JP2003136419A

JP2003136419A - 回転式工具

Info

Publication number: JP2003136419A
Application number: JP2001329896A
Authority: JP
Inventors: 多津彦 ▲松▼本; Tatsuhiko Matsumoto; Kozo Kawai; 幸三河井; Toshihiro Hosokawa; 智弘細川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2003-05-14

Abstract

(57)【要約】【課題】相手部材が硬質、軟質いずれであっても簡単
な構成で着座を検出でき、ねじの締めすぎや早止めを防
止できる。【解決手段】回転式工具１に測距手段２を設ける。測
距手段２により相手部材３の座面４と回転式工具１の先
端が所定の距離になったことを検知して着座と判断し回
転式工具１の回転を停止するための制御部６を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボルトやナットの
ねじ締め作業及び緩め作業に使用するドリルドライバー
やインパクトドライバーのような回転式工具の着座検知
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来回転式工具の着座検知はモータの出
力軸の締付けトルクを検出し、所定トルクを越えると回
転を停止するように制御していた。例えば、特開平８−
１５３６号公報に示される従来例においては、リングギ
アトルクセンサを用いて電磁クラッチ機構を動作させて
回転を停止するようにしている。

【０００３】ところが、ナットとボルトのように締め付
ける相手部材が硬質なものであれば、接触時より（ねじ
が座面に着座した時より）トルクが急上昇するが、相手
部材が木や石膏ボード等の軟質の場合、どこが着座ポイ
ントか判断できず、締めすぎや早止めが発生する。ま
た、回転式工具は一定の場所に固定して使用されること
は殆どなく、様々な場所並びに状況に応じて使用される
ことから着座を確実に検出してねじの締めすぎや早止め
を防止できるようにすることが求められている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
みてなされたものであり、相手部材が硬質、軟質いずれ
であっても簡単な構成で着座を検出でき、ねじの締めす
ぎや早止めを防止でき、また、ねじを傾きなく確実にね
じ締め出来て着座検出がより正確にできる回転式工具を
提供することを課題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る回転式工具は、回転式工具１において、
測距手段２を具備し、測距手段２により相手部材３の座
面４と回転式工具１の先端が所定の距離になったことを
検知して着座と判断し回転式工具１の回転を停止するた
めの制御部６を設けて成ることを特徴とするものであ
る。このような構成とすることで、回転式工具１により
ねじ９を相手部材３にねじ込む際に、測距手段２により
相手部材３の座面４と回転式工具１の先端が所定の距離
になったことを検知することでねじ９が相手部材３の座
面４に着座したと判断してモータ５を停止し、これによ
りねじ９の締めすぎや早止めを防止できることになる。

【０００６】また、測距手段２を構成する測距センサ７
を複数個設け、複数個の測距センサ７で検知した相手部
材３の座面４と回転式工具１の先端との間の距離の差に
より回転式工具１の座面４に対する傾きを検出し、座面
４に対して所定角度でない場合に報知する報知手段８を
設けることが好ましい。このような構成とすることで、
回転式工具１によりねじ締めを行っている際に回転式工
具１の傾きを検出してねじ９が傾いてねじ込まれている
ような場合には報知手段８により報知してこれを知るこ
とができ、ねじ９が傾いてねじ込まれることがなく、ま
た、回転式工具１が傾いて使用されることなく座面４に
対して直角又は略直角姿勢でねじ込みできるので、回転
式工具１に設けた測距センサ７による座面４と回転式工
具１との間の距離の測定が正確にできて、座面４へのね
じ９の着座を確実に検知できることになる。

【０００７】また、回転式工具１の傾き方向を示す報知
手段８を設けることが好ましい。このような構成とする
ことで、回転式工具１が傾いて使用されている場合に、
どの方向に傾いているかが報知手段８により報知され、
これに基づいて簡単に正しい姿勢に補正することが可能
となる。

【０００８】また、モータ５逆転時には測距手段２の判
定をオフにすることが好ましい。このような構成とする
ことで、ねじ打ちが間違ったり、やり直したりするため
にいったんねじ込んだねじ９を逆回転で緩めたり、外し
たりすることが可能となる。

【０００９】また、測距手段２での検知を手動でオフに
することができるスイッチ１０を設けることが好まし
い。このような構成とすることで、連続して逆回転した
り、特別なビットを使用したりする際に、測距手段２の
検知をオフにして使用できることになる。

【００１０】また、測距手段２による検知距離を可変す
るために回転式工具１に対して測距手段２を移動自在に
取付けることが好ましい。このような構成とすること
で、少し深めにねじ込みたい場合など測距手段２を移動
させることで対応できるものである。

【００１１】また、先端にねじを回転するためのビット
１１を有する胴部１２から胴部１２に対して交差する方
向にグリップ１３を突出して回転式工具１を構成し、該
回転式工具１の胴部２のグリップ１３を突出した側の面
に測距手段２を配設することが好ましい。このような構
成とすることで、コーナや壁の隅部分で作業する際に測
距手段２が壁その他の物に当たったりせず、また、目線
の位置とビット１１の先端の間に測距手段２が位置する
ことがなく、目線の位置とビット１１の先端の間に測距
手段２を設けることによる測距手段２が邪魔になってね
じ締め作業の効率が落ちたり、ねじ込みの目標点を見間
違うといったことを防ぐことができるものである。

【００１２】また、回転式工具１において、測距手段２
を具備し、測距手段２により相手部材３の座面４と回転
式工具１の先端が所定の距離になったことを検知して着
座又は着座直前と判断し、この着座又は着座直前を測距
手段２で検出後、モータ５の出力軸の締付けトルクが所
定締め付け力となる回転式工具１の回転を停止するため
の制御部６を設けることも好ましい。このような構成と
することで、測距手段２によりねじ９の着座直前を検知
し、着座又は着座直前から所定の締め付け力となるまで
更に締め付けて所定の締め付け力となって回転を停止す
るものであり、これにより着座し且つ所定の締め付け力
とすることができる。

【００１３】また、所定トルクとなった時点でモータ５
を停止し、該モータ５停止後所定時間後に一定時間の増
し締めのためにモータ５を回転させることが好ましい。
このような構成とすることで、着座し且つ所定の締め付
け力となった後に、更に、一定の増し締めができる。

【００１４】また、ＣＣＤカメラ１４とライト１５で測
距手段２を構成し、ライト１５で対象物を照らし、回転
式工具１先端のねじ９及びビット１１の影５０をライト
アップさせてＣＣＤカメラ１４で撮像し、その影５０の
大きさや長さで座面４と回転式工具１の先端との距離を
測定することが好ましい。このような構成とすること
で、ＣＣＤカメラ１４とライト１５という構成で着座を
検出できるものであり、また、ＣＣＤカメラ１４を使用
することでねじ９締め作業の詳細なデータをサンプリン
グすることが可能となる。

【００１５】また、回転式工具１の先端にビット１１を
設け、該ビット１１の先端に座面４との接触検知手段１
６を設け、この接触検知手段１６を測距手段２とするこ
とが好ましい。このような構成とすることで、接触検知
手段１６が座面に接触することで簡易的に着座を検知で
きるものである。

【００１６】また、モータ５の回転を減速してビット１
１に回転を伝達する減速機１７の後方に圧力センサ１８
を設け、この圧力センサ１８を測距手段２とすることが
好ましい。このような構成とすることで、減速機１７の
後方に設けた圧力センサ１８により回転式工具１の相手
部材３側への押し付け力を検出して着座を検知すること
ができるものである。

【００１７】また、先端にねじ９を回転するためのビッ
ト１１を有する胴部１２から胴部１２に対して交差する
方向にグリップ１３を突出して回転式工具１を構成し、
グリップ１３のビット１１の突出方向と反対側の面に押
し付け力検知手段１９を設け、この押し付け力検知手段
１９を測距手段２とすることが好ましい。このような構
成とすることで、グリップ１３に設けた押し付け力検知
手段１９により回転式工具１の相手部材３側への押し付
け力を検出して着座を検知することができるものであ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示す実
施形態に基づいて説明する。

【００１９】図１には本発明の回転式工具の概略構成図
が示してある。回転式工具１は胴部１２の後部から胴部
１２に対して交差する方向にグリップ１３を突出して構
成してある。胴部１２内にはモータ５、モータ５の回転
を所定の減速比で減速する減速機１７と、モータ５の回
転を減速機１７を介して伝達伝達されるハンマ２０と、
ハンマ２０により打撃されるアンビル２１を備えてお
り、胴部１２の先端部にアンビル２１に接続したチャッ
ク２２を位置させ、該チャック２２にアンビル２１の打
撃によって発生する衝撃力をねじ９やボルト等に伝達す
る出力軸であるビット１１が取付けてあり、アンビル２
１による打撃はハンマ２０とアンビル２１間に所定値以
上の力が加わり、アンビル２１に対してハンマ２０が一
定以上回動した時に発生するようになっている。

【００２０】グリップ１３のビット１１の突出方向と同
方向の面にはトリガスイッチ２４が設けてあり、更に、
グリップ１３内に電池３２、モータ駆動用スイッチング
素子であるモータ駆動ＦＥＴブロック２５が内装してあ
る。

【００２１】上記のような構成の回転式工具１には測距
手段２が設けてあり、測距手段２により被ねじ込み部材
である相手部材３の座面４と回転式工具１の先端が所定
の距離になったことを検知してねじ９が相手部材３の座
面４に着座したと判断して回転式工具１の回転を停止す
るためのマイコンよりなる制御部６が設けてある。制御
部６は図２に示すように、電源回路３３、ＬＥＤ点灯回
路３４、ＰＷＭドライブ回路３５、ブレーキ回路３６、
締め付け力検知回路２７等とともに制御回路ブロック４
０を構成している。

【００２２】図１に示す実施形態においては測距手段２
が測距センサ７により構成してある。測距センサ７は発
光部７ａと受光部７ｂとを有している。

【００２３】しかして、回転式工具１のビット１１によ
りねじ９を被ねじ込み部材である相手部材３にねじ込む
のであるが、ねじ込みに当たってはトリガスイッチ２４
を操作して電源回路３３をオンにするとＰＷＭドライブ
回路３５、モータ駆動ＦＥＴブロック２５を経由して電
池電圧がモータ５と制御部６と測距センサ７に供給さ
れ、ビット１１によりねじ９を相手部材３にねじ込んで
行く。この場合、同時に測距センサ７の発光部７ａから
発光された光が相手部材３の座面４に当たり反射した光
を受光素子７ｂで受光することにより相手部材３の座面
４と回転式工具１の先端との間の距離を検出する。相手
部材３の座面４と回転式工具１の先端との間の距離が所
定距離（例えば５０ｍｍ）となったことを上記測距セン
サ７により検知すると、制御部６に信号が送られ、モー
タ５を瞬時に停止させるための信号をブレーキ回路３６
を経由してモータ駆動ＦＥＴブロック２５に送り、モー
タ駆動ＦＥＴブロック２５をオフにし、モータ５への供
給電流を遮断し、ブレーキ状態とすることで、シャット
オフ（モータ停止）状態となる。この時、トリガスイッ
チ２４が引かれた状態の場合はモータ５停止を保持す
る。そして、トリガスイッチ２４を離すと（戻す）と制
御回路用電池電圧の経路が遮断され、制御回路はリセッ
ト状態となり、時期トリガスイッチ２４の操作待ちの状
態となる。上記のように測距センサ７により相手部材３
の座面４と回転式工具１の先端との間の距離を測定して
ねじ９が相手部材３にねじ込まれてねじ９の頭部が座面
４に着座した状態を検出してシャットオフするので、相
手部材３の材料が硬い、軟らかいに関係なく確実に着座
状態でシャットオフすることができるものである。

【００２４】回転式工具１に測距センサ７を設ける場
合、図３に示すように複数個の測距センサ７を設けるよ
うにしてもよい。図３には胴部１２の周方向の異なる位
置に複数個（実施形態では２個）の測距センサ７を設け
てある。ここで、作業前に、測距センサ７Ａにより測定
した相手部材３の座面４と回転式工具１の先端との間の
距離Ｌ１と、測距センサ７Ｂにより測定した相手部材３
の座面４と回転式工具１の先端との間の距離Ｌ２との距
離に差が発生している場合には回転式工具１が相手部材
３の座面４に対して直角ではなくて傾斜している（つま
り、ねじ９が傾斜している）ことになるので、この場合
にはシャットオフ（モータ５停止）するように制御部６
により制御するものである。したがって、作業に当たっ
て、回転式工具１のビット１１を相手部材３の座面４に
対して垂直に位置させないとねじ９の打ち込み作業がで
きないようになっており、これによりねじ９の斜め打ち
込みを防止することができるものである。また、作業中
に測距センサ７Ａにより測定した相手部材３の座面４と
回転式工具１の先端との間の距離Ｌ１と、測距センサ７
Ｂにより測定した相手部材３の座面４と回転式工具１の
先端との間の距離Ｌ２との距離に差が発生した場合には
直ちにシャットオフさせる等の制御を行う。また、作業
中の場合は途中停止させるのではなくＬＥＤ等の報知手
段８（ＬＥＤ点灯回路３４により点灯する）により傾き
を知らせるようにしてもよく、この場合には作業者は一
旦停止をしたり、傾き補正をしながら作業を継続したり
する等の選択ができる。

【００２５】ここで、図４に示すように傾き方向を報知
手段８であるモニターにより報知するようにしてもよ
い。このモニターは回転式工具１に設ける。モニターに
はＸ軸とこれと直交するＹ軸の２つの座標軸が表示して
あって、現状の傾きポイントＰがモニターに表示される
ので、該傾きポイントＰがＸ軸とＹ軸の交点に位置する
ように回転式工具１の姿勢を調整することで回転式工具
１の傾き補正ができるようにしてもよい。

【００２６】上記のように、回転式工具１によりねじ９
締めを行っている際に回転式工具１の傾きを検出してね
じ９が傾いてねじ込まれているような場合には報知手段
８により報知してこれを知ることができるので、ねじ９
が傾いてねじ込まれることを防止できる。このように回
転式工具１が傾いて使用されることなく座面４に対して
直角又は略直角姿勢でねじ込みできるので、回転式工具
１に設けた測距センサ７による座面４と回転式工具１と
の間の距離の測定が正確にできて、座面４へのねじ９の
着座を確実に検知できるのである。

【００２７】ところで、上記のような測距センサ７を用
いた回転式工具１において、ねじ打ちが間違ったり、や
り直したりするためにいったんねじ込んだねじ９を逆回
転で緩めたり、外したりする場合、モータ５の逆回転時
に測距センサ７にて所定距離を検出した場合にモータが
シャットオフするとねじ９を逆回転して緩めたり、外し
たりできないので、モータ５逆転時には測距手段２の判
定をオフにするように制御部６により制御する。この場
合、モータ５の片方の端子電圧をモニターすることで逆
回転動作時には測距センサ７で所定距離を検出しても測
距手段２の判定をオフにするように制御部６により制御
する。また、トリガスイッチ２４の操作直後にはモータ
５の片方端子電圧が不安定なため、数秒ｍｓｅｃ（約５
０ｍｓｅｃ）程度は動作させないようにする。つまり、
作業者がトリガスイッチ２４操作後モータ５の起動が遅
いと思わないレベルの官能時間とする。これにより、ね
じ打ちが間違ったり、やり直したりするためにいったん
ねじ込んだねじ９を逆回転で緩めたり、外したりするこ
とが可能となるものである。

【００２８】また、作業者が作業によって上記したよう
な測距手段２により着座を検知した際にモータ５のシャ
ットオフを行うようにした回転式工具１において、着座
検知によるシャットオフ制御するモードとは別に、着座
検知を使用しないモードが選択できるような機能を有す
るようにしてもよい。すなわち、図１に示すように回転
式工具１に測距手段２での検知を手動でオフにすること
ができるスイッチ１０を設け、測距手段２での検知をオ
ンにしたり、オフにしたりするのを手動で選択できるよ
うにする。この場合、スイッチ１０操作により測距セン
サ７そのものをオフにしたり、あるいは測距センサ７か
らの信号を受信しないように制御回路を切り替えたりす
る。このように、測距手段２での検知を手動でオフにす
ることができるスイッチ１０を設けることで、連続して
逆回転したり、特別なビットを使用したりする際に、測
距手段２の検知をオフにして使用できることになる。

【００２９】また、図１に示す実施形態においては、回
転式工具１に対して測距手段２を移動自在に取付けてあ
って、測距手段２による検知距離を可変自在としてあ
る。図１において回転式工具１の胴部１２に取付け部材
２６を介して測距センサ７が取付けてあるが、図１にお
いては取付け部材２６を胴部１２に取付ける基部２６ａ
と測距センサ７を取付ける移動部材２６ｂとで構成し、
基部２６ａに対して移動部材２６ｂをビット１１の軸方
向と同方向に移動自在に取付けてあって、任意の移動位
置において固定手段（図示せず）により固定自在となっ
ている。なお、図１においては測距センサ７を胴部１２
に対して取付ける移動部材２６ｂを移動自在とすること
で測距センサ７を胴部１２に対して移動する例を示した
が、測距センサ７を直接移動自在としてもよいものであ
る。このように、回転式工具１に対して測距手段２を移
動自在とすることで、測距センサ７の部品のばらつき調
整等を実施できるだけでなく、少し深めにねじ込みたい
場合など測距手段２を移動させることで対応できるもの
である。

【００３０】また、回転式工具１の胴部１２に測距セン
サ７を設ける場合、図１に示すように胴部１２のグリッ
プ１３を突出した側の面に測距手段２を配設することが
好ましい。つまり、胴部１２のグリップ１３を突出した
側の面に測距手段２を配設することで、コーナや壁の隅
部分で作業する際に測距手段２が壁その他の物に当たっ
たりしないものである。また、回転式工具１においてね
じ込みの目標点を狙うには拳銃の焦点合わせと同様に胴
部１２の上面（胴部１２のグリップ１３の突出面と反対
側の面）に目線を持ってくることが多く、胴部１２のグ
リップ１３の突出面と反対側の面に測距手段２である測
距センサ７があると測距センサ７が邪魔になってねじ込
みの目標点を狙い難くてねじ締め作業の効率が落ちた
り、目地込みの目標点を見間違ったりするが、上記のよ
うに胴部１２のグリップ１３を突出した側の面に測距手
段２を配設することで、目線の位置とビット１１の先端
の間に測距手段２が位置することがなく、ねじ締め作業
の効率が落ちたり、ねじ込みの目標点を見間違うといっ
たことを防ぐことができるものである。

【００３１】ところで、上記のように着座直前を測距手
段２により検知を行うに当たり、着座又は着座直前を測
距手段２で検出後、モータ５の出力軸であるビット１１
の締付けトルクを検出することにより所定トルクとなる
まで制御部６により締め付ける制御を行うようにしても
よいものである。

【００３２】すなわち、測距手段２で着座状態を検出し
ただけでは、相手部材３の材料の硬さ等により目的とす
る所定の締め付け力でねじ９が相手部材３にねじ込んで
あるかどうかが判らない。一方、締め付けトルクだけで
モータ５のシャットオフ制御を行った場合、例えば、相
手部材３に節などがあってねじ込み途中で所定の締め付
けトルクに達してしまってモータ５がシャットオフさ
れ、着座していない場合がある。そこで、上記のよう
に、着座又は着座直前を測距手段２で検出後、モータ５
の出力軸であるビット１１の締付けトルクを検出するこ
とにより所定トルクとなるまで制御部６により締め付け
る制御を行うことで、着座し且つ目的とする所定の締め
付け力でねじ９をねじ込んだ状態で自動的にモータ５を
シャットオフすることができるものである。

【００３３】所定の締め付け力となったことを検知する
には従来から公知の種々の検知方法が採用できるが、例
えば以下のようにして検知する。

【００３４】ここで、締付け力の推定は一般的に次のよ
うにして求めることができる。

【００３５】Ｗ＝Ｆ・Ｌ＝Ｆ・（ｒ・θ）Ｆ＝Ｗ／（ｒ・θ）＝（Ｗ／ｒ）・（１／θ）ここで、Ｗ＝仕事量（打撃エネルギー）、Ｆ＝締め付け
力、Ｌ＝移動距離、ｒ＝アンビルの半径、θ＝打撃毎の
アンビルの回転角度である。

【００３６】上記式により、仕事量：Ｗ、アンビル半
径：ｒを一定としたとき、打撃毎のアンビルの回転角：
θを求めることで締め付け力Ｆを求めることができる。

【００３７】そして、推定締め付け力は電池電圧、スピ
ードコントローラを考慮するためモータ回転速度、打撃
間ＦＧパルスエッジ出力より実験的に推定する。

【００３８】これにより、推定締め付け力＝Ｋ・（モータ回転速度²／打撃間ＦＧ
パルス数−ハンマ回転分のパルス数）で求めることができる。なお、モータ回転速度は１０ｍ
ｓ間のＦＧパルス数、ハンマ回転分のパルス数＝６５、
Ｋ＝３１である。

【００３９】そこで、図１、図２、図５に示すように回
転式工具１にモータ３の回転数に比例した周波数信号を
発生する出力軸であるビット１１の回転速度検出手段と
しての周波数ジェネレータ２３（ＦＧ）を設け、周波数
ジェネレータ２３が発生した周波数信号を波形整形し、
ビット１１の回転速度に応じたパルス幅のパルス信号を
波形整形回路で整形して出力し、そのパルス信号を基に
演算処理を行うことで、どのくらいの締め付けトルクが
発生したのかを締め付け力検知回路２７に設けた締め付
け力推定部２８で推定するようになっている。締め付け
力推定部２８で推定された推定締め付け力（推定締め付
けトルク）に基づき、後述する所定の演算を行って自動
的に締め付けの完了をシャットオフ判定部３０で判定し
てモータ５の回転をシャットオフするようになってい
る。

【００４０】シャットオフの判定は例えば、まずねじ９
の一定回転（例えば５回転）までの推定トルクピーク値
を検知し、一定回転（５回転）以降はこの推定ピーク値
にある値（例えば＋６）を加算した値を下限しきい値と
する。

【００４１】そして、トルクの変化率（２回微分数）を
求め、このトルクの変化率が０未満に到達したとき、上
記推定トルクの下限しきい値が所定値（例えば２６）を
越えているか否かを判定し、推定トルクの下限しきい値
の方が所定値よりも大きい場合には相手部材３が硬い材
料であると推定して上記推定トルク値の下限値に到達す
るとシャットオフ判定部３０により自動的に締め付けの
完了を推定してモータ５の回転をシャットオフするもの
である。一方、トルクの変化率（２回微分数）を求め、
このトルクの変化率が０未満に到達したとき、上記推定
トルクの下限しきい値が所定値（例えば２６）を越えて
いるか否かを判定し、推定トルクの下限しきい値の方が
所定値を越えていない場合には相手部材３が柔らかい材
料であると推定し、これ以上締め付けても締め付け効果
がないので直ちにシャットオフ判定部３０により自動的
に締め付けの完了を推定してモータ５の回転をシャット
オフするものである。

【００４２】上記のように着座又は着座直前を測距手段
２により検知を行い、着座又は着座直前を測距手段で検
出後、モータ５の出力軸の締付けトルクを検出すること
により所定トルクとなるまで締め付ける制御を行うこと
で、着座し且つ所定の締め付け力となってモータ５をシ
ャットオフするものであり、これにより着座し且つ所定
の締め付け力とすることができるものである。

【００４３】また、上記のように所定トルクとなった時
点でモータ５を停止し、該モータ５停止後所定時間後に
更に一定時間の増し締めのためにモータ５を回転させる
ように制御部６により制御するようにしてもよい。この
ようにすると、着座し且つ所定の締め付け力となった後
に、更に、一定の増し締めができることになってより確
実な締め付けができる。

【００４４】図６には測距手段２の他の実施形態が示し
てある。すなわち、図６に示す実施形態では測距手段２
をＣＣＤカメラ１４と照明用のライト１５で構成してあ
る。すなわち、回転式工具１の胴部１２にＣＣＤカメラ
１４と照明用のライト１５とを設け、照明用のライト１
５で対象物を照らし、回転式工具１先端のねじ９及びビ
ット１１の影５０をライトアップさせてＣＣＤカメラ１
４で撮像し、その影５０の大きさや長さをモニターして
所定のサイズ以下（又は以上）となると座面４にねじ９
が着座したと判断して制御部６によりモータ５のシャッ
トオフ制御を行うものである。なお、使用するねじ９の
サイズや形状はあらかじめ制御部６のＣＰＵ等に登録し
ておくものである。

【００４５】図７、図８には測距手段２の他の実施形態
が示してある。本実施形態においては、回転式工具１の
胴部１２の先端部に設けるビット１１の先端に座面４と
の接触検知手段１６を設け、この接触検知手段１６を測
距手段２とした例が示してある。例えばビット１１の先
端部の側面から前方に向けて軟質ゴムのような変形可能
な軟質の接触検知手段１６を突設し、着座すると変形可
能な軟質の接触検知手段１６が座面４に当たって図７の
矢印方向に折れ曲がるようになっており、これにより着
座を検知するようになっている。この場合、接触検知手
段１６を軟質ゴムのような材料で形成することで接触検
知手段１６により相手部材３を傷付けることがないもの
である。図８（ａ）はビット１１に設けた接触検知手段
１６の着座前の上から見た状態を示し、図８（ｂ）は着
座後の上から見た状態を示している。

【００４６】図９には測距手段２の更に他の実施形態が
示してある。モータ５の回転を減速してビット１１に回
転を伝達する減速機１７の後方に圧力センサ１８を設け
てあり、この圧力センサ１８を測距手段２としてある。
本実施形態においては、回転式工具１の先端部のビット
１１によりねじ９を保持しつつねじ９を相手部材３に押
し付けながらねじ込み作業を行う時に出力軸であるビッ
ト１１の押し付け力を圧力センサ１８で検出し、検出信
号を電気信号に変換し、検出値が所定値となると着座し
たと判断して制御部６によりモータ５のシャットオフ制
御を行うのである。このようにして、減速機７の後方に
設けた圧力センサ１８により回転式工具１の相手部材３
側への押し付け力を検出して着座を確実に検知すること
ができるものである。但し、図９（ｂ）のように初期始
動時に回転式工具１を相手部材３側に強く押さえ付ける
ことが考えられるので、その期間（約１〜２秒）は検知
しない領域を設ける必要がある。

【００４７】図１０には測距手段２の更に他の実施形態
が示してある。本実施形態においては、回転式工具１の
グリップ１３のビット１１の突出方向と反対側の面（つ
まりグリップ１３の後面）に押し付け力検知手段１９を
設け、この押し付け力検知手段１９を測距手段２として
ある。そして、グリップ１３を手で掴んで回転式工具１
の相手部材３側へ押し付けながらねじ込む作業を行う際
に、グリップ１３を掴んで回転式工具１を押し付けてい
る押し付け力を押し付け力検知手段１９により検出し、
検出信号を電気信号に変換し、検出値が所定値となると
着座したと判断して制御部６によりモータ５のシャット
オフ制御を行うのである。本実施形態においても、図１
０（ｂ）のように初期始動時に回転式工具１を相手部材
３側に強く押さえ付けることが考えられるので、その期
間（約１〜２秒）は検知しない領域を設ける必要があ
る。

【００４８】また、上記した各種の測距手段２を組み合
わせて着座検知を行うようにしてもよいものであり、こ
の場合、作業者が作業により任意の測距手段２を選択で
きるように、回転式工具１にダイヤル等のスイッチ手段
を設けてモード選択ができるようにしてもよいものであ
る。

【００４９】

【発明の効果】上記のように本発明の請求項１記載の発
明にあっては、回転式工具において、測距手段を具備
し、測距手段により相手部材の座面と回転式工具の先端
が所定の距離になったことを検知して着座と判断し回転
式工具の回転を停止するための制御部を設けてあるの
で、回転式工具によりねじを相手部材にねじ込む際に、
測距手段により相手部材の座面と回転式工具の先端が所
定の距離になったことを検知してねじが相手部材の座面
に着座したと判断してモータを停止し、これにより相手
部材が硬質、軟質いずれであっても簡単な構成で着座を
検出でき、ねじの締めすぎや早止めを防止できるもので
ある。

【００５０】また、請求項２記載の発明にあっては、上
記請求項１記載の発明の効果に加えて、測距手段を構成
する測距センサを複数個設け、複数個の測距センサで検
知した相手部材の座面と回転式工具の先端との間の距離
の差により回転式工具の座面に対する傾きを検出し、座
面に対して所定角度でない場合に報知する報知手段を設
けてあるので、ねじが傾いてねじ込まれているような場
合に報知手段による報知で知ることが出来て、ねじ込み
作業を中止したり、ねじの傾きを修正して作業を継続し
たりできて、ねじを傾いてねじ込むおそれがないもので
ある。また、回転式工具が傾いて使用されることなく座
面に対して直角又は略直角姿勢でねじ込みできるので、
回転式工具に設けた測距センサによる座面と回転式工具
との間の距離の測定が正確にできて、座面へのねじの着
座が確実に検知できるものである。

【００５１】また、請求項３記載の発明にあっては、上
記請求項２記載の発明の効果に加えて、回転式工具の傾
き方向を示す報知手段を設けてあるので、回転式工具が
傾いて使用されている場合に、どの方向に傾いているか
を知ることが出来て、これに基づいて簡単に正しい姿勢
に補正することが可能となり、傾きなく正確にねじ込む
ことができるものである。

【００５２】また、請求項４記載の発明にあっては、上
記請求項１記載の発明の効果に加えて、モータ逆転時に
は測距手段の判定をオフにするので、ねじ打ちが間違っ
たり、やり直したりするためにいったんねじ込んだねじ
を逆回転で緩めたり、外したりすることが可能となっ
て、測距手段により着座を検知した際にモータのシャッ
トオフするようにしたにもかかわらず回転式工具として
の使用に支障がないものである。

【００５３】また、請求項５記載の発明にあっては、上
記請求項１記載の発明の効果に加えて、測距手段での検
知を手動でオフにすることができるスイッチを設けてあ
るので、連続して逆回転したり、特別なビットを使用し
たりする際に、測距手段の検知をオフにして使用でき、
測距手段により着座を検知した際にモータのシャットオ
フするようにしたにもかかわらず回転式工具の多様な使
用形態を選択することが可能となるものである。

【００５４】また、請求項６記載の発明にあっては、上
記請求項１記載の発明の効果に加えて、測距手段による
検知距離を可変するために回転式工具に対して測距手段
を移動自在に取付けてあるので、少し深めにねじ込みた
い場合など測距手段を移動させることで簡単に対応でき
るものである。

【００５５】また、請求項７記載の発明にあっては、上
記請求項１記載の発明の効果に加えて、先端にねじを回
転するためのビットを有する胴部から胴部に対して交差
する方向にグリップを突出して回転式工具を構成し、該
回転式工具の胴部のグリップを突出した側の面に測距手
段を配設してあるので、コーナや壁の隅部分で作業する
際に測距手段が壁その他の物に当たったりせず、また、
目線の位置とビットの先端の間に測距手段が位置するこ
とがなく、目線の位置とビットの先端の間に測距手段を
設けることによる測距手段が邪魔になってねじ締め作業
の効率が落ちたり、ねじ込みの目標点を見間違うといっ
たことを防ぐことができ、測距手段により着座を検知し
た際にモータのシャットオフするようにしたにもかかわ
らず回転式工具の操作性が低下しないものである。

【００５６】また、請求項８記載の発明にあっては、回
転式工具において、測距手段を具備し、測距手段により
相手部材の座面と回転式工具の先端が所定の距離になっ
たことを検知して着座又は着座直前と判断し、この着座
又は着座直前を測距手段で検出後、モータの出力軸の締
付けトルクが所定締め付け力となる回転式工具の回転を
停止するための制御部を設けてあるので、測距手段によ
りねじの着座直前を検知し、着座又は着座直前から所定
の締め付け力となるまで更に締め付けて所定の締め付け
力となって回転を停止するものであり、これにより確実
に着座し且つ所定の締め付け力とすることができるもの
である。

【００５７】また、請求項９記載の発明にあっては、上
記請求項８記載の発明の効果に加えて、所定トルクとな
った時点でモータを停止し、該モータ停止後所定時間後
に一定時間の増し締めのためにモータを回転させるの
で、着座し且つ所定の締め付け力となった後に、更に、
一定の増し締めができて確実なねじ込みができるもので
ある。

【００５８】また、請求項１０記載の発明にあっては、
上記請求項１記載の発明の効果に加えて、ＣＣＤカメラ
とライトで測距手段を構成し、ライトで対象物を照ら
し、回転式工具先端のねじ及びビットの影をライトアッ
プさせてＣＣＤカメラで撮像し、その影の大きさや長さ
で座面と回転式工具の先端との距離を測定するので、Ｃ
ＣＤカメラとライトという構成で着座を検出できるもの
であり、また、ＣＣＤカメラを使用することでねじ締め
作業の詳細なデータをサンプリングすることが可能とな
る。

【００５９】また、請求項１１記載の発明にあっては、
上記請求項１記載の発明の効果に加えて、回転式工具の
先端にビットを設け、該ビットの先端に座面との接触検
知手段を設け、この接触検知手段を測距手段としてある
ので、接触検知手段が座面に接触することで簡易的に着
座を検知できるものである。

【００６０】また、請求項１２記載の発明にあっては、
上記請求項１記載の発明の効果に加えて、モータの回転
を減速してビットに回転を伝達する減速機の後方に圧力
センサを設け、この圧力センサを測距手段としてあるの
で、減速機の後方に設けた圧力センサにより回転式工具
の相手部材側への押し付け力を検出して簡単且つ確実に
着座を検知することができるものである。

【００６１】また、請求項１３記載の発明にあっては、
上記請求項１記載の発明の効果に加えて先端にねじを回
転するためのビットを有する胴部から胴部に対して交差
する方向にグリップを突出して回転式工具を構成し、グ
リップのビットの突出方向と反対側の面に押し付け力検
知手段を設け、この押し付け力検知手段を測距手段とし
てあるので、グリップに設けた押し付け力検知手段によ
り回転式工具の相手部材側への押し付け力を検出して簡
単且つ確実に着座を検知することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転式工具の概略構成図である。

【図２】同上の全体のブロック図である。

【図３】同上の測距センサを複数個設けた実施形態の作
用説明図である。

【図４】同上のモニタにより回転式工具の傾きを報知し
ている例を示す説明図である。

【図５】同上の着座検知判定を示すブロック図である。

【図６】同上の測距手段の他の実施形態を示す説明図で
ある。

【図７】同上の測距手段の更に他の実施形態を示す説明
図である。

【図８】（ａ）は図７の実施形態において着座前のビッ
ト部分の平面図であり、（ｂ）は着座後のビット部分の
平面図である。

【図９】（ａ）は同上の測距手段の更に他の実施形態を
示す説明図であり、（ｂ）は着座検知を示すグラフであ
る。

【図１０】（ａ）は同上の測距手段の更に他の実施形態
を示す説明図であり、（ｂ）は着座検知を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１回転式工具２測距手段３相手部材４座面５モータ６制御部７測距センサ８報知手段９ねじ１０スイッチ１１ビット１２胴部１３グリップ１４ＣＣＤカメラ１５ライト１６接触検知手段１７減速機１８圧力センサ１９押し付け力検知手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者細川智弘大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 3C038 AA01 BC02 CC04 CC06 EA02 EA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転式工具において、測距手段を具備
し、測距手段により相手部材の座面と回転式工具の先端
が所定の距離になったことを検知して着座と判断し回転
式工具の回転を停止するための制御部を設けて成ること
を特徴とする回転式工具。
【請求項２】測距手段を構成する測距センサを複数個
設け、複数個の測距センサで検知した相手部材の座面と
回転式工具の先端との間の距離の差により回転式工具の
座面に対する傾きを検出し、座面に対して所定角度でな
い場合に報知する報知手段を設けて成ることを特徴とす
る請求項１記載の回転式工具。
【請求項３】回転式工具の傾き方向を示す報知手段を
設けて成ることを特徴とする請求項２記載の回転式工
具。
【請求項４】モータ逆転時には測距手段の判定をオフ
にすることを特徴とする請求項１記載の回転式工具。
【請求項５】測距手段での検知を手動でオフにするこ
とができるスイッチを設けて成ることを特徴とする請求
項１記載の回転式工具。
【請求項６】測距手段による検知距離を可変するため
に回転式工具に対して測距手段を移動自在に取付けて成
ることを特徴とする請求項１記載の回転式工具。
【請求項７】先端にねじを回転するためのビットを有
する胴部から胴部に対して交差する方向にグリップを突
出して回転式工具を構成し、該回転式工具の胴部のグリ
ップを突出した側の面に測距手段を配設して成ることを
特徴とする請求項１記載の回転式工具。
【請求項８】回転式工具において、測距手段を具備
し、測距手段により相手部材の座面と回転式工具の先端
が所定の距離になったことを検知して着座又は着座直前
と判断し、この着座又は着座直前を測距手段で検出後、
モータの出力軸の締付けトルクが所定締め付け力となる
回転式工具の回転を停止するための制御部を設けて成る
ことを特徴とする回転式工具。
【請求項９】所定トルクとなった時点でモータを停止
し、該モータ停止後所定時間後に一定時間の増し締めの
ためにモータを回転させることを特徴とする請求項８記
載の回転式工具。
【請求項１０】ＣＣＤカメラとライトで測距手段を構
成し、ライトで対象物を照らし、回転式工具先端のねじ
及びビットの影をライトアップさせてＣＣＤカメラで撮
像し、その影の大きさや長さで座面と回転式工具の先端
との距離を測定することを特徴とする請求項１記載の回
転式工具。
【請求項１１】回転式工具の先端にビットを設け、該
ビットの先端に座面との接触検知手段を設け、この接触
検知手段を測距手段として成ることを特徴とする請求項
１記載の回転式工具。
【請求項１２】モータの回転を減速してビットに回転
を伝達する減速機の後方に圧力センサを設け、この圧力
センサを測距手段として成ることを特徴とする請求項１
記載の回転式工具。
【請求項１３】先端にねじを回転するためのビットを
有する胴部から胴部に対して交差する方向にグリップを
突出して回転式工具を構成し、グリップのビットの突出
方向と反対側の面に押し付け力検知手段を設け、この押
し付け力検知手段を測距手段として成ることを特徴とす
る請求項１記載の回転式工具。