイルへ順次通電することによりロータを回転させる。インバータ回路は、FET(電界効果トランジスタ)や、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)のような大容量の出力トランジスタを使用して構成され、大電流で駆動される。ブラシレスDCモータは、ブラシ付きDCモータと比較するとトルク特性に優れ、より強い力で被加工部材にネジやボルト等を締め付けることができる。 The impact tool drives the rotary impact mechanism using a motor as a drive source, and intermittently transmits the rotary impact force to the tip tool by applying rotational force and impact force to the anvil to perform operations such as screw tightening. is there. In recent years, brushless DC motors have been widely used as drive sources. The brushless DC motor is, for example, a DC (direct current) motor without a brush (rectifying brush), and uses a coil (winding) on the stator (stator) side and a magnet (permanent magnet) on the rotor (rotor) side. The rotor is rotated by sequentially energizing the predetermined coil with the electric power driven by the inverter circuit. The inverter circuit is configured using a large-capacity output transistor such as an FET (Field Effect Transistor) or an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), and is driven with a large current. A brushless DC motor is excellent in torque characteristics as compared with a brushed DC motor, and can tighten a screw, a bolt, or the like on a workpiece by a stronger force.
ブラシレスDCモータを用いたインパクト工具の例として、例えば特許文献1の技術が知られている。特許文献1では、連続回転式のインパクト機構部を有し、動力伝達機構部(減速機構部)を介してスピンドルに回転力が与えられると、スピンドルの回転軸方向に移動可能に係合するハンマが回転し、ハンマと当接するアンビルを回転させる。ハンマとアンビルは、回転平面上の2箇所に互いに対称的に配置された2つのハンマ凸部(打撃部)をそれぞれ有し、これらの凸部は互いに回転方向に噛み合う位置にあり、凸部同士の噛み合いにより回転打撃力が伝えられる。ハンマは、スピンドルを囲むリング域で、スピンドルに対して軸方向に摺動自在にされ、ハンマの内周面には、逆V字型(略三角形)のカム溝が設けられる。スピンドルの外周面には軸方向に、V字型のカム溝が設けられており、このカム溝とハンマの内周カム溝との間に挿入されたボール(鋼球)を介してハンマが回転する。 As an example of an impact tool using a brushless DC motor, for example, the technique of Patent Document 1 is known. In Patent Document 1, a hammer that has a continuously rotating impact mechanism portion and engages movably in the direction of the rotation axis of the spindle when a rotational force is applied to the spindle via a power transmission mechanism portion (deceleration mechanism portion). Rotates and rotates the anvil that contacts the hammer. The hammer and the anvil each have two hammer protrusions (striking parts) arranged symmetrically with each other at two locations on the plane of rotation, and these protrusions are in positions that mesh with each other in the rotation direction. Rotating impact force is transmitted by the meshing. The hammer is slidable in the axial direction with respect to the spindle in a ring region surrounding the spindle, and an inverted V-shaped (substantially triangular) cam groove is provided on the inner peripheral surface of the hammer. A V-shaped cam groove is provided in the axial direction on the outer peripheral surface of the spindle, and the hammer rotates via a ball (steel ball) inserted between the cam groove and the inner peripheral cam groove of the hammer. To do.
従来の動力伝達機構部においては、スピンドルとハンマは、カム溝に配置されたボールを介して保持され、ハンマはその後端に配置されるスプリングによって、スピンドルに対して軸方向後方に後退できるように構成されている。従って、ハンマはカム機構を介してモータによって間接的に駆動されることになり、スピンドルからハンマへの動力伝達部分の部品点数が多くなり製造コストが高くなってしまい、また工具本体の小型化が難しかった。 In the conventional power transmission mechanism, the spindle and the hammer are held via a ball disposed in the cam groove, and the hammer can be moved backward in the axial direction with respect to the spindle by a spring disposed at the rear end. It is configured. Therefore, the hammer is indirectly driven by the motor via the cam mechanism, which increases the number of parts in the power transmission portion from the spindle to the hammer, increasing the manufacturing cost, and reducing the size of the tool body. was difficult.
また、従来のインパクト工具においては、インパクト機構で打撃を行いながら締め付け作業を行うに当たり、毎回一定の締め付けトルク(設定最大トルク)が発生するように打撃が行われるため、打撃開始直後の必要な締め付けトルクが小さい場合にも、設定最大トルクでの打撃が行われていた。 Also, in the conventional impact tool, when performing the tightening work while performing impact with the impact mechanism, the impact is performed so that a constant tightening torque (set maximum torque) is generated every time. Even when the torque is small, hitting was performed at the set maximum torque.
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は簡単な機構のハンマとアンビルによってインパクト機構を実現し、所定の締め付けトルクで正確に締め付けを行うことができるインパクト工具を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above background, and an object thereof is to provide an impact tool that realizes an impact mechanism with a simple mechanism hammer and anvil and can be tightened accurately with a predetermined tightening torque. is there.
本発明の別の目的は、締め付け負荷の大きさに応じてインパクト動作時の打撃の強さを調整しながら効率良く打撃を行うインパクト工具を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an impact tool that performs impact efficiently while adjusting the impact strength during impact operation according to the magnitude of the tightening load.
本発明のさらに別の目的は、打撃のために最適な駆動電流をモータへ流すことにより、省電力化を実現したインパクト工具を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide an impact tool that realizes power saving by flowing an optimum drive current to the motor for hitting.
本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。 The characteristics of representative ones of the inventions disclosed in the present application will be described as follows.
本発明の一つの特徴によれば、モータに接続されるハンマと、ハンマにより打撃されるアンビルと、を有するインパクト工具であって、モータは正回転及び逆回転に交互に駆動されることによってハンマによりアンビルを打撃し、モータを正回転又は逆回転に駆動する際に休止区間を設け、検出された負荷の大きさに応じて、モータの逆回転から正回転への間の休止区間の長さを変更するか、ハンマの逆回転角度を変化させるか、ハンマの逆回転角度を変化させる。ハンマの逆回転角度は、逆回転の駆動後の休止区間の長さによって調整するか、或いは、モータの逆回転時の印加電圧を変更することにより変化させることができる。 According to one feature of the present invention, a hammer connected to the motor, a impact tool having, an anvil is struck by Ha comma, motor by being driven alternately in the forward rotation and reverse rotation When the anvil is struck with a hammer and the motor is driven in the forward or reverse rotation, a pause interval is provided, and the length of the pause interval between the reverse rotation of the motor and the forward rotation is determined according to the detected load. Change the length, change the reverse rotation angle of the hammer, or change the reverse rotation angle of the hammer. The reverse rotation angle of the hammer can be adjusted by adjusting the length of the rest period after driving reverse rotation, or by changing the applied voltage during reverse rotation of the motor.
本発明の他の特徴によれば、打撃による負荷の大きさを検出し、負荷の大きさに応じてモータへの駆動電流の大きさを変更するようにした。駆動電流の変更は、例えば、モータへ供給される印加電圧を変更することによって行うことができる。モータはブラシレスDCモータであり、モータを駆動するためのインバータ回路を有し、インバータ回路におけるPWM制御のデューティ比を変えることによって印加電圧を変更する。 According to another feature of the present invention, the magnitude of the load due to impact is detected, and the magnitude of the drive current to the motor is changed according to the magnitude of the load. The drive current can be changed, for example, by changing the applied voltage supplied to the motor. The motor is a brushless DC motor, has an inverter circuit for driving the motor, and changes the applied voltage by changing the duty ratio of PWM control in the inverter circuit .
本発明のさらに他の特徴によれば、モータと、モータに接続されるハンマと、モータを正回転及び逆回転に交互に駆動することによってハンマにより打撃されるアンビルと、を有するインパクト工具であって、打撃による負荷の大きさを検出し、負荷の大きさに応じてモータの逆回転角度を制御するように構成した。この際、必要な負荷の大きさが小さいときは逆回転角度を小さくし、必要な負荷の大きさが大きいときは逆回転角度を大きくするように制御する。 According to still another aspect of the present invention, there is provided an impact tool having a motor, a hammer connected to the motor, and an anvil hit by the hammer by alternately driving the motor in forward and reverse rotations. Then, the magnitude of the load caused by the impact is detected, and the reverse rotation angle of the motor is controlled according to the magnitude of the load . In this case, when the small size of the required load is small reverse rotation angle, when the magnitude of the required load is controlled so as to increase the reverse rotation angle.
請求項1の発明によれば、モータを正回転及び逆回転に交互に駆動することによってハンマをアンビルに打撃し、モータを正回転又は逆回転に駆動する際に休止区間を設け、検出された負荷の大きさに応じて、モータの逆回転から正回転への間の休止区間の長さを変更するので、休止区間の長さを調整するだけでハンマの反転距離(打撃前の助走距離)を調整することができ、打撃の強さを容易に調整することができる。
請求項2の発明によれば、打撃による負荷の大きさを検出し、負荷の大きさに応じてモータへの駆動電流の大きさを変更するようにしたので、締め付け負荷の大きさに応じて最適な駆動電流をモータに供給でき、軽負荷の際に必要以上に高い締め付けトルクで締め付けることを防止できる。
According to the first aspect of the present invention, the hammer is hit against the anvil by alternately driving the motor in the forward direction and the reverse direction, and when the motor is driven in the forward direction or the reverse direction, the pause section is provided and detected. Since the length of the resting section between reverse rotation and forward rotation of the motor is changed according to the load size, the hammer inversion distance (running distance before hitting) can be adjusted simply by adjusting the length of the resting section. Can be adjusted, and the strength of the impact can be easily adjusted.
According to the second aspect of the present invention, the magnitude of the load caused by the impact is detected, and the magnitude of the drive current to the motor is changed according to the magnitude of the load. The optimum drive current can be supplied to the motor, and it is possible to prevent tightening with a tightening torque higher than necessary at light loads.
請求項3の発明によれば、駆動電流の変更は、モータへ供給される印加電圧を変更するので、簡単な制御にて駆動電流を調整することができる。 According to the invention of claim 3 , since the change of the drive current changes the applied voltage supplied to the motor, the drive current can be adjusted by simple control.
請求項4の発明によれば、モータはブラシレスDCモータであり、モータを駆動するためのインバータ回路を有し、インバータ回路におけるPWM制御のデューティ比を変えることによって印加電圧を変更するので、マイコン等の制御部により精度良く印加電圧を制御することができる。 According to the invention of claim 4 , the motor is a brushless DC motor, has an inverter circuit for driving the motor, and changes the applied voltage by changing the duty ratio of PWM control in the inverter circuit. The applied voltage can be accurately controlled by the control unit.
請求項5の発明によれば、検出された負荷の大きさに応じて、ハンマの逆回転角度を変化させるようにしたので、打撃の強さを容易に調整することができる。 According to the invention of claim 5, since the reverse rotation angle of the hammer is changed according to the detected magnitude of the load , the strength of impact can be easily adjusted.
請求項6の発明によれば、検出された負荷の大きさが大きくなるにつれハンマの逆回転角度を大きくするようにしたので、打撃の強さを徐々に増加させることができ、最適な締め付けトルクにより効率的に締め付け作業を行うことができる。 According to the invention of claim 6, the reverse rotation angle of the hammer is increased as the detected load increases, so that the strength of the impact can be gradually increased, and the optimum tightening torque is obtained. Thus, the tightening operation can be performed efficiently.
請求項7の発明によれば、ハンマの逆回転角度は、逆回転の駆動後の休止区間の長さによって調整するので、休止区間の長さを調整するだけでハンマの逆回転角度を調整することができ、打撃の強さを容易に調整することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the reverse rotation angle of the hammer is adjusted by the length of the pause section after the reverse rotation is driven. Therefore, the reverse rotation angle of the hammer is adjusted only by adjusting the length of the pause section. Can be easily adjusted.
請求項8の発明によれば、モータの逆回転時の印加電圧を変更することにより、ハンマの逆回転角度を変化させるので、インバータ回路における制御を変えるだけで簡単に打撃の強さを容易に調整することができる。 According to the invention of claim 8, since the reverse rotation angle of the hammer is changed by changing the applied voltage at the time of reverse rotation of the motor, it is possible to easily increase the impact strength simply by changing the control in the inverter circuit. Can be adjusted.
請求項9の発明によれば、モータを正回転及び逆回転に交互に駆動することによってハンマをアンビルに打撃するインパクト工具において、検出される負荷の大きさに応じてモータの逆回転角度を制御するので、締め付け負荷の大きさに応じて最適なモータの制御を行うことができる。 According to the ninth aspect of the present invention, in the impact tool that hits the hammer against the anvil by alternately driving the motor forward and backward, the reverse rotation angle of the motor is controlled according to the detected load. Therefore, optimal motor control can be performed according to the magnitude of the tightening load.
請求項10の発明によれば、負荷の大きさが小さいときは逆回転角度を小さくし、負荷の大きさが大きいときは逆回転角度を大きくするので、軽負荷の際に必要以上に高い締め付けトルクで締め付けることを防止でき、効率の良い締め付け作業を行うことができる。
According to the invention of claim 10, when the load size is small, the reverse rotation angle is reduced, and when the load size is large, the reverse rotation angle is increased. Tightening with torque can be prevented, and efficient tightening work can be performed.
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the following description and drawings.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。尚、以下の説明において、上下前後、左右の方向は、図1及び図2中に示した方向として説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the front and rear, front and rear, and left and right directions will be described as the directions shown in FIGS.
図1は本発明に係るインパクト工具の全体構造を示す縦断面図である。インパクト工具1は、充電可能なバッテリパック30を電源とし、モータ3を駆動源として打撃機構40を駆動し、出力軸であるアンビル46に回転と打撃を与えることによってドライバビット等の図示しない先端工具に連続する回転力や断続的な打撃力を伝達してネジ締めやボルト締め等の作業を行う。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the overall structure of an impact tool according to the present invention. The impact tool 1 uses a rechargeable battery pack 30 as a power source, drives the striking mechanism 40 using the motor 3 as a driving source, and applies rotation and striking to the anvil 46 as an output shaft, thereby providing a tip tool (not shown) such as a driver bit. Transmitting continuous rotational force and intermittent striking force to the screw and tightening bolts.
モータ3は、ブラシレスDCモータであって、側面から見て略T字状の形状を成すハウジング6(図2参照)の筒状の胴体部6a内に収容される。ハウジング6は、ほぼ対称な形状の左右2つの部材に分割可能に構成され、それら部材が複数のネジにより固定される。そのため、分割されるハウジング6の一方(本実施例では左側ハウジング)に複数のネジボス20が形成され、他方(右側ハウジング)に複数のネジ穴(図示せず)が形成される。モータ3の回転軸19は、胴体部6aの後端側のベアリング17bと中央部付近に設けられるベアリング17aによって回転可能に保持される。モータ3の後方には6つのスイッチング素子10が搭載された基板7が設けられ、これらスイッチング素子10によってインバータ制御を行うことによりモータ3を回転させる。基板7の前方側には、回転子3aの位置を検出するためにホール素子やホールIC等の回転位置検出素子58が搭載される。 The motor 3 is a brushless DC motor and is accommodated in a cylindrical body portion 6a of a housing 6 (see FIG. 2) having a substantially T-shape when viewed from the side. The housing 6 can be divided into two substantially right and left members having a substantially symmetrical shape, and these members are fixed by a plurality of screws. Therefore, a plurality of screw bosses 20 are formed in one of the divided housings 6 (left housing in the present embodiment), and a plurality of screw holes (not shown) are formed in the other (right housing). The rotating shaft 19 of the motor 3 is rotatably held by a bearing 17b on the rear end side of the body portion 6a and a bearing 17a provided near the center portion. A substrate 7 on which six switching elements 10 are mounted is provided behind the motor 3, and the motor 3 is rotated by performing inverter control with these switching elements 10. A rotational position detection element 58 such as a Hall element or Hall IC is mounted on the front side of the substrate 7 in order to detect the position of the rotor 3a.
ハウジング6の胴体部6aから略直角に一体に延びるグリップ部6b内の上部にはトリガスイッチ8及び正逆切替レバー14が設けられ、トリガスイッチ8には図示しないバネによって付勢されてグリップ部6bから突出するトリガ操作部8aが設けられる。グリップ部6b内の下方には、トリガ操作部8aによってモータ3の速度を制御する機能等を備えた制御回路基板9が収容される。ハウジング6のグリップ部6bの下方に形成されたバッテリ保持部6cには、ニッケル水素やリチウムイオン等の複数の電池セルが収容されたバッテリパック30が着脱可能に装着される。 A trigger switch 8 and a forward / reverse switching lever 14 are provided in an upper portion of a grip portion 6b that integrally extends substantially perpendicularly from the body portion 6a of the housing 6, and the trigger switch 8 is biased by a spring (not shown) to be gripped by the grip portion 6b. A trigger operation portion 8a protruding from the center is provided. A control circuit board 9 having a function of controlling the speed of the motor 3 by the trigger operation portion 8a is accommodated below the grip portion 6b. A battery pack 30 in which a plurality of battery cells such as nickel metal hydride and lithium ions are accommodated is detachably attached to the battery holding portion 6 c formed below the grip portion 6 b of the housing 6.
モータ3の前方には、回転軸19に取り付けられてモータ3と同期して回転する冷却ファン18が設けられる。冷却ファン18により、胴体部6aの後方に設けられた空気取入口26a、26bから空気が吸引される。吸引された空気は、ハウジング6の胴体部6aであって冷却ファン18の半径方向外周側付近に形成される複数のスリット26c(図2参照)からハウジング6の外部に排出される。 A cooling fan 18 that is attached to the rotary shaft 19 and rotates in synchronization with the motor 3 is provided in front of the motor 3. The cooling fan 18 sucks air from the air intakes 26a and 26b provided at the rear of the body portion 6a. The sucked air is discharged to the outside of the housing 6 through a plurality of slits 26c (see FIG. 2) formed in the body portion 6a of the housing 6 and in the vicinity of the outer peripheral side of the cooling fan 18 in the radial direction.
打撃機構40は、アンビル46とハンマ41の2つの部品により構成され、ハンマ41は遊星歯車減速機構21の複数の遊星歯車の回転軸を連結するように固定される。現在広く使われている公知のインパクト機構と違って、ハンマ41には、スピンドル、スプリング、カム溝、及びボール等を有するカム機構をもたない。そしてアンビル46とハンマ41とは回転中心付近に形成された嵌合軸と嵌合穴により1回転未満の相対回転だけができるように連結される。アンビル46は、図示しない先端工具を装着する出力軸部分と一体に構成され、前端には軸方向と鉛直面の断面形状が六角形の装着穴46aが形成される。アンビル46の後方側はハンマ41の嵌合軸と連結され、軸方向中央付近でメタルベアリング16aによりケース5に対して回転可能に保持される。 The striking mechanism 40 is composed of two parts, an anvil 46 and a hammer 41, and the hammer 41 is fixed so as to connect the rotation shafts of a plurality of planetary gears of the planetary gear reduction mechanism 21. Unlike a known impact mechanism that is widely used at present, the hammer 41 does not have a cam mechanism having a spindle, a spring, a cam groove, a ball, and the like. The anvil 46 and the hammer 41 are connected so that only a relative rotation of less than one rotation can be performed by a fitting shaft and a fitting hole formed near the rotation center. The anvil 46 is formed integrally with an output shaft portion on which a tip tool (not shown) is mounted, and a mounting hole 46a having a hexagonal cross section in the axial direction and the vertical plane is formed at the front end. The rear side of the anvil 46 is connected to the fitting shaft of the hammer 41 and is held rotatably with respect to the case 5 by the metal bearing 16a near the center in the axial direction.
ケース5は打撃機構40及び遊星歯車減速機構21を収容するための金属製の一体成形で製造され、ハウジング6の前方側に装着される。また、ケース5の外周側は、熱の伝達を防止するとともに、衝撃吸収効果等を果たすために樹脂製のカバー11で覆われる。アンビル46の先端には先端工具を保持するための先端工具保持手段が構成され、先端工具の着脱はスリーブ15を前後方向に動かすことで行われる。 The case 5 is manufactured by metal integral molding for housing the striking mechanism 40 and the planetary gear speed reduction mechanism 21, and is attached to the front side of the housing 6. Further, the outer peripheral side of the case 5 is covered with a resin cover 11 in order to prevent heat transfer and achieve an impact absorbing effect and the like. A tip tool holding means for holding the tip tool is formed at the tip of the anvil 46, and the tip tool is attached and detached by moving the sleeve 15 in the front-rear direction.
インパクト工具1において、トリガ操作部8aが引かれてモータ3が起動されると、モータ3の回転は遊星歯車減速機構21によって減速され、モータ3の回転数に対して所定の比率の回転数でハンマ41が直接駆動される。ハンマ41が回転すると、その回転力はアンビル46に伝達され、アンビル46がハンマ41と同じ速度で回転を開始する。 In the impact tool 1, when the trigger operation unit 8 a is pulled and the motor 3 is activated, the rotation of the motor 3 is decelerated by the planetary gear reduction mechanism 21, and the rotation speed is a predetermined ratio with respect to the rotation speed of the motor 3. The hammer 41 is driven directly. When the hammer 41 rotates, the rotational force is transmitted to the anvil 46, and the anvil 46 starts rotating at the same speed as the hammer 41.
図2は、図1のインパクト工具1の外観を示す斜視図である。ハウジング6は3つの部分(6a、6b、6c)から構成され、胴体部6aの、冷却ファン18の半径方向外周側付近には冷却風排出用のスリット26cが形成される。また、バッテリ保持部6cの上面には制御パネル31が設けられる。制御パネル31には、各種の操作ボタンや表示ランプ等が配置され、例えばLEDライト12をON/OFFするためのスイッチや、バッテリパックの残量を確認するためのボタンが配置される。また、バッテリ保持部6cの側面にはモータ3の駆動モード(ドリルモード、インパクトモード)を切り替えるためのボタンスイッチ32が設けられる。ボタンスイッチ32を作業者が右方向へと押すことにより、ドリルモードとインパクトモードが交互に切り替わる。 FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of the impact tool 1 of FIG. The housing 6 is composed of three parts (6a, 6b, 6c), and a cooling air discharge slit 26c is formed in the body portion 6a in the vicinity of the outer peripheral side of the cooling fan 18 in the radial direction. A control panel 31 is provided on the upper surface of the battery holding portion 6c. Various operation buttons, display lamps, and the like are arranged on the control panel 31. For example, a switch for turning on / off the LED light 12 and a button for checking the remaining amount of the battery pack are arranged. Further, a button switch 32 for switching the drive mode (drill mode, impact mode) of the motor 3 is provided on the side surface of the battery holding portion 6c. When the operator pushes the button switch 32 in the right direction, the drill mode and the impact mode are alternately switched.
バッテリパック30には、リリースボタン30aが設けられ、左右両側に位置するリリースボタン30aを押しながら前方にバッテリパック30を移動させることにより、バッテリパック30をバッテリ保持部6cから取り外すことができる。バッテリ保持部6cの左右側には、着脱可能な金属製のベルトフック33が設けられる。図2では、インパクト工具1の左側に取り付けられているが、ベルトフック33を取り外してインパクト工具1の右側に装着することも可能である。バッテリ保持部6cの後端部付近にはストラップ34が取り付けられる。 The battery pack 30 is provided with a release button 30a, and the battery pack 30 can be removed from the battery holding portion 6c by moving the battery pack 30 forward while pressing the release buttons 30a located on the left and right sides. A detachable metal belt hook 33 is provided on the left and right sides of the battery holding portion 6c. In FIG. 2, it is attached to the left side of the impact tool 1, but it is also possible to remove the belt hook 33 and attach it to the right side of the impact tool 1. A strap 34 is attached near the rear end of the battery holding portion 6c.
図3は、図1の打撃機構40付近の拡大断面図である。遊星歯車減速機構21は、プラネタリー型であり、モータ3の回転軸19の先端と接続されるサンギヤ21aが駆動軸(入力軸)となり、胴体部6aに固定されるアウターギヤ21d内で、複数のプラネタリーギヤ21bが回転する。プラネタリーギヤ21bの複数の回転軸21cは、遊星キャリヤの機能を持つハンマ41にて保持される。ハンマ41は遊星歯車減速機構21の従動軸(出力軸)として、モータ3と同方向に所定の減速比で回転する。この減速比をどの程度に設定するかは、主な締付対象(ネジかボルトか)、モータ3の出力と必要な締付トルクの大きさ等の要因から適切に設定すれば良く、本実施例ではモータ3の回転数に対してハンマ41の回転数が1/8〜1/15程度になるように減速比を設定する。 FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the striking mechanism 40 of FIG. The planetary gear speed reduction mechanism 21 is a planetary type, and a sun gear 21a connected to the tip of the rotating shaft 19 of the motor 3 serves as a drive shaft (input shaft), and a plurality of outer gears 21d fixed to the body portion 6a. Planetary gear 21b rotates. The plurality of rotating shafts 21c of the planetary gear 21b are held by a hammer 41 having a planetary carrier function. The hammer 41 rotates as a driven shaft (output shaft) of the planetary gear speed reduction mechanism 21 at a predetermined reduction ratio in the same direction as the motor 3. The reduction ratio should be set appropriately based on factors such as the main tightening target (screw or bolt), the output of the motor 3, and the required tightening torque. In the example, the reduction ratio is set so that the rotation speed of the hammer 41 is about 1/8 to 1/15 with respect to the rotation speed of the motor 3.
胴体部6aの内部の2つのネジボス20の内周側には、インナカバー22が設けられる。インナカバー22はプラスチック等の合成樹脂の一体成形で製造された部材であり、後方側には円筒状の部分が形成され、その円筒部分でモータ3の回転軸19を回転可能に固定するベアリング17aを保持する。また、インナカバー22の前方側には、2つの異なる径を有する円筒状の段差部が設けられ、その小さい方の段差部にはボール式のベアリング16bが設けられ、大きい方の円筒状の段差部には、前方側からアウターギヤ21dの一部が挿入される。尚、アウターギヤ21dはインナカバー22に回転不能に取り付けられ、インナカバー22はハウジング6の胴体部6aに回転不能に取り付けられることから、アウターギヤ21dは非回転状態で固定されることになる。また、アウターギヤ21dの外周部には外径が大きく形成されたフランジ部分が設けられ、フランジ部分とインナカバー22の間にはOリング23が設けられる。ハンマ41とアンビル46の回転部分にはグリス(図示せず)が塗布されており、Oリング23は、そのグリスがインナカバー22側に漏れないようにシールする。 An inner cover 22 is provided on the inner peripheral side of the two screw bosses 20 inside the body portion 6a. The inner cover 22 is a member manufactured by integral molding of synthetic resin such as plastic. A cylindrical portion is formed on the rear side, and a bearing 17a that rotatably fixes the rotating shaft 19 of the motor 3 at the cylindrical portion. Hold. In addition, a cylindrical step portion having two different diameters is provided on the front side of the inner cover 22, and a ball type bearing 16b is provided on the smaller step portion, and the larger cylindrical step portion is provided. Part of the outer gear 21d is inserted into the part from the front side. The outer gear 21d is non-rotatably attached to the inner cover 22, and the inner cover 22 is non-rotatably attached to the body portion 6a of the housing 6. Therefore, the outer gear 21d is fixed in a non-rotating state. Further, a flange portion having a large outer diameter is provided on the outer peripheral portion of the outer gear 21 d, and an O-ring 23 is provided between the flange portion and the inner cover 22. Grease (not shown) is applied to the rotating portions of the hammer 41 and the anvil 46, and the O-ring 23 seals the grease so that it does not leak to the inner cover 22 side.
本実施例において特徴的なこととして、ハンマ41がプラネタリーギヤ21bの複数の回転軸21cを保持する遊星キャリヤの機能を持つことである。そのためハンマ41の後端部はベアリング16bの内輪の内周側にまで延びる。また、ハンマ41の後方側内周部は、モータ3の回転軸19に取り付けられるサンギヤ21aを収容する円筒形の内部空間内に配置される。ハンマ41の前方側中心軸付近は、軸方向前方に突出する軸部となる嵌合軸45が形成され、嵌合軸45はアンビル46の後方側中心軸付近に形成される円筒形の嵌合穴46fに嵌合する。尚、嵌合軸45と嵌合穴46fは、双方が相対的に回転可能なように軸支するものである。 A characteristic feature of this embodiment is that the hammer 41 has the function of a planet carrier that holds the plurality of rotating shafts 21c of the planetary gear 21b. Therefore, the rear end portion of the hammer 41 extends to the inner peripheral side of the inner ring of the bearing 16b. Further, the inner peripheral portion on the rear side of the hammer 41 is disposed in a cylindrical internal space that houses a sun gear 21 a attached to the rotating shaft 19 of the motor 3. In the vicinity of the front central axis of the hammer 41, a fitting shaft 45 serving as a shaft portion protruding forward in the axial direction is formed, and the fitting shaft 45 is a cylindrical fitting formed near the rear central axis of the anvil 46. Fits into the hole 46f. The fitting shaft 45 and the fitting hole 46f are pivotally supported so that both can rotate relatively.
次に図4、5を用いて、図1、2に示した打撃機構40の詳細構造を説明する。図4は、本発明の第1の実施例に係るハンマ41とアンビル46の形状を示す斜視図であり、ハンマ41は斜め前方から、アンビル46は斜め後方からみた図である。図5はハンマ41とアンビル46の形状を示す斜視図であり、ハンマ41は斜め後方から見た図であり、アンビル46は斜め前方からみた部分図である。ハンマ41は、円柱形の本体部分41bから径方向に突出する2つの羽根部41cと41dが形成される。羽根部41dと41cには、それぞれ軸方向に突出する突出部が形成され、羽根部41cと41dのそれぞれに一組ずつの打撃部と錘部が形成される。 Next, the detailed structure of the striking mechanism 40 shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a perspective view showing the shapes of the hammer 41 and the anvil 46 according to the first embodiment of the present invention. The hammer 41 is seen from an oblique front and the anvil 46 is seen from an oblique rear. FIG. 5 is a perspective view showing the shapes of the hammer 41 and the anvil 46. The hammer 41 is a view seen obliquely from the rear, and the anvil 46 is a partial view seen obliquely from the front. The hammer 41 is formed with two blade portions 41c and 41d protruding in a radial direction from the cylindrical main body portion 41b. The blade portions 41d and 41c are each formed with a protruding portion that protrudes in the axial direction, and a pair of striking portions and weight portions are formed on each of the blade portions 41c and 41d.
羽根部41c側は、外周部が扇状に広がるように形成されとともに、外周部から軸方向前方に突出する突出部42が形成される。この扇状に広がる部分と突出部42が打撃部(打撃爪)として機能と同時に、錘部としての機能を果たす。突出部42の円周方向の両側には打撃面42aと42bが形成される。打撃面42aと42bは、共に平面に形成されたもので、アンビル46の後述する被打撃面と良好に面接触するように適度な角度がつけられる。一方、羽根部41dは外周部が扇状に広がるように形成され、扇状に広がる形状によりその部分の質量が大きくなり錘部として作用する。また羽根部41dの径方向中央付近から軸方向前方に突出する突出部43が形成される。突出部43は打撃部(打撃爪)として作用するもので、円周方向の両側には打撃面43aと43bが形成される。打撃面43aと43bは、共に平面状に形成されたもので、アンビル46の後述する被打撃面と良好に面接触するように、円周方向に適度な角度がつけられる。 On the blade portion 41c side, the outer peripheral portion is formed in a fan shape, and a protruding portion 42 that protrudes forward in the axial direction from the outer peripheral portion is formed. The fan-shaped portion and the projecting portion 42 function as a striking portion (striking claw) and simultaneously function as a weight portion. The striking surfaces 42a and 42b are formed on both sides of the protrusion 42 in the circumferential direction. The striking surfaces 42a and 42b are both formed in a flat surface, and are appropriately angled so as to make good surface contact with the striking surface to be described later of the anvil 46. On the other hand, the blade part 41d is formed so that the outer peripheral part spreads in a fan shape, and the shape of the fan part increases the mass of the part and acts as a weight part. In addition, a protruding portion 43 that protrudes forward in the axial direction from the radial center of the blade portion 41d is formed. The protrusion 43 acts as a striking portion (striking claw), and striking surfaces 43a and 43b are formed on both sides in the circumferential direction. The striking surfaces 43a and 43b are both formed in a flat shape, and are given an appropriate angle in the circumferential direction so as to satisfactorily come into surface contact with the striking surface to be described later of the anvil 46.
本体部分41bの軸心付近、前方側にはアンビル46の嵌合穴46fと嵌合される嵌合軸41aが形成される。本体部分41bの後方側には遊星キャリヤの機能を有するように2つの円盤部44a、44bと円周方向の2箇所においてこれらを接続する接続部44cが形成される。円盤部44a、44bの円周方向のそれぞれ2箇所には、貫通穴44dが形成され、円盤部44a、44bの間に2つのプラネタリーギヤ21b(図3参照)が配置され、プラネタリーギヤ21bの回転軸21c(図3参照)が貫通穴44dに装着される。円盤部44bの後方側には円筒形に延びる円筒部44eが形成される。円筒部44eの外周側はベアリング16bの内輪にて保持される。また、円筒部44eの内側の空間44fにはサンギヤ21a(図3参照)が配置される。尚、図4及び図5に示すハンマ41とアンビル46とは、金属の一体構造にて製造すると強度的にも重量的にも好ましい。 A fitting shaft 41a that is fitted into the fitting hole 46f of the anvil 46 is formed in the vicinity of the axial center of the main body portion 41b and on the front side. On the rear side of the main body portion 41b, two disk portions 44a and 44b and a connection portion 44c for connecting them at two locations in the circumferential direction are formed so as to function as a planet carrier. Through holes 44d are formed at two locations in the circumferential direction of the disk portions 44a and 44b, two planetary gears 21b (see FIG. 3) are disposed between the disk portions 44a and 44b, and the planetary gear 21b. The rotating shaft 21c (see FIG. 3) is mounted in the through hole 44d. A cylindrical portion 44e extending in a cylindrical shape is formed on the rear side of the disk portion 44b. The outer peripheral side of the cylindrical portion 44e is held by the inner ring of the bearing 16b. The sun gear 21a (see FIG. 3) is disposed in the space 44f inside the cylindrical portion 44e. The hammer 41 and the anvil 46 shown in FIGS. 4 and 5 are preferable in terms of strength and weight when manufactured in a metal integrated structure.
アンビル46は、円柱形の本体部分46bから径方向に突出する2つの羽根部46c、46dが形成される。羽根部46cの外周付近には軸方向後方に突出する突出部47が形成される。突出部47の円周方向両側には被打撃面47a及び47bが形成される。一方、羽根部46dの径方向中央付近には軸方向後方に突出する突出部48が形成される。突出部48の円周方向両側には被打撃面48a及び48bが形成される。ハンマ41が正回転(ネジ等を締め付ける回転方向)するときには、打撃面42aが被打撃面47aに当接し、同時に打撃面43aが被打撃面48aに当接する。また、ハンマ41が逆回転(ネジ等をゆるめる回転方向)するときには、打撃面42bが被打撃面47bに当接し、同時に打撃面43bが被打撃面48bに当接する。この当接するのは同時となるように突出部42、43、47、48の形状が決定される。 The anvil 46 is formed with two blade portions 46c and 46d that protrude in the radial direction from the cylindrical main body portion 46b. A protruding portion 47 that protrudes rearward in the axial direction is formed near the outer periphery of the blade portion 46c. The hitting surfaces 47 a and 47 b are formed on both sides in the circumferential direction of the protrusion 47. On the other hand, a protruding portion 48 protruding rearward in the axial direction is formed in the vicinity of the radial center of the blade portion 46d. The hitting surfaces 48 a and 48 b are formed on both sides in the circumferential direction of the protrusion 48. When the hammer 41 rotates in the forward direction (rotating direction in which a screw or the like is tightened), the striking surface 42a comes into contact with the hit surface 47a, and at the same time, the hit surface 43a comes into contact with the hit surface 48a. Further, when the hammer 41 rotates in the reverse direction (rotating direction for loosening a screw or the like), the striking surface 42b comes into contact with the hit surface 47b, and at the same time, the hit surface 43b comes into contact with the hit surface 48b. The shapes of the protrusions 42, 43, 47, and 48 are determined so that the abutment occurs simultaneously.
このように、図4、5に示すハンマ41及びアンビル46によれば、回転する軸心を基準に対称な2箇所にて打撃が行われるので打撃時のバランスが良く、打撃時にインパクト工具1が振られにくく構成できる。また、打撃面は突出部の円周方向両側にそれぞれ設けられるので、正回転だけでなく逆回転時にもインパクト動作が可能になるので、使いやすいインパクト工具を実現できる。さらに、ハンマ41でアンビル46を打撃する方向は、円周方向のみであってアンビル46を軸方向、前方に叩かないので、インパクトモードの際に先端工具を必要以上に被締付部材を押しつけることもなく、木材に木ねじ等を締め込む際に有利である。 As described above, according to the hammer 41 and the anvil 46 shown in FIGS. 4 and 5, the impact tool 1 is well balanced at the time of impact since the impact is performed at two symmetrical positions with respect to the rotating shaft center. Can be configured to be difficult to shake. Further, since the striking surfaces are provided on both sides in the circumferential direction of the projecting portion, the impact operation can be performed not only in the normal rotation but also in the reverse rotation, so that an easy-to-use impact tool can be realized. Further, the hammer 41 hits the anvil 46 only in the circumferential direction, and does not strike the anvil 46 in the axial direction or forward, so that the tool is pressed more than necessary with the tip tool in the impact mode. This is advantageous when tightening wood screws or the like into wood.
次に、モータ3の駆動制御系の構成と作用を図6に基づいて説明する。図6はモータ3の駆動制御系の構成を示すブロック図であり、本実施例では、モータ3は3相のブラシレスDCモータで構成される。このブラシレスDCモータは、いわゆるインナーロータ型であって、複数組(本実施例では2組)のN極とS極を含む永久磁石(マグネット)を含んで構成される回転子(ロータ)3aと、スター結線された3相の固定子巻線U、V、Wから成る固定子(ステータ)3bと、回転子3aの回転位置を検出するために周方向に所定の間隔毎、例えば角度60°毎に配置された3つの回転位置検出素子(ホール素子)58を有する。これら回転位置検出素子58からの位置検出信号に基づいて固定子巻線U、V、Wへの通電方向と時間が制御され、モータ3を回転させる。回転位置検出素子58は、基板7上の回転子3aの永久磁石3cに対向する位置に設けられる。 Next, the configuration and operation of the drive control system of the motor 3 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the drive control system of the motor 3. In this embodiment, the motor 3 is a three-phase brushless DC motor. This brushless DC motor is a so-called inner rotor type, and includes a rotor (rotor) 3a including a plurality of sets (two sets in this embodiment) of permanent magnets (magnets) including N poles and S poles. A stator (stator) 3b composed of three-phase stator windings U, V, and W connected in a star connection, and a predetermined interval in the circumferential direction to detect the rotational position of the rotor 3a, for example, an angle of 60 ° Three rotational position detecting elements (Hall elements) 58 are provided for each. Based on the position detection signals from these rotational position detecting elements 58, the energization direction and time to the stator windings U, V, W are controlled to rotate the motor 3. The rotational position detection element 58 is provided at a position facing the permanent magnet 3 c of the rotor 3 a on the substrate 7.
基板7上に搭載される電子素子には、3相ブリッジ形式に接続されたFETなどの6個のスイッチング素子Q1〜Q6からなるインバータ回路52を含む。ブリッジ接続された6個のスイッチング素子Q1〜Q6の各ゲートは、制御回路基板9に搭載される制御信号出力回路53に接続され、6個のスイッチング素子Q1〜Q6の各ドレインまたは各ソースは、スター結線された固定子巻線U、V、Wに接続される。これによって、6個のスイッチング素子Q1〜Q6は、制御信号出力回路53から入力されたスイッチング素子駆動信号(H4、H5、H6等の駆動信号)によってスイッチング動作を行い、インバータ回路52に印加されるバッテリパック30の直流電圧を3相(U相、V相及びW相)電圧Vu、Vv、Vwとして固定子巻線U、V、Wに電力を供給する。 The electronic elements mounted on the substrate 7 include an inverter circuit 52 including six switching elements Q1 to Q6 such as FETs connected in a three-phase bridge format. The gates of the six switching elements Q1 to Q6 that are bridge-connected are connected to a control signal output circuit 53 mounted on the control circuit board 9, and the drains or sources of the six switching elements Q1 to Q6 are It is connected to the stator windings U, V, W that are star-connected. As a result, the six switching elements Q1 to Q6 perform a switching operation by the switching element drive signals (drive signals such as H4, H5, and H6) input from the control signal output circuit 53 and are applied to the inverter circuit 52. Electric power is supplied to the stator windings U, V, and W using the DC voltage of the battery pack 30 as three-phase (U-phase, V-phase, and W-phase) voltages Vu, Vv, and Vw.
6個のスイッチング素子Q1〜Q6の各ゲートを駆動するスイッチング素子駆動信号(3相信号)のうち、3個の負電源側スイッチング素子Q4、Q5、Q6をパルス幅変調信号(PWM信号)H4、H5、H6として供給し、制御回路基板9上に搭載された演算部51によって、トリガスイッチ8のトリガ操作部8aの操作量(ストローク)の検出信号に基づいてPWM信号のパルス幅(デューティ比)を変化させることによってモータ3への電力供給量を調整し、モータ3の起動/停止と回転速度を制御する。 Of the switching element drive signals (three-phase signals) for driving the gates of the six switching elements Q1 to Q6, the three negative power supply side switching elements Q4, Q5, Q6 are converted into pulse width modulation signals (PWM signals) H4, The pulse width (duty ratio) of the PWM signal is supplied as H5 and H6 and based on the detection signal of the operation amount (stroke) of the trigger operation unit 8a of the trigger switch 8 by the calculation unit 51 mounted on the control circuit board 9. The amount of electric power supplied to the motor 3 is adjusted by changing, and the start / stop of the motor 3 and the rotation speed are controlled.
ここで、PWM信号は、インバータ回路52の正電源側スイッチング素子Q1〜Q3または負電源側スイッチング素子Q4〜Q6の何れか一方に供給され、スイッチング素子Q1〜Q3またはスイッチング素子Q4〜Q6を高速スイッチングさせることによってバッテリパック30の直流電圧から各固定子巻線U、V、Wに供給する電力を制御する。尚、本実施例では、負電源側スイッチング素子Q4〜Q6にPWM信号が供給されるため、PWM信号のパルス幅を制御することによって各固定子巻線U、V、Wに供給する電力を調整してモータ3の回転速度を制御することができる。 Here, the PWM signal is supplied to any one of the positive power supply side switching elements Q1 to Q3 or the negative power supply side switching elements Q4 to Q6 of the inverter circuit 52, and the switching elements Q1 to Q3 or the switching elements Q4 to Q6 are switched at high speed. As a result, the power supplied to the stator windings U, V, W from the DC voltage of the battery pack 30 is controlled. In this embodiment, since the PWM signal is supplied to the negative power supply side switching elements Q4 to Q6, the power supplied to each stator winding U, V, W is adjusted by controlling the pulse width of the PWM signal. Thus, the rotation speed of the motor 3 can be controlled.
インパクト工具1には、モータ3の回転方向を切り替えるための正逆切替レバー14が設けられ、回転方向設定回路62は正逆切替レバー14の変化を検出するごとに、モータの回転方向を切り替えて、その制御信号を演算部51に送信する。演算部51は、図示していないが、処理プログラムとデータに基づいて駆動信号を出力するための中央処理装置(CPU)、処理プログラムや制御データを記憶するためのROM、データを一時記憶するためのRAM、タイマ等を含んで構成される。 The impact tool 1 is provided with a forward / reverse switching lever 14 for switching the rotational direction of the motor 3, and the rotational direction setting circuit 62 switches the rotational direction of the motor each time a change in the forward / reverse switching lever 14 is detected. The control signal is transmitted to the calculation unit 51. Although not shown, the arithmetic unit 51 is a central processing unit (CPU) for outputting a drive signal based on the processing program and data, a ROM for storing the processing program and control data, and for temporarily storing data. RAM, a timer, and the like.
制御信号出力回路53は、回転方向設定回路62と回転子位置検出回路54の出力信号に基づいて所定のスイッチング素子Q1〜Q6を交互にスイッチングするための駆動信号を形成し、その駆動信号を制御信号出力回路53に出力する。これによって固定子巻線U、V、Wの所定の巻線に交互に通電し、回転子3aを設定された回転方向に回転させる。この場合、負電源側スイッチング素子Q4〜Q6に印加する駆動信号は、印加電圧設定回路61の出力制御信号に基づいてPWM変調信号として出力される。モータ3に供給される電流値は、電流検出回路59によって測定され、その値が演算部51にフィードバックされることにより、設定された駆動電力となるように調整される。尚、PWM信号は正電源側スイッチング素子Q1〜Q3に印加しても良い。 The control signal output circuit 53 forms a drive signal for alternately switching predetermined switching elements Q1 to Q6 based on the output signals of the rotation direction setting circuit 62 and the rotor position detection circuit 54, and controls the drive signal. The signal is output to the signal output circuit 53. As a result, the predetermined windings of the stator windings U, V, and W are alternately energized to rotate the rotor 3a in the set rotation direction. In this case, the drive signal applied to the negative power supply side switching elements Q4 to Q6 is output as a PWM modulation signal based on the output control signal of the applied voltage setting circuit 61. The current value supplied to the motor 3 is measured by the current detection circuit 59, and the value is fed back to the calculation unit 51 to be adjusted to the set driving power. The PWM signal may be applied to the positive power supply side switching elements Q1 to Q3.
回転数検出回路55は、複数の回転子位置検出回路54の信号を入力とし、モータ3の回転数を検出して演算部51に出力する回路である。打撃衝撃検出センサ56は、アンビル46に発生する衝撃の大きさを検出するもので、その出力は打撃衝撃検出回路57を介して演算部51に入力される。打撃衝撃検出センサ56としては、例えば、制御回路基板9に取り付けられる加速度センサで実現でき、打撃衝撃検出センサ56の出力を用いて規定トルクで締め付けが完了した際に、モータ3を自動停止させるようにしても良い。 The rotation speed detection circuit 55 is a circuit that receives signals from the plurality of rotor position detection circuits 54, detects the rotation speed of the motor 3, and outputs it to the calculation unit 51. The impact detection sensor 56 detects the magnitude of impact generated on the anvil 46, and its output is input to the computing unit 51 via the impact impact detection circuit 57. The impact sensor 56 can be realized by, for example, an acceleration sensor attached to the control circuit board 9, and the motor 3 is automatically stopped when tightening is completed with a specified torque using the output of the impact sensor 56. Anyway.
本実施例に係るインパクト工具1においては、「連続駆動モード」と「断続駆動モード」で駆動させることができる。「連続駆動モード」とは、ハンマを連続駆動させて、アンビルを一方向に連続して回転させるという、単純な制御モードである。「断続駆動モード」とは、ハンマを正転及び停止、又は、正転及び逆転させながらハンマをアンビルに打撃することにより、アンビルに強い締め付けトルクを発生させる制御モードである。「断続駆動モード」では、アンビル46を打撃するためにハンマ41を正転及び逆転させる必要があるため、モータ3を特殊な制御を行う。この断続駆動モードによる制御は、本実施例に係るハンマ41とアンビル46により実現できた独特の制御方法である。断続駆動モードでは、ハンマ41による打撃動作を行うために時間あたりの締め付け角度が連続駆動モードに比べて小さくなる。そこで、インパクト動作による締め付けを行う場合は、締め付け動作の初期の必要なトルクが小さくてすむ期間は連続駆動モードで駆動し、締め付け対象からの反力が強くなって必要な締め付けトルクが大きくなってきたら断続駆動モードに切り替えるようにすると、インパクトモードにおける締め付けのために要するトータル時間が短くてすむ。 The impact tool 1 according to the present embodiment can be driven in the “continuous drive mode” and the “intermittent drive mode”. The “continuous drive mode” is a simple control mode in which the hammer is continuously driven and the anvil is continuously rotated in one direction. The “intermittent drive mode” is a control mode in which a strong tightening torque is generated on the anvil by striking the hammer against the anvil while rotating and stopping the hammer in a forward or reverse direction. In the “intermittent drive mode”, since the hammer 41 needs to be rotated forward and backward in order to hit the anvil 46, the motor 3 is specially controlled. The control in the intermittent drive mode is a unique control method that can be realized by the hammer 41 and the anvil 46 according to the present embodiment. In the intermittent drive mode, the hammering operation by the hammer 41 is performed, so that the tightening angle per time is smaller than that in the continuous drive mode. Therefore, when tightening by impact operation, the initial required torque of the tightening operation is driven in the continuous drive mode during the period where the required torque is small, and the reaction force from the tightening target becomes stronger and the required tightening torque becomes larger. If the mode is switched to the intermittent drive mode, the total time required for tightening in the impact mode can be shortened.
ここで、図7及び8を用いてハンマ41及びアンビル46の回転動作を説明する。図7は図3のA−A部の断面図であり、前述した「連続駆動モード」における基本的なハンマ41の駆動制御を説明する図である。これら断面図からハンマ41から軸方向に突出する突出部42、43と、アンビル46から軸方向に突出する突出部47、48の位置関係が理解できるであろう。締め付け動作時(正回転時)のアンビル46の回転方向は本図では反時計回りであり、ハンマ41は、モータの駆動により図7(1)→(2)→(3)→(4)の順番に回転する。この際、ハンマ41は、モータ3の駆動によって矢印71、72、73、74の方向に連続的に回転するので、アンビル46はハンマ41から後方から押されるようにして、ハンマ41の打撃面42a、43aがアンビル46の被打撃面47a、48aと接触したままアンビル46も矢印方向に同期して回転する。 Here, the rotation operation of the hammer 41 and the anvil 46 will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3 and is a diagram for explaining basic drive control of the hammer 41 in the “continuous drive mode” described above. From these sectional views, the positional relationship between the protruding portions 42 and 43 protruding in the axial direction from the hammer 41 and the protruding portions 47 and 48 protruding in the axial direction from the anvil 46 will be understood. The direction of rotation of the anvil 46 during the tightening operation (forward rotation) is counterclockwise in this figure, and the hammer 41 is driven as shown in FIGS. 7 (1) → (2) → (3) → (4). Rotate in order. At this time, the hammer 41 continuously rotates in the directions of arrows 71, 72, 73, 74 by driving the motor 3, so that the anvil 46 is pushed from the rear from the hammer 41 so that the striking surface 42 a of the hammer 41. , 43a is in contact with the hit surfaces 47a, 48a of the anvil 46, and the anvil 46 rotates in synchronization with the arrow direction.
図7に示す「連続駆動モード」では、ハンマ41を駆動するモータ3の回転トルクが、被締め付け材から受ける反力に比べて大きい状態での締め付けを意図しており、締め付けの際の負荷が小さい状況下においては、ハンマ41をモータ3によって回転させるだけでアンビル46も同期して回転させることができるので、インパクトモードによる締め付け初期に「連続駆動モード」を用いることによって高速で締め付けをすることができる。 In the “continuous drive mode” shown in FIG. 7, the tightening is performed in a state where the rotational torque of the motor 3 that drives the hammer 41 is larger than the reaction force received from the material to be tightened, and the load at the time of tightening is Under small circumstances, the anvil 46 can be rotated in synchronism simply by rotating the hammer 41 with the motor 3, so that tightening can be performed at high speed by using the “continuous drive mode” in the initial stage of tightening in the impact mode. Can do.
図8は図3のA−A部の断面図であり、前述したインパクト工具1の「断続駆動モード」における基本的なハンマ41の駆動制御を説明するための図である。「断続駆動モード」においては、ハンマ41を一方向だけに回転させるのではなく、モータ3を独特な方法で駆動することによりハンマ41を前進及び後退させることにより、ハンマ41をアンビル46に打撃するものである。図8(1)は初期状態を示す図であり、この状態は「連続駆動モード」等の他の駆動モードから「断続駆動モード」への切り替え直後の状態を示す。この状態から、モータ3の逆回転を開始することにより、ハンマ41を矢印81の方向(アンビル46の回転方向とは逆の方向)へ回転させる。 FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3 and is a view for explaining basic drive control of the hammer 41 in the “intermittent drive mode” of the impact tool 1 described above. In the “intermittent drive mode”, the hammer 41 is hit against the anvil 46 by moving the hammer 41 forward and backward by driving the motor 3 in a unique manner, rather than rotating the hammer 41 in only one direction. Is. FIG. 8A is a diagram showing an initial state, and this state shows a state immediately after switching from another drive mode such as “continuous drive mode” to “intermittent drive mode”. In this state, by starting the reverse rotation of the motor 3, the hammer 41 is rotated in the direction of the arrow 81 (the direction opposite to the rotation direction of the anvil 46).
ハンマ41とアンビル46は、相対角度にして360度未満だけ回転でき、(1)の状態からハンマ41だけを逆回転させることができる。(2)の状態付近までモータ3を逆回転させたら、モータ3の逆回転駆動を停止させるが、ハンマ41は惰性で矢印82の方向に回転し続け、(3)の位置まで逆回転する。図8(3)の位置の直前で、モータ3に正転方向の駆動電流を流して正転させることにより、ハンマ41の矢印83方向の回転が停止し、矢印84の方向への回転(正方向への回転)を開始する。ここで、ハンマ41が反転を行う位置を「反転位置」というが、本実施例では、ハンマ41の反転開始から反転位置までの回転角が約240度である。ハンマ41を約240度反転させるには、モータ3はこの角度に遊星歯車減速機構21の減速比の逆数分だけ反転する必要がある。この反転角度は最大反転角度内で任意に設定すればよいが、打撃によって得られる締め付けトルクの大きさの要求値によって設定するのが好ましい。 The hammer 41 and the anvil 46 can be rotated by a relative angle of less than 360 degrees, and only the hammer 41 can be reversely rotated from the state (1). When the motor 3 is reversely rotated to near the state of (2), the reverse rotation drive of the motor 3 is stopped, but the hammer 41 continues to rotate in the direction of the arrow 82 due to inertia and reversely rotates to the position of (3). Immediately before the position shown in FIG. 8 (3), the motor 3 is caused to rotate forward by passing a drive current in the normal direction, so that the rotation of the hammer 41 in the direction of the arrow 83 stops and the rotation in the direction of the arrow 84 (normal Rotation in the direction). Here, the position at which the hammer 41 performs reversal is referred to as “reversal position”. In this embodiment, the rotation angle from the reversal start of the hammer 41 to the reversal position is about 240 degrees. In order to reverse the hammer 41 by about 240 degrees, the motor 3 needs to be reversed at this angle by the reciprocal of the reduction ratio of the planetary gear reduction mechanism 21. The reversal angle may be arbitrarily set within the maximum reversal angle, but is preferably set according to a required value of the magnitude of the tightening torque obtained by the impact.
ハンマ41が反転をすると再び正回転方向に回転をするが、図8(4)のように突出部42は再び突出部48の外周側を通過し、同時に突出部43は突出部47の内周側を通過し、加速しながら矢印85の方向に回転を続ける。このように、双方の通過を可能とするために、突出部42の内径RH2は、突出部48の外径RA1よりも大きく構成され、両者は衝突しない。同様に、突出部43の外径RH1は、突出部47の内径RA2よりも小さく構成され、両者は衝突しない。このような位置関係に構成すれば、ハンマ41とアンビル46との相対回転角を180度より大きく構成することができ、アンビル46に対してハンマ41の十分な量の反転角が確保でき、この反転角がハンマ41をアンビル46に打撃する前の加速区間とすることができる。 When the hammer 41 is reversed, it rotates again in the forward rotation direction. However, as shown in FIG. 8 (4), the projecting portion 42 again passes the outer periphery of the projecting portion 48, and at the same time, the projecting portion 43 Continue to rotate in the direction of arrow 85 while accelerating. In this way, in order to allow both to pass, the inner diameter R H2 of the protruding portion 42 is configured to be larger than the outer diameter R A1 of the protruding portion 48 so that they do not collide. Similarly, the outer diameter R H1 of the protruding portion 43 is configured to be smaller than the inner diameter R A2 of the protruding portion 47 so that they do not collide. By configuring in this positional relationship, the relative rotation angle between the hammer 41 and the anvil 46 can be configured to be greater than 180 degrees, and a sufficient amount of inversion angle of the hammer 41 can be secured with respect to the anvil 46. The reversal angle can be an acceleration zone before hitting the hammer 41 against the anvil 46.
次に、図8(5)の状態までハンマ41を矢印86の方向に加速して回転させると、突出部42の打撃面42aは、突出部47の被打撃面47aに衝突する。同時に、突出部43の打撃面43aは突出部48の被打撃面48aに衝突する。このように、回転軸に対して反対側の2箇所にて衝突することによりアンビル46に対してバランスの良い打撃を行うことができる。 Next, when the hammer 41 is accelerated and rotated in the direction of the arrow 86 to the state of FIG. 8 (5), the striking surface 42 a of the protruding portion 42 collides with the hit surface 47 a of the protruding portion 47. At the same time, the striking surface 43 a of the protrusion 43 collides with the striking surface 48 a of the protrusion 48. Thus, a well-balanced blow can be performed on the anvil 46 by colliding at two locations on the opposite side of the rotation axis.
この打撃の結果、図8(6)に示すようにアンビル46は、後方からハンマ41に打撃されて矢印87の方向に回転することになり、この打撃に伴う回転によって被締付材の締め付けが行われる。尚、ハンマ41には、径方向の同心位置(RH2以上、RH3以下の位置)において唯一の突起である突出部42を有し、同心位置(RH1以下の位置)において第3の唯一の突起である突出部43を有する。また、アンビル46は、径方向の同心位置(RA2以上、RA3以下の位置)において唯一の突起である突出部47を有し、同心位置(RA1以下の位置)において唯一の突起である突出部48を有する。以上のように、「断続駆動モード」では、モータ3を正方向及び逆方向に交互に回転させることにより、ハンマ41を正方向及び逆方向に交互に回転させて、アンビル46に対する打撃動作を行う。 As a result of this striking, as shown in FIG. 8 (6), the anvil 46 is struck by the hammer 41 from the rear and rotates in the direction of the arrow 87, and the tightening material is tightened by the rotation accompanying this striking. Done. The hammer 41 has a protruding portion 42 that is the only protrusion at the concentric position in the radial direction (position of RH2 or more and RH3 or less), and the third unique point in the concentric position (position of RH1 or less). It has the protrusion part 43 which is protrusion. The anvil 46 has a protrusion 47 that is the only protrusion at the radial concentric position (position of R A2 or more and R A3 or less), and is the only protrusion at the concentric position (position of R A1 or less). A protrusion 48 is provided. As described above, in the “intermittent drive mode”, the hammer 3 is alternately rotated in the forward direction and the reverse direction by alternately rotating the motor 3 in the forward direction and the reverse direction, and the batting operation is performed on the anvil 46. .
次に、本実施例に係るインパクト工具1の駆動方法について図9を用いて説明する。本実施例に係るインパクト工具1においては、アンビル46とハンマ41が、相対的に360度未満の回転角で回転可能なように形成される。従って、ハンマ41はアンビル46に対して1回転以上の相対的回転ができないため、その回転制御も特有なものになる。図9は、インパクト工具1の運転時のトリガ信号、インバータ回路の駆動信号、モータ3の回転速度、ハンマ41とアンビル46の打撃状況を示す図である。各グラフにおいて横軸は時間であり、各グラフのタイミングを比較できるように横軸を合わせて記載している。 Next, a driving method of the impact tool 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the impact tool 1 according to the present embodiment, the anvil 46 and the hammer 41 are formed so as to be relatively rotatable at a rotation angle of less than 360 degrees. Therefore, since the hammer 41 cannot be rotated relative to the anvil 46 by more than one rotation, its rotation control is also unique. FIG. 9 is a diagram illustrating a trigger signal, an inverter circuit drive signal, a rotation speed of the motor 3, and a hammering state of the hammer 41 and the anvil 46 when the impact tool 1 is operated. In each graph, the horizontal axis is time, and the horizontal axis is shown together so that the timing of each graph can be compared.
本実施例に係るインパクト工具1において、インパクトモードにおける締め付け作業の場合は、最初モータ3の連続駆動モードで高速に締め付けを行い、必要な締め付けトルク値が大きくなったらモータ3の断続駆動モード(1)に切り替えて締め付けを行い、必要な締め付けトルク値がさらに大きくなったらモータ3の断続駆動モード(2)に切り替えて締め付けを行う。図9の時刻T1からT2における連続駆動モードでは、演算部51はモータ3を目標回転数に基づく制御を行う。このため演算部51は、起動後に矢印85aで示す目標回転数に達するまでモータ3を加速させる。連続駆動モードでのアンビル46の回転は、ハンマ41に押されながら回転する。ここでハンマ41は、回転子3aの連続的な回転により、ハンマ41が同期して連続的に回転する。回転子3aの回転数とハンマ41の回転数の比は1:1でも良いが、所定の減速比を持たせると好ましい。その後、アンビル46に取り付けられた先端工具からの締め付け反力が大きくなると、アンビル46からハンマ41に伝わる反力が大きくなるため、矢印85bに示すようにモータ3の回転速度が徐々に落ちてくる。そこで、その回転速度の落ち込みをモータ3に供給される電流値で検出して、時刻T2でモータ3の断続駆動モード(1)に切り替える。 In the impact tool 1 according to the present embodiment, in the tightening work in the impact mode, the motor 3 is first fastened in the continuous drive mode, and when the required tightening torque value becomes large, the intermittent drive mode (1 To the intermittent drive mode (2) of the motor 3 and tightening is performed. In the continuous drive mode in T 2 from the time T 1 of the FIG. 9, the arithmetic unit 51 performs control based on the motor 3 to the target speed. For this reason, the calculating part 51 accelerates the motor 3 until it reaches | attains the target rotation speed shown by the arrow 85a after starting. The rotation of the anvil 46 in the continuous drive mode rotates while being pushed by the hammer 41. Here, the hammer 41 is continuously rotated in synchronization with the continuous rotation of the rotor 3a. The ratio between the rotational speed of the rotor 3a and the rotational speed of the hammer 41 may be 1: 1, but it is preferable to have a predetermined reduction ratio. Thereafter, when the tightening reaction force from the tip tool attached to the anvil 46 increases, the reaction force transmitted from the anvil 46 to the hammer 41 increases, so that the rotation speed of the motor 3 gradually decreases as indicated by an arrow 85b. . Therefore, by detecting a current value supplied to the drop in the rotational speed of the motor 3 is switched to the intermittent drive mode of the motor 3 (1) at time T 2.
断続駆動モード(1)は、モータ3を連続的に駆動するのではなく断続的に駆動するモードであり、「休止→正回転駆動」を複数回繰り返すようにパルス状に駆動する。ここで、「パルス状に駆動する」とは、インバータ回路52に加えるゲート信号を脈動させることにより、モータ3に供給される駆動電流を脈動させ、それによってモータ3の回転数又は出力トルクを脈動させるように駆動制御することである。この脈動は、時刻T2からT21まではモータへ供給される駆動電流OFF(休止)にし、時刻T21からT3まではモータの駆動電流ON(駆動)にし、時刻T3からT31までは駆動電流OFF(休止)にし、時刻T31から時刻T4までは駆動電流ONにするというような、大きな周期(例えば数十Hz〜百数十Hz程度)で駆動電流のON−OFFを繰り返すことによって発生される。尚、駆動電流ON状態の時にはモータ3の回転数制御のためにPWM制御が行われるが、そのデューティ比制御の周期(通常数キロHz)に比べると、脈動させる周期は十分小さい。 The intermittent drive mode (1) is a mode in which the motor 3 is driven intermittently rather than continuously, and is driven in pulses so that “pause → forward rotation drive” is repeated a plurality of times. Here, “driving in a pulsed manner” means that the drive current supplied to the motor 3 is pulsated by pulsating the gate signal applied to the inverter circuit 52, thereby pulsating the rotation speed or output torque of the motor 3. It is to drive control so that. This pulsation is from time T 2, to T 21 is the drive current OFF supplied to the motor (pause), from time T 21 to T 3 and the driving current ON of the motor (drive), from time T 3 to T 31 the drive current to OFF (pause), from time T 31 to time T 4 repeats oN-OFF of the drive current such that the drive current oN, a large period (e.g., several tens Hz~ hundred and several tens Hz) Is generated by Note that PWM control is performed to control the rotational speed of the motor 3 when the drive current is ON, but the pulsation cycle is sufficiently small compared to the duty ratio control cycle (usually several kilohertz).
図9の例では、T2から一定の時間モータ3への駆動電流の供給を休止して、モータ3の回転速度が矢印86aに低下した後に、演算部51(図5参照)は駆動信号83aを制御信号出力回路53に送ることによりモータ3にパルス状の駆動電流(駆動パルス)が供給され、モータ3を加速させる。尚、この加速時の制御は、必ずしもデューティ比100%で駆動という意味ではなく、100%未満のデューティ比で制御する事もありうる。次に、矢印86bの地点においてハンマ41がアンビル46に強く衝突することにより、矢印88aで示すように打撃力が与えられる。打撃力が与えられると再び、所定期間モータ3への駆動電電流の供給を休止し、モータの回転速度が矢印86cで示すように低下した後に、演算部51は駆動信号83bを制御信号出力回路53に送ることによりモータ3を加速させる。すると、矢印86dの地点においてハンマ41がアンビル46に強く衝突することにより、矢印88bで示すように打撃力が与えられる。断続駆動モード(1)においては、上述したモータ3の「休止→正回転駆動」を繰り返す断続的な駆動が1回又は複数回繰り返されるが、より高い締め付けトルクが必要になったらその状態を検出し、断続駆動モード(2)による回転駆動モードに切り替える。高い締め付けトルクが必要になったか否かの判定は、例えば矢印88bで示す打撃力が与えられた際のモータ3の回転数(矢印86dの前後)を用いて判断することができる。 In the example of FIG. 9, to suspend the supply of the drive current from T 2 to a certain time the motor 3, after the rotation speed of the motor 3 is lowered in the arrow 86a, the arithmetic unit 51 (see FIG. 5) is the drive signal 83a Is sent to the control signal output circuit 53 to supply a pulsed drive current (drive pulse) to the motor 3 to accelerate the motor 3. This acceleration control does not necessarily mean driving at a duty ratio of 100%, but may be controlled at a duty ratio of less than 100%. Next, when the hammer 41 strongly collides with the anvil 46 at the point of the arrow 86b, a striking force is given as shown by the arrow 88a. When the striking force is applied, the supply of the driving electric current to the motor 3 is again stopped for a predetermined period, and after the rotational speed of the motor has dropped as indicated by the arrow 86c, the calculation unit 51 sends the driving signal 83b to the control signal output circuit. The motor 3 is accelerated by sending it to 53. Then, the hammer 41 strongly collides with the anvil 46 at the point indicated by the arrow 86d, so that a striking force is given as indicated by the arrow 88b. In the intermittent drive mode (1), the intermittent drive that repeats the “pause → forward rotation drive” of the motor 3 described above is repeated once or a plurality of times. If a higher tightening torque is required, the state is detected. Then, the mode is switched to the rotational drive mode in the intermittent drive mode (2). Whether or not a high tightening torque is required can be determined using, for example, the number of rotations of the motor 3 (before and after the arrow 86d) when the striking force indicated by the arrow 88b is applied.
断続駆動モード(2)は、モータ3を断続的に駆動し、断続駆動モード(1)と同様にパルス状にモータ3を駆動するモードであるが、「休止→逆回転駆動→休止→正回転駆動」を複数回繰り返すように駆動する。つまり断続駆動モード(2)においては、モータ3の正回転駆動だけでなく逆回転駆動をも加わるために、図8に示したようにハンマ41をアンビル46に対して十分な相対角だけ逆回転させた後に、ハンマ41を正回転方向に加速させて勢いよくアンビル46に衝突させることになる。このようにハンマ41を正逆両方向に交互に駆動することにより、アンビル46に強い締め付けトルクを発生させるものである。 The intermittent drive mode (2) is a mode in which the motor 3 is intermittently driven and the motor 3 is driven in a pulse form as in the intermittent drive mode (1), but “pause → reverse drive → pause → forward rotation”. Drive to repeat “drive” multiple times. In other words, in the intermittent drive mode (2), not only the forward rotation drive of the motor 3 but also the reverse rotation drive is applied, so that the hammer 41 is rotated backward by a sufficient relative angle with respect to the anvil 46 as shown in FIG. Then, the hammer 41 is accelerated in the forward rotation direction and vigorously collides with the anvil 46. In this manner, the hammer 41 is alternately driven in both the forward and reverse directions to generate a strong tightening torque on the anvil 46.
図9において、時刻T4で断続駆動モード(2)に切り替わると、モータ3の駆動を一時休止させて、その後、負の方向の駆動信号84aを制御信号出力回路53に送ることによりモータ3を逆回転させる。正転、逆転を行う際には、制御信号出力回路53から各スイッチング素子Q1〜Q6に出力する各駆動信号(オンオフ信号)の信号パターンを切り替えることにより実現される。モータ3が所定の回転角分だけ逆回転したら(矢印87a)、モータ3の駆動を一時休止させる。モータ3の駆動の休止の際には、モータ3へは駆動電圧が供給されないため、モータ3は惰性で回転することになる。その後に正回転駆動を開始する(矢印87b)ため、正の方向の駆動信号84bを制御信号出力回路53に送る。尚、インバータ回路52を用いた回転駆動においては、駆動信号をプラス側又はマイナス側に切り替えるものではないが、図10ではどちら方向へ回転駆動するか容易に理解できるように、駆動信号を+及び−方向に分けて模式的に表現した。 9, when at time T 4 switched to the intermittent driving mode (2), the driving of the motor 3 by pause, then the motor 3 by sending a negative direction of the drive signal 84a to the control signal output circuit 53 Reverse rotation. The forward rotation and reverse rotation are realized by switching the signal pattern of each drive signal (on / off signal) output from the control signal output circuit 53 to each of the switching elements Q1 to Q6. When the motor 3 rotates backward by a predetermined rotation angle (arrow 87a), the driving of the motor 3 is temporarily stopped. When the driving of the motor 3 is stopped, the driving voltage is not supplied to the motor 3, so that the motor 3 rotates by inertia. Thereafter, in order to start forward rotation driving (arrow 87 b), a driving signal 84 b in the positive direction is sent to the control signal output circuit 53. In the rotational drive using the inverter circuit 52, the drive signal is not switched to the plus side or the minus side. However, in FIG. -Schematically divided into directions.
モータ3の回転速度が最大速度に達する付近で、ハンマ41はアンビル46に衝突する(矢印87c)。この衝突により断続駆動モード(1)で発生する締め付けトルク(88a、88b)に比べて格段に大きい締め付けトルク(矢印89a)が発生する。このように衝突が行われると矢印87cから87dに至るようにモータ3の回転速度が低下する。本実施例では、衝突が行われた後の所定の時間だけモータ3への駆動信号を継続して供給するようにしている。しかしながら、矢印89aに示す衝突を検出した瞬間にモータ3への駆動信号を停止する制御をしても良く、その場合は締付対象がボルトやナット等の場合は打撃後に作業者の手に伝わる反動が少なくて済む。本実施例のように衝突後もモータ3に駆動電流を流すことにより作業者への反力が連続駆動モードに比較して小さく、中負荷状態での作業に適している。また、締め付け速度が速く、パルス強モードと比較して電力消費が少なくて済むという効果が得られる。 In the vicinity of the rotation speed of the motor 3 reaching the maximum speed, the hammer 41 collides with the anvil 46 (arrow 87c). This collision generates a tightening torque (arrow 89a) that is much larger than the tightening torque (88a, 88b) generated in the intermittent drive mode (1). When the collision occurs in this way, the rotation speed of the motor 3 decreases so as to reach the arrows 87c to 87d. In the present embodiment, the drive signal to the motor 3 is continuously supplied for a predetermined time after the collision is performed. However, it may be controlled to stop the drive signal to the motor 3 at the moment when the collision indicated by the arrow 89a is detected. In this case, when the tightening target is a bolt or nut, it is transmitted to the operator's hand after hitting. Less recoil. As shown in this embodiment, the reaction force to the worker is smaller than that in the continuous drive mode by causing the drive current to flow through the motor 3 even after a collision, which is suitable for work in an intermediate load state. In addition, the fastening speed is fast and the power consumption can be reduced as compared with the pulse strong mode.
その後、モータ3の駆動を一時休止させて、その後、負の方向の駆動信号84cを制御信号出力回路53に送ることによりモータ3を逆回転させ、同様にして、「休止→逆回転駆動→休止→正回転駆動」を所定回数だけ繰り返すことにより強い締め付けトルクでの締め付けが行われ、時刻T9において作業者がトリガ操作を解除することによってモータ3が停止し、締め付け作業が完了する。尚、作業の完了は作業者によるトリガ操作の解除だけでなく、演算部51が設定された締め付けトルクでの締め付けが完了したと判断したらモータ3の駆動を停止するように制御しても良い。この締め付けトルクの検出の仕方については後述する。 Thereafter, the drive of the motor 3 is temporarily stopped, and then the motor 3 is reversely rotated by sending a drive signal 84c in the negative direction to the control signal output circuit 53. Similarly, “pause → reverse rotation drive → pause → normal rotation driving "tightening of a strong fastening torque by repeating a predetermined number of times is performed, the motor 3 is stopped by the operator releases the trigger operation at time T 9, fastening operation is completed. The completion of the work may be controlled not only to release the trigger operation by the operator but also to stop the driving of the motor 3 when the calculation unit 51 determines that the fastening with the set fastening torque is completed. A method of detecting the tightening torque will be described later.
図10は、図9の連続駆動モード(2)部分の制御を示すもので、インバータ回路への駆動信号と、モータに流れる運転電流と、モータの回転速度との関係を示す図である。時刻T4において、連続駆動モード(1)から連続駆動モード(2)への制御に切り替わると、演算部51はモータ3の駆動を一時休止させて、その後、負の方向の駆動信号84aを制御信号出力回路53に送ることによりモータ3を逆回転させる。演算部51は、負の方向の駆動信号84aを所定時間流し、モータ3の回転速度は矢印87aで示す所定の逆回転速度に到達する。次に、演算部51はモータ3の駆動を時間P1だけ一時休止させる。この間、モータ3は惰性により逆方向の回転速度をほぼ保ったまま回転する。休止時間P1だけ経過したら、演算部51はモータ3の正回転駆動を開始する(矢印87b)。正回転駆動は、正転駆動時間D1だけ行われ、このD1が経過する直前(時刻T5)にハンマ41がアンビル46と衝突することにより、アンビル46に対する打撃が行われ、アンビル46には打撃による強い締め付けトルクが発生する。ここで、連続駆動モード(2)に移行した直後の時間P1及び正転駆動時間D1は、予めデフォルト値を設定しておくと良い。打撃が行われた後に時間ta経過したら、演算部51はモータ3への駆動電流値I1(矢印90aのピークの大きさ)を測定する。 FIG. 10 shows the control of the continuous drive mode (2) portion of FIG. 9, and is a diagram showing the relationship among the drive signal to the inverter circuit, the operating current flowing through the motor, and the rotational speed of the motor. At time T 4, the switching control of the continuous drive mode (1) to the continuous driving mode (2), the arithmetic unit 51 by pause the driving of the motor 3, thereafter, controls the negative direction of the drive signals 84a By sending the signal to the signal output circuit 53, the motor 3 is rotated in the reverse direction. The calculation unit 51 causes the drive signal 84a in the negative direction to flow for a predetermined time, and the rotation speed of the motor 3 reaches a predetermined reverse rotation speed indicated by an arrow 87a. Next, the arithmetic unit 51 to pause the driving of the motor 3 by the time P 1. During this time, the motor 3 rotates while maintaining the rotation speed in the reverse direction due to inertia. After lapse of the rest time P 1, computing unit 51 starts forward rotation drive of the motor 3 (arrow 87b). The forward rotation driving is performed only for the forward rotation driving time D 1, and the hammer 41 collides with the anvil 46 immediately before this D 1 elapses (time T 5 ), so that the anvil 46 is hit. A strong tightening torque is generated due to impact. Here, it is preferable to set default values in advance for the time P 1 and the forward rotation drive time D 1 immediately after the transition to the continuous drive mode (2). After the elapsed time t a after striking is performed, the arithmetic unit 51 measures the drive current value I 1 (peak magnitude of the arrows 90a) to the motor 3.
発明者らの実験により、連続駆動モード(2)に移行してからm回目の打撃直後のピーク電流Imの大きさは、打撃による締め付けトルクとほぼ比例することが判明した。そして、断続駆動モード(2)におけるm回目の打撃時の締め付けトルク値TRmは、
TRm = k・ΔIm (但し、k:比例定数、 m=1,2・・、n)
で表すことができる。また、トルク値TRmは、次の逆転電流後の休止時間Pm+1と、正転電流を加える正転駆動時間Dm+1を設定する基準となるものであり、得られたトルク値TRmを元に、休止時間Pm+1と正転駆動時間Dm+1を設定する。この設定の仕方は、所定の算出式で算出しても良いが、あらかじめトルク値TRmと休止時間Pm+1、正転駆動時間Dm+1の関係をデータテーブルとして演算部51内の図示しない記憶装置内に格納しておくと良い。
By our experiments, the magnitude of peak current I m immediately after the hit of the m-th from the transition to continuous driving mode (2) was found to substantially proportional to the tightening torque by the striking. The tightening torque value TR m at the m-th hit in the intermittent drive mode (2) is
TR m = k · ΔI m (where k is a proportional constant, m = 1, 2,..., N)
It can be expressed as The torque value TR m serves as a reference for setting the rest time P m + 1 after the next reverse current and the forward rotation drive time D m + 1 to apply the forward current, and based on the obtained torque value TRm. The pause time P m + 1 and the forward rotation drive time D m + 1 are set. This setting method may be calculated by a predetermined calculation formula, but a storage device (not shown) in the calculation unit 51 uses the relationship between the torque value TR m , the pause time P m + 1 , and the normal rotation drive time D m + 1 as a data table in advance. It is good to store in.
次に、得られたピーク電流I1を測定した後に休止時間tbを置き、その後演算部51は、負の方向の駆動信号84cを供給して、モータ3が所定の逆回転速度、例えば−3000rpmに到達するように制御し、矢印87eで示す所定の逆回転速度に到達したら、駆動信号84cの供給を停止する。この際の休止時間P2は、1回目の打撃時に得られた締め付けトルク値TR1によって決定する。ここで、m回目の休止時間Pmは、締め付けトルク値TRm−1が大きくなるにつれて大きくするのが好ましい。休止時間Pmを大きくするということは、図8(2)から(3)に至る範囲の、惰性でハンマ41が逆回転する期間が長くなることを意味し、その結果、ハンマ41の反転角度が大きくなり、反転位置が後方側になる。ハンマ41の反転角度が大きくなることは、次の打撃の助走距離が長くなるため、ハンマ41がアンビル46を打撃する際の正方向の回転速度が高くなり、より大きい締め付けトルク値TRmを発生させることができる。 Next, after measuring the obtained peak current I 1 , the rest time t b is set, and then the calculation unit 51 supplies the drive signal 84c in the negative direction so that the motor 3 has a predetermined reverse rotation speed, for example − Control is performed to reach 3000 rpm, and when the predetermined reverse rotation speed indicated by the arrow 87e is reached, the supply of the drive signal 84c is stopped. The dwell time P 2 of the case, determined by the torque value TR 1 clamped obtained during the first blow. Here, the m-th pause time P m is preferably increased as the tightening torque value TR m−1 is increased. That downtime to increase the P m means that the range extending from FIG. 8 (2) (3), a period in which the hammer 41 is reversely rotated by inertia becomes longer, as a result, the inversion angle of the hammer 41 Becomes larger and the reverse position is on the rear side. An increase in the angle of reversal of the hammer 41 increases the run distance of the next hit, and therefore the rotational speed in the positive direction when the hammer 41 hits the anvil 46 increases, and a larger tightening torque value TR m is generated. Can be made.
矢印87fの地点から正方向に加速されたモータ3は、矢印87gの地点、即ち時刻T6で回転速度がピークに到達するとともにアンビル46を打撃する。この打撃が行われた後には、1回目の打撃時と同様に、時間taが経過したら、演算部51は駆動電流値I2(矢印90bのピークの大きさ)を測定し、上述した式により締め付けトルク値TR2を算出する。その後、モータ3の駆動を時間tbだけ一時休止させる。以下、同様の動作を繰り返し、時刻T7で3回目の打撃、時刻T8で4回目の打撃が行われる。また、各打撃の際に締め付けトルク値TRmを算出し、休止時間Pm+1を決定する。そして、時間T9において作業者がトリガ操作を解除することによってモータ3が停止する。 Motor 3 is accelerated in the positive direction from the point of the arrow 87f, the point of the arrow 87 g, the rotational speed or at time T 6 strikes the anvil 46 as well as reach the peak. The After the strike is performed, similarly to the time of the first strike, after a lapse of time t a, the arithmetic unit 51 measures the drive current value I 2 (peak magnitude of the arrow 90b), the above-described formula calculating a torque value TR 2 fastened with. Thereafter, only pause the driving of the motor 3 time t b. Hereinafter, repeating the same operation, the third strike at time T 7, the fourth striking at time T 8 are performed. In addition, a tightening torque value TR m is calculated at the time of each hit, and a pause time P m + 1 is determined. Then, the motor 3 is stopped when the worker releases the trigger operation at time T9.
以上のように、発明者らは駆動電流のピーク電流Imの大きさを用いて締め付けトルク値TRmを検出する方法を確立することができた。この結果、インパクト工具において締め付け負荷の大きさに応じて最適な打撃を行うように制御することができ、無駄なエネルギーの消費を押さえ、省電力化を図ることができた。 Thus, we were able to establish a method of detecting the torque value TR m tightened with the magnitude of the peak current I m of the driving current. As a result, it was possible to control the impact tool so as to perform an optimal impact according to the size of the tightening load, thereby suppressing wasteful energy consumption and saving power.
次に、図11のフローチャートを用いて、本発明の実施例に係るインパクト工具1の断続駆動モード(2)における制御手順を説明する。まず、図9で示した断続駆動モード(1)における駆動が終了したら断続駆動モード(2)に移行させる(ステップ111)。断続駆動モード(2)では、図10に示したように、休止→逆転電流→休止→正転電流の順に電流を流して、ハンマ41をアンビル46に衝突させる。正転電流においては、定電流制御によって所定の電流、例えば50Aでモータ3を駆動し、ハンマ41を初期位置から正転方向に加速して、ハンマ41がアンビル46に衝突する。この衝突においては、ハンマ41の慣性だけでなく回転子3aの慣性も利用することができるので、比較的軽量なハンマ41であっても強い打撃力を発生させることができる。断続駆動モード(2)における最初の打撃の際には、休止時間P1及び正転駆動時間D1は予め設定されるデフォルト値が用いられる。次に、打撃が検出されたか否かを検出し、検出されていない場合は、検出するまで待機する(ステップ112)。この打撃の検出は、打撃衝撃検出センサ56(図6参照)により行われる。打撃が検出されたら、所定時間taが経過するまで待機する(ステップ113)。所定時間taが経過したら、モータ3の駆動電流を測定することによりピーク電流Imを検出する(ステップ114)。この測定は、電流検出回路59(図6参照)を用いて行う。 Next, the control procedure in the intermittent drive mode (2) of the impact tool 1 according to the embodiment of the present invention will be described using the flowchart of FIG. First, when driving in the intermittent drive mode (1) shown in FIG. 9 is completed, the mode is shifted to the intermittent drive mode (2) (step 111). In the intermittent drive mode (2), as shown in FIG. 10, the current is passed in the order of rest → reverse current → pause → forward current to cause the hammer 41 to collide with the anvil 46. In the forward rotation current, the motor 3 is driven at a predetermined current, for example, 50 A by constant current control, the hammer 41 is accelerated in the forward rotation direction from the initial position, and the hammer 41 collides with the anvil 46. In this collision, not only the inertia of the hammer 41 but also the inertia of the rotor 3a can be used, so that even a relatively lightweight hammer 41 can generate a strong striking force. Upon first blow in the intermittent driving mode (2), dwell time P 1 and normal rotation drive time D 1 is the default value is used which is set in advance. Next, it is detected whether or not an impact has been detected. If not, the system waits until it is detected (step 112). This hit detection is performed by the hit impact detection sensor 56 (see FIG. 6). If a hit is detected, the process waits until a predetermined time ta has elapsed (step 113). When the predetermined time t a has passed, to detect the peak current I m by measuring the driving current of the motor 3 (step 114). This measurement is performed using the current detection circuit 59 (see FIG. 6).
次に、得られたピーク電流Imを元に締め付けトルク値TRmを算出する(ステップ115)。次に、締め付けトルク値TRmが設定された所定の締め付けトルクに到達したか、又は、作業者がトリガスイッチ8をオフにしたかを判断し(ステップ116)、締め付けトルクに到達した場合又はトリガスイッチ8がオフにされた場合は、モータ3の回転を停止させて(ステップ121)、締め付け作業を終了する。 Then, to calculate the torque value TR m tightened based on the peak current I m obtained (step 115). Next, it is determined whether the tightening torque value TR m has reached the set predetermined tightening torque, or whether the operator has turned off the trigger switch 8 (step 116). When the switch 8 is turned off, the rotation of the motor 3 is stopped (step 121), and the tightening operation is finished.
ステップ116でいずれにも該当しない場合は、さらに休止時間tbが経過したか(即ち、打撃が検出されてから、時間ta+tbが経過したか)を判断し、経過していなかったら待機する(ステップ117)。休止時間tbが経過した場合には、モータ3に逆転電流を供給して、モータ3を逆回転させる(ステップ118)。逆転電流も定電流制御が行われる。次に、モータ3の回転速度が所定の逆回転速度(例えば−3000rpm)に到達したか否かを検出し、到達していないならば到達するまで定電流制御を続けながら待機する(ステップ119)。到達した場合は、モータ3の逆転電流の供給を停止して、ステップ115で得られた締め付けトルク値TRmから、休止時間Pm+1と正転駆動時間Dm+1、及び、次の正転駆動における定電流制御値を算出し、ステップ111に戻る(ステップ120)。ここで次の正転駆動における定電流制御値は、締め付けトルク値TRmが大きいときは増大させて、小さいときは減少させる。この定電流制御値と締め付けトルク値TRmの関係は、データテーブル形式或いは関数形式であらかじめ演算部51内の図示しない記憶装置内に格納しておくと良い。 If none of the above results in step 116, it is further determined whether the pause time t b has elapsed (that is, whether time t a + t b has elapsed since the hit was detected). (Step 117). If the pause time t b has elapsed, it supplies the reverse current to the motor 3, thereby reversely rotating the motor 3 (step 118). Constant current control is also performed for the reverse current. Next, it is detected whether or not the rotational speed of the motor 3 has reached a predetermined reverse rotational speed (for example, −3000 rpm), and if not, it waits while continuing constant current control until it reaches (step 119). . If it has reached, the supply of the reverse current of the motor 3 is stopped, and from the tightening torque value TR m obtained in step 115, the pause time P m + 1 , the normal rotation drive time D m + 1 , and the next normal rotation drive The constant current control value is calculated, and the process returns to step 111 (step 120). Here, the constant current control value in the next forward rotation drive is increased when the tightening torque value TR m is large, and is decreased when the tightening torque value TR m is small. Relationship torque value TR m and tightening the constant current control value, may be stored in the data table form or in a storage unit (not shown) which in advance in the arithmetic unit 51 in functional form.
以上説明したように、本実施例では、打撃直後にモータ3に流れる駆動電流の大きさによって、アンビルによる締め付けトルクの大きさを算出するので、歪センサ等の別途のトルク検出装置を用いることなくトルク検出手段を実現でき、打撃ごとに締め付け負荷を検出してモータの制御に反映させることができ、締め付け作業を精度良く行うことができる。尚、ステップ117において所定の休止時間tbが経過した後にモータ3に逆転電流を供給するように構成したが、これをモータ3の回転数が所定の回転数(例えば5000rpm)まで低下したらモータ3に逆転電流を供給するように構成しても良い。 As described above, in this embodiment, since the magnitude of the tightening torque due to the anvil is calculated based on the magnitude of the drive current flowing in the motor 3 immediately after hitting, without using a separate torque detection device such as a strain sensor. A torque detecting means can be realized, the tightening load can be detected for each impact and reflected in the control of the motor, and the tightening operation can be performed with high accuracy. Although it configured to provide a reverse rotation current to the motor 3 after a predetermined dwell time t b has elapsed in step 117, the motor 3 Once this rotational speed of the motor 3 is reduced to a predetermined rotational speed (e.g. 5000 rpm) Alternatively, a reverse current may be supplied.
次に、図10及び12を用いて、本発明の第2の実施例に係るインパクト工具1の断続駆動モード(2)における制御手順を説明する。第2の実施例では、第1の実施例とモータ3の制御方法は同じであるが、打撃後のモータ3に供給されるピーク電流Imを用いて締め付けトルク値TRmを検出するのではなく、打撃後のモータ3の回転速度の落ち込み度合いを用いて検出するようにした点にある。図10において、矢印87cの時点において打撃が行われた後に時間ta経過したら、演算部51はモータ3の駆動を時間tbだけ一時休止させる。この際、演算部51は、このtbの時間経過中のモータ3の回転速度の落ち込みを監視し、回転速度曲線の傾きΔN1を算出する。 Next, a control procedure in the intermittent drive mode (2) of the impact tool 1 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, the control method of the first embodiment and the motor 3 are the same, of detecting the tightening torque value TR m using a peak current I m is supplied to the motor 3 after impact is However, the detection is made by using the degree of decrease in the rotational speed of the motor 3 after the impact. 10, after the lapse time t a after striking is performed at the time of the arrow 87c, the arithmetic unit 51 to pause the driving of the motor 3 by the time t b. At this time, the arithmetic unit 51 monitors the drop in the rotational speed of the motor 3 during the time course of this t b, calculates an inclination .DELTA.N 1 rotational speed curve.
この傾きΔN1は、打撃後の短い時間だけ駆動電流を流し続け、その駆動電流を止めた直後のモータ3の回転速度の落ち込み度合いを示し、傾きΔN1が大きいことは打撃による締め付けトルクが大きいことを意味する。発明者らの実験により、締め付けトルク値TRmは傾きΔNmにほぼ反比例することが判明し、断続駆動モード(2)におけるm回目の打撃時の締め付けトルク値TRmは、
TRm = −α・ΔNm (但し、α:比例定数、 m=1,2・・、n)
で表すことができる。また、トルク値TRmは、次の逆転電流後の休止時間Pm+1と、正転電流を加える正転駆動時間Dm+1を設定する基準となるものであり、得られたトルク値TRmを元に、休止時間Pm+1と正転駆動時間Dm+1を設定する。この設定の仕方は、所定の算出式で算出しても良いが、あらかじめトルク値TRmと休止時間Pm+1、正転駆動時間Dm+1の関係をデータテーブルとして演算部51内の図示しない記憶装置内に格納しておくと良い。
This slope ΔN 1 indicates that the drive current continues to flow for a short time after the impact, and indicates the degree of decrease in the rotational speed of the motor 3 immediately after the drive current is stopped. A large slope ΔN 1 means a large tightening torque due to impact. Means that. The inventors' experiments have shown that the tightening torque value TR m is almost inversely proportional to the slope ΔN m, and the tightening torque value TR m at the m-th hit in the intermittent drive mode (2) is
TR m = −α · ΔN m (where α is a proportional constant, m = 1, 2,..., N)
It can be expressed as The torque value TR m serves as a reference for setting the rest time P m + 1 after the next reverse current and the forward drive time D m + 1 to apply the forward current. The torque value TR m is based on the obtained torque value TR m . In addition, a pause time P m + 1 and a normal rotation drive time D m + 1 are set. This setting method may be calculated by a predetermined calculation formula, but a storage device (not shown) in the calculation unit 51 uses the relationship between the torque value TR m , the pause time P m + 1 , and the normal rotation drive time D m + 1 as a data table in advance. It is good to store in.
次に、得られた傾きΔN1を測定した直後(矢印87d)から、演算部51は、負の方向の駆動信号84cを供給して、所定の逆回転速度、例えば−3000rpmに到達するように制御し、モータ3の回転速度は矢印87eで示す所定の逆回転速度に到達させてから、駆動信号84cの供給を停止する。この際の休止時間P2は、1回目の打撃時に得られた締め付けトルク値TR1によって決定する。ここで、m回目の休止時間Pmは、締め付けトルク値TRm−1が大きくなるにつれて大きくするのが好ましい。休止時間Pmを大きくするということは、図8(2)から(3)に至る範囲の、惰性でハンマ41が逆回転する期間が長くなることを意味し、その結果、ハンマ41の反転角度が大きくなり、反転位置が後方側になる。ハンマ41の反転角度が大きくなることは、次の打撃の助走距離が長くなるため、ハンマ41がアンビル46を打撃する際の正方向の回転速度が高くなり、より大きい締め付けトルク値TRmを発生させることができる。 Next, immediately after measuring the obtained slope ΔN 1 (arrow 87d), the calculation unit 51 supplies the negative drive signal 84c so as to reach a predetermined reverse rotation speed, for example, −3000 rpm. Then, the rotation speed of the motor 3 reaches a predetermined reverse rotation speed indicated by an arrow 87e, and then the supply of the drive signal 84c is stopped. The dwell time P 2 of the case, determined by the torque value TR 1 clamped obtained during the first blow. Here, the m-th pause time P m is preferably increased as the tightening torque value TR m−1 is increased. That downtime to increase the P m means that the range extending from FIG. 8 (2) (3), a period in which the hammer 41 is reversely rotated by inertia becomes longer, as a result, the inversion angle of the hammer 41 Becomes larger and the reverse position is on the rear side. An increase in the angle of reversal of the hammer 41 increases the run distance of the next hit, and therefore the rotational speed in the positive direction when the hammer 41 hits the anvil 46 increases, and a larger tightening torque value TR m is generated. Can be made.
矢印87fの地点から正方向に加速されたモータ3は、矢印87gの地点、即ち時刻T6で回転速度がピークに到達するとともにアンビル46を打撃する。この打撃が行われた後には、1回目の打撃時と同様に、時間taが経過したら、演算部51はモータ3の駆動を時間tbだけ一時休止させる。この際、演算部51は、このtb時間経過中のモータ3の回転速度の落ち込み度合いを監視し、回転速度曲線の傾きΔN2を算出する。以下、同様の動作を繰り返し、時刻T7で3回目の打撃、時刻T8で4回目の打撃が行われる。また、各打撃の際に締め付けトルク値TRmを算出し、休止時間Pm+1を決定する。そして、時間T9において作業者がトリガ操作を解除することによってモータ3が停止する。 Motor 3 is accelerated in the positive direction from the point of the arrow 87f, the point of the arrow 87 g, the rotational speed or at time T 6 strikes the anvil 46 as well as reach the peak. This after striking is performed, similarly to the time of the first strike, after a lapse of time t a, the arithmetic unit 51 to pause the driving of the motor 3 by the time t b. At this time, the arithmetic unit 51, a drop degree of the rotational speed of the motor 3 in this t b time monitoring, calculates an inclination .DELTA.N 2 rotational speed curve. Hereinafter, repeating the same operation, the third strike at time T 7, the fourth striking at time T 8 are performed. In addition, a tightening torque value TR m is calculated at the time of each hit, and a pause time P m + 1 is determined. Then, the motor 3 is stopped when the worker releases the trigger operation at time T9.
次に、図12のフローチャートを用いて、本発明の第2の実施例に係るインパクト工具1の断続駆動モード(2)における制御手順を説明する。まず、図9で示した断続駆動モード(1)における駆動が終了したら断続駆動モード(2)に移行させる(ステップ131)。断続駆動モード(2)では、図10に示したように、休止→逆転電流→休止→正転電流の順に電流を流して、ハンマ41をアンビル46に衝突させる。次に打撃が検出されたか否かを検出し、検出されていない場合は、ステップ131に戻る。打撃が検出されたら、所定時間taが経過するまで待機する(ステップ133)。所定時間taが経過したら、モータ3への正転電流の供給を停止し、モータ3の回転角度Δθの検出を開始する(ステップ134)。回転角度Δθは、モータ3に設けられた回転位置検出素子58(図6参照)を用いて回転子位置検出回路54により検出できる。 Next, the control procedure in the intermittent drive mode (2) of the impact tool 1 according to the second embodiment of the present invention will be described using the flowchart of FIG. First, when driving in the intermittent drive mode (1) shown in FIG. 9 is completed, the mode is shifted to the intermittent drive mode (2) (step 131). In the intermittent drive mode (2), as shown in FIG. 10, the current is passed in the order of rest → reverse current → pause → forward current to cause the hammer 41 to collide with the anvil 46. Next, it is detected whether or not a hit has been detected. If not, the process returns to step 131. If a hit is detected, the process waits until a predetermined time ta has elapsed (step 133). When the predetermined time t a has passed, stopping the supply of the forward current to the motor 3 starts detecting the rotation angle Δθ of the motor 3 (step 134). The rotation angle Δθ can be detected by the rotor position detection circuit 54 using a rotation position detection element 58 (see FIG. 6) provided in the motor 3.
次に、モータ3へ正転電流の供給を停止してから時間tb経過時まで、モータ3の回転角度を検出して、その回転角度Δθを取得して、モータ3の回転速度の落ち込み度合いを示すΔNmを算出する。前述の式のように、このΔNmによって締め付けトルク値を算出することができる。次に、ステップ136によって、設定された締め付けトルクに到達したか、又は、作業者がトリガスイッチ8をオフにしたかを判断し(ステップ136)、締め付けトルクに到達した場合又はトリガスイッチ8がオフにされた場合は、モータ3の回転を停止させて(ステップ141)、締め付け作業を終了する。 Next, stop the supply of the forward rotation current to the motor 3 until the time t b elapses, by detecting the rotation angle of the motor 3, to obtain the rotational angle [Delta] [theta], fall degree of the rotation speed of the motor 3 calculating a .DELTA.N m indicating the. As described above, the tightening torque value can be calculated from this ΔN m . Next, in step 136, it is determined whether the set tightening torque has been reached or whether the operator has turned off the trigger switch 8 (step 136). If the tightening torque has been reached, or the trigger switch 8 is turned off. If it is determined that the motor 3 has stopped, the rotation of the motor 3 is stopped (step 141), and the tightening operation is terminated.
ステップ136でいずれにも該当しない場合はステップ137に進み、さらに休止時間tbが経過したか(即ち、打撃が検出されてから、時間ta+tbが経過)を判断し、経過していなかったら待機する(ステップ137)。休止時間tbが経過した場合は、モータ3に逆転電流を供給して、モータ3を逆回転させる(ステップ138)。逆転電流も定電流制御が行われる。次に、モータ3の回転速度が所定の逆回転速度(例えば−3000rpm)に到達したか否かを検出し、到達していないならば到達するまで待機する(ステップ139)。到達した場合は、ステップ135で得られた締め付けトルク値TRmから、休止時間Pm+1と正転駆動時間Dm+1、及び、次の正転駆動における定電流制御値を算出し、ステップ131に戻る(ステップ140)。ここで次の正転駆動における定電流制御値は、取得されたΔNmが大きいときは増大させて、小さいときは減少させる。この定電流制御値と回転角度ΔNmの関係は、データテーブル形式であらかじめ演算部51内の図示しない記憶装置内に格納しておくか、或いは、
定電流制御値 = k・Δθ (但し、k:比例定数)
で算出するようにしても良い。
If none of the above applies in step 136, the process proceeds to step 137, and it is further determined whether or not the pause time t b has elapsed (that is, time t a + t b has elapsed since the hit was detected). Then, it waits (step 137). If rest time t b has elapsed, it supplies the reverse current to the motor 3, thereby reversely rotating the motor 3 (step 138). Constant current control is also performed for the reverse current. Next, it is detected whether or not the rotation speed of the motor 3 has reached a predetermined reverse rotation speed (for example, −3000 rpm). If not, the process waits until it reaches (step 139). When it has been reached, from the tightening torque value TR m obtained in step 135, the rest time P m + 1 , the normal rotation drive time D m + 1 , and the constant current control value in the next normal rotation drive are calculated, and the process returns to step 131. (Step 140). Here, the constant current control value in the next forward rotation is increased when the obtained ΔN m is large, and is decreased when it is small. The relationship between the constant current control value and the rotation angle ΔN m is stored in a data table format in advance in a storage device (not shown) in the calculation unit 51, or
Constant current control value = k · Δθ (where k is a proportional constant)
You may make it calculate by.
以上、第2の実施例によれば、打撃直後のモータの回転速度の低下を検出して、低下率から打撃による締め付けトルクの大きさを算出するので、歪センサ等の別途のトルク検出装置を用いることなくトルク検出手段を実現でき、打撃ごとに締め付け負荷を検出してモータの制御に反映させることができ、締め付け作業を精度良く行うことができる。尚、締め付けトルクの大きさをモータの回転速度の低下を検出するだけでなく、モータの回転角度の量でアンビルによる締付トルクの大きさを検出するように構成してもよい。 As described above, according to the second embodiment, since the decrease in the rotational speed of the motor immediately after the impact is detected and the magnitude of the tightening torque due to the impact is calculated from the decrease rate, a separate torque detection device such as a strain sensor is provided. The torque detecting means can be realized without using it, the tightening load can be detected for each impact and reflected in the control of the motor, and the tightening operation can be performed with high accuracy. The magnitude of the tightening torque may be configured not only to detect a decrease in the rotational speed of the motor but also to detect the magnitude of the tightening torque due to the anvil based on the amount of the rotational angle of the motor.
以上、本発明について実施例に基づき説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the Example, this invention is not limited to the above-mentioned Example, A various change is possible within the range which does not deviate from the meaning.
1 インパクト工具 3 モータ
3a (モータの)回転子 3b (モータの)固定子
3c (モータの)永久磁石 3d 絶縁部材
3e (モータの)コイル 5 ケース
6 ハウジング 6a (ハウジングの)胴体部
6b (ハウジングの)グリップ部 6c (ハウジングの)バッテリ保持部
7 基板 8 トリガスイッチ 8a トリガ操作部
9 制御回路基板 10 スイッチング素子 11 カバー
12 LEDライト 14 正逆切替レバー
15 スリーブ 16a メタルベアリング 16b ベアリング
17a、17b ベアリング 18 冷却ファン
19 (モータの)回転軸
20 ネジボス 21 遊星歯車減速機構
21a サンギヤ 21b プラネタリーギヤ
21c 回転軸 21d アウターギヤ 22 インナカバー
23 Oリング 26a、26b 空気取入口 26c スリット
30 バッテリパック 30a リリースボタン 31 制御パネル
32 ボタンスイッチ(パルスモード/ドリルモード切替スイッチ)
33 ベルトフック 34 ストラップ 40 打撃機構
41 ハンマ 41a 嵌合軸 41b 本体部分
41c、41d 羽根部 42 突出部 42a、42b 打撃面
43 突出部 43a、43b 打撃面
44a、44b 円盤部 44c 接続部
44d 貫通穴 44e 円筒部 44f 空間 45 嵌合軸
46 アンビル 46a 装着穴 46b 本体部分
46c、46d 羽根部 46f 嵌合穴 47 突出部
47a、47b 被打撃面 48 突出部 48a、48b 被打撃面
50 制御部 51 演算部 52 インバータ回路
53 制御信号出力回路 54 回転子位置検出回路
55 回転数検出回路 56 打撃衝撃検出センサ
57 打撃衝撃検出回路 58 回転位置検出素子 59 電流検出回路
60 スイッチ操作検出回路 61 印加電圧設定回路
62 回転方向設定回路
1 Impact tool 3 Motor 3a (Motor) rotor 3b (Motor) stator
3c (Motor) Permanent Magnet 3d Insulating Member 3e (Motor) Coil 5 Case 6 Housing 6a (Housing) Body 6b (Housing) Grip 6c (Housing) Battery Holding Unit 7 Substrate 8 Trigger Switch 8a Trigger Operation Part 9 Control circuit board 10 Switching element 11 Cover 12 LED light 14 Forward / reverse switching lever 15 Sleeve 16a Metal bearing 16b Bearings 17a and 17b Bearing 18 Cooling fan
19 (motor) rotating shaft 20 screw boss 21 planetary gear reduction mechanism 21a sun gear 21b planetary gear 21c rotating shaft 21d outer gear 22 inner cover 23 O-ring 26a, 26b air intake 26c slit 30 battery pack 30a release button 31 control panel 32 Button switch (pulse mode / drill mode switch)
33 Belt hook 34 Strap 40 Impact mechanism 41 Hammer 41a Fitting shaft 41b Main body portion 41c, 41d Blade portion 42 Projection portion 42a, 42b Impact surface 43 Projection portion 43a, 43b Impact surface 44a, 44b Disc portion 44c Connection portion 44d Through hole 44e Cylindrical part 44f Space 45 Fitting shaft 46 Anvil 46a Mounting hole 46b Body part 46c, 46d Blade part 46f Fitting hole 47 Projection part 47a, 47b Impact surface 48 Projection part 48a, 48b Impact surface 50 Control part 51 Calculation part 52 Inverter circuit 53 Control signal output circuit 54 Rotor position detection circuit 55 Rotation speed detection circuit 56 Impact impact detection sensor 57 Impact impact detection circuit 58 Rotation position detection element 59 Current detection circuit 60 Switch operation detection circuit 61 Applied voltage setting circuit 62 Rotation direction Setting circuit
Claims (10)
前記モータを正回転及び逆回転に交互に駆動することにより前記ハンマを前記アンビルに打撃し、
前記打撃による負荷の大きさを検出し、
前記モータを正回転又は逆回転に駆動する際に休止区間を設け、
検出された前記負荷の大きさに応じて、前記モータの逆回転から正回転への間の休止区間の長さを変更することを特徴とするインパクト工具。 An impact tool having a motor, a hammer connected to the motor, and an anvil hit by the hammer,
By hitting the hammer against the anvil by driving the motor alternately forward and reverse,
Detecting the magnitude of the load caused by the impact,
When driving the motor forward or reverse, a pause section is provided,
An impact tool characterized by changing a length of a resting section between reverse rotation and forward rotation of the motor according to the detected magnitude of the load .
前記モータを駆動するためのインバータ回路を有し、
前記インバータ回路におけるPWM制御のデューティ比を変えることによって前記印加電圧を変更することを特徴とする請求項3に記載のインパクト工具。 The motor is a brushless DC motor;
Having an inverter circuit for driving the motor;
The impact tool according to claim 3 , wherein the applied voltage is changed by changing a duty ratio of PWM control in the inverter circuit.
前記打撃による負荷の大きさを検出し、
前記負荷の大きさに応じて前記モータの逆回転角度を制御するようにしたことを特徴とするインパクト工具。 An impact tool comprising: a motor; a hammer connected to the motor; and an anvil that is struck by the hammer by alternately driving the motor forward and backward.
Detecting the magnitude of the load caused by the impact,
An impact tool, wherein a reverse rotation angle of the motor is controlled in accordance with a magnitude of the load.
負荷の大きさが大きいときは前記逆回転角度を大きくすることを特徴とする請求項9に記載のインパクト工具。 When the load is small, reduce the reverse rotation angle,
The impact tool according to claim 9, wherein the reverse rotation angle is increased when the load is large.
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