JP2005219142A

JP2005219142A - Impact driver

Info

Publication number: JP2005219142A
Application number: JP2004027399A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nakayama; 剛中山; Masayuki Ishikawa; 将之石川
Original assignee: Nidec Shibaura Corp
Current assignee: Nidec Shibaura Corp
Priority date: 2004-02-03
Filing date: 2004-02-03
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2024-02-03
Also published as: JP4369257B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an impact driver which is operable by applying impact force and at the same time capable of controlling its torque. <P>SOLUTION: The impact driver 10 has a motor 18, a gear box 20, and a driving mechanism 22 connected to an output shaft of the gear box 20. The impact driver is equipped with a distortion gauge 50 attached to a carrier 34 of the driving mechanism 22, a counting section 54 for counting output signals from the distortion gauge 50 as the number of times of driving, and a driving circuit 52 for terminating the motor 18 when the number of times of driving counted by the counting section 54 exceeds a set value. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、インパクトドライバーのトルク制御に関するものである。 The present invention relates to torque control of an impact driver.

従来より、インパクトドライバーの構造としては、本体内部にモータと、ギアボックスと、打撃機構を有し、モータにブラシレス直流モータを使用したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１４５５４７ Conventionally, as a structure of an impact driver, a structure having a motor, a gear box, and a striking mechanism inside a main body and using a brushless DC motor as the motor has been proposed (for example, see Patent Document 1).
JP2003-145547

上記の様なインパクトドライバーにおいては、打撃による強い締め付けが可能であったが、打撃力を与えるため、トルク制御が出来ない。 In the impact driver as described above, strong tightening by striking was possible, but torque control cannot be performed to give striking force.

このトルク制御が出来ないと、トルクが強過ぎて、ネジ頭の潰れや、ネジが破断してしまうという問題点もある。 If this torque control is not possible, the torque is too strong, and there is a problem that the screw head is crushed or the screw is broken.

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、打撃力を与えるインパクトドライバーであってもトルク制御を行うことが出来る発明を提供するものである。 Therefore, in view of the above problems, the present invention provides an invention capable of performing torque control even with an impact driver that gives impact force.

請求項１に係る発明は、モータと、前記モータに連結されたギアボックスと、前記ギアボックスの出力軸に連結された打撃機構とを有するインパクトドライバーにおいて、前記打撃機構における打撃回数を計測する計測手段と、前記計測手段によって計測された打撃回数が、設定回数を超えた場合に前記モータの回転を停止させる停止手段を有することを特徴とするインパクトドライバーである。 The invention according to claim 1 is an impact driver having a motor, a gear box coupled to the motor, and a striking mechanism coupled to an output shaft of the gear box. And an impact driver characterized by comprising stop means for stopping rotation of the motor when the number of hits measured by the measuring means exceeds a set number of times.

請求項２に係る発明は、前記打撃機構は、前記ギアボックスの出力軸と共に回転するキャリアーと、前記キャリア部と共に回転し、かつ、軸方向に移動自在なハンマーと、前記ハンマーと共に回転して、軸方向に打撃力を与えるアンビルと、前記ハンマーと前記キャリアーとの間に配されたコイル状のスプリングと、を有し、前記計測手段は、前記キャリアーのひずみを計測するひずみゲージと、前記ひずみゲージによって計測したひずみの回数を打撃回数として計測するひずみ計測手段と、を有することを特徴とする請求項１記載のインパクトドライバーである。 In the invention according to claim 2, the striking mechanism rotates with the carrier that rotates with the output shaft of the gear box, the hammer that rotates with the carrier portion, and is movable in the axial direction, and the hammer. An anvil that gives a striking force in the axial direction, and a coiled spring disposed between the hammer and the carrier, and the measuring means measures a strain gauge for measuring the strain of the carrier, and the strain The impact driver according to claim 1, further comprising strain measuring means for measuring the number of strains measured by a gauge as the number of strikes.

請求項１に係る発明のインパクトドライバーであると、打撃機構における打撃回数を計測し、この打撃回数が設定回数を越えた場合には、締め付けが充分な状態であると判断してモータの回転を停止させる。 In the impact driver of the invention according to claim 1, the number of hits in the hitting mechanism is measured, and when the hit number exceeds the set number, it is determined that the tightening is sufficient and the motor is rotated. Stop.

これにより、ネジに対し締め付け過ぎることが無く、トルク制御を行っていることとなる。 As a result, torque control is performed without overtightening the screw.

請求項２に係る発明のインパクトドライバーであると、キャリアーのひずみをひずみゲージによって計測することにより、確実に打撃回数を計測することが出来る。 With the impact driver of the invention according to claim 2, the number of hits can be reliably measured by measuring the strain of the carrier with a strain gauge.

また、この場合にキャリアーにひずみゲージを取り付けるため、キャリアー自身は軸方向に移動することが無く、ひずみゲージを簡単に接触させることができる。 In this case, since the strain gauge is attached to the carrier, the carrier itself does not move in the axial direction, and the strain gauge can be easily brought into contact.

以下、本発明の一実施形態のインパクトドライバー１０について、図１から図５に基づいて説明する。 Hereinafter, an impact driver 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

（１）インパクトドライバー１０の構造
図１に基づいてインパクトドライバー１０の構造について説明する。 (1) Structure of Impact Driver 10 The structure of the impact driver 10 will be described based on FIG.

インパクトドライバー１０は、ピストル型のフレーム１２を有し、このフレーム１２は本体１４と、本体１４の下部から下方に突出した把持部１６とよりなる。 The impact driver 10 has a pistol-type frame 12, and the frame 12 includes a main body 14 and a gripping portion 16 that protrudes downward from a lower portion of the main body 14.

本体１４内部には、ブラシレス直流モータよりなるモータ１８と、減速機構を有するギアボックス２０と、ギアボックス２０の出力軸５６に連結された打撃機構２２を有している。本体１４の前端部にはチャック２４が設けられ、ドライバー２６を着脱自在に取り付けることが出来る。このチャック２４は打撃機構２２に連結されており、モータ１８が回転することによりギアボックス２０で減速され、打撃機構２２で軸方向に打撃力が与えられチャック２４と共にドライバー２６が軸方向に移動しつつ回転する。 Inside the main body 14, there are a motor 18 made of a brushless DC motor, a gear box 20 having a speed reduction mechanism, and a striking mechanism 22 connected to an output shaft 56 of the gear box 20. A chuck 24 is provided at the front end of the main body 14, and a driver 26 can be detachably attached. The chuck 24 is connected to the striking mechanism 22, and is decelerated by the gear box 20 as the motor 18 rotates. A striking force is applied in the axial direction by the striking mechanism 22, and the driver 26 moves along with the chuck 24 in the axial direction. Rotate while.

また、本体１４の下部にはメインスイッチ２８が設けられ、把持部１６の前端部上部にはトリガースイッチ３０が設けられている。 A main switch 28 is provided at the lower part of the main body 14, and a trigger switch 30 is provided at the upper part of the front end of the gripping part 16.

把持部１６の下端部には、充電池３２が着脱自在に取り付けられている。 A rechargeable battery 32 is detachably attached to the lower end of the grip 16.

（２）打撃機構２２の構造
次に、図２から図３に基づいて打撃機構２２の構造について説明する。 (2) Structure of the striking mechanism 22 Next, the structure of the striking mechanism 22 will be described with reference to FIGS.

打撃機構２２は、キャリアー３４と、ハンマー３６と、アンビル３８とより形成されている。 The striking mechanism 22 is formed by a carrier 34, a hammer 36, and an anvil 38.

キャリアー３４は、円柱型であり、ギアボックス２０の出力軸に連結され、ギアボックス２０の出力軸５６と共に同速で回転する。このキャリアー３４の出力側の中心部には回転軸４０が一体に突出している。 The carrier 34 has a cylindrical shape, is connected to the output shaft of the gear box 20, and rotates at the same speed as the output shaft 56 of the gear box 20. A rotating shaft 40 protrudes integrally at the center of the output side of the carrier 34.

ハンマー３６は、キャリアー３４の回転軸４０に対し同軸に取り付けられ、回転軸４０と共に回転し、かつ、軸方向に移動自在となっている。ハンマー３６とキャリアー３４との間にはコイル状のスプリング４２が配され、このスプリング４２はハンマー３６を前方に常に付勢している。円柱型のハンマー３６の出力側、即ち前面には、突部４４，４４が１８０度毎に２個突出し、ハンマー３６は凹凸状態となっている。 The hammer 36 is attached coaxially to the rotation shaft 40 of the carrier 34, rotates together with the rotation shaft 40, and is movable in the axial direction. A coiled spring 42 is disposed between the hammer 36 and the carrier 34, and this spring 42 always urges the hammer 36 forward. On the output side, that is, the front surface of the cylindrical hammer 36, two protrusions 44, 44 protrude every 180 degrees, and the hammer 36 is in an uneven state.

アンビル３８は、打撃機構２２の出力軸４６を有し、ハンマー３６に対し、２つの突部４４，４４の間に挟まるように取り付けられている。即ち、アンビル３８は出力軸４６と、出力軸４６の後端部から径方向に突出した受け体４８とより構成され、出力軸４６と受け体４８とは、図４に示す様にＴ字状に形成されている。 The anvil 38 has an output shaft 46 of the striking mechanism 22 and is attached to the hammer 36 so as to be sandwiched between the two protrusions 44 and 44. That is, the anvil 38 includes an output shaft 46 and a receiving body 48 projecting radially from the rear end portion of the output shaft 46. The output shaft 46 and the receiving body 48 have a T-shape as shown in FIG. Is formed.

この打撃機構２２の動作状態について説明する。 The operating state of the striking mechanism 22 will be described.

キャリアー３４が回転すると、回転軸４０に連結されたハンマー３６も同速で回転する。この場合にアンビル３８は、ハンマー３６と共に回転するが、突部４４，４４の間の凹部に位置している時には、図３に示す様に軸方向に対しては移動していない状態となっている。しかし、アンビル３８の受け体４８が突部４４，４４の位置にきて突部４４，４４の上に乗ると、ハンマー３６が軸方向に沿ってスプリング４２の付勢力に反して後方に移動する。そして、ハンマー３６が更に回転して、アンビル３８の受け体４８が再び２個の突部４４，４４の間の凹部に落ち込むとスプリング４２の付勢力によりアンビル３８及びハンマー３６が前方に押し出されドライバー２６も前方に押されて打撃力が発生する。 When the carrier 34 rotates, the hammer 36 connected to the rotating shaft 40 also rotates at the same speed. In this case, the anvil 38 rotates together with the hammer 36. However, when the anvil 38 is located in the recess between the protrusions 44, 44, the anvil 38 does not move in the axial direction as shown in FIG. Yes. However, when the receiving body 48 of the anvil 38 comes to the position of the protrusions 44 and 44 and rides on the protrusions 44 and 44, the hammer 36 moves rearward against the urging force of the spring 42 along the axial direction. . When the hammer 36 further rotates and the receiving body 48 of the anvil 38 falls again into the recess between the two protrusions 44, 44, the anvil 38 and the hammer 36 are pushed forward by the biasing force of the spring 42. 26 is also pushed forward to generate a striking force.

上記の様な状態を繰り返すことによりドライバー２６に打撃力を与えながらネジを締め付けることができる。 By repeating the above-described state, the screw can be tightened while giving a striking force to the driver 26.

（４）打撃回数の測定構造
次に、打撃機構２２における打撃回数の測定構造について説明する。 (4) Structure for measuring the number of hits Next, a structure for measuring the number of hits in the hitting mechanism 22 will be described.

図２に示す様に、ひずみゲージ５０が、キャリアー３４の前面に接触するように取り付けられている。このひずみゲージ５０はキャリアー３４が歪んだ場合に信号を発生するものであり、図４におけるスプリング４２が弾性力によって押圧され、アンビル３８が２つの突部４４，４４の間の凹部に入って再びスプリング４２によって前方に押し出された瞬間にキャリアー３４にもひずみが発生するため、そのひずみの状態を計測する。 As shown in FIG. 2, a strain gauge 50 is attached so as to contact the front surface of the carrier 34. The strain gauge 50 generates a signal when the carrier 34 is distorted. The spring 42 in FIG. 4 is pressed by the elastic force, and the anvil 38 enters the recess between the two protrusions 44 and 44 again. Since the carrier 34 is also strained at the moment when it is pushed forward by the spring 42, the state of the strain is measured.

これによって、打撃１回について、ひずみが１回発生するため、このひずみゲージ５０からのひずみに基づく出力信号を計測することにより打撃回数を測定することができる。 Accordingly, since one strain is generated for one hit, the number of hits can be measured by measuring an output signal based on the strain from the strain gauge 50.

図５は、その打撃回数を測定するための電気系統のブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram of an electric system for measuring the number of hits.

インパクトドライバー１０は、モータ１８をインバータ制御を行うことができる駆動回路５２によって駆動でき、その電源は充電池３２から供給されている。そして、このオン／オフはメインスイッチ２８で行い、速度制御はトリガースイッチ３０によって行う。 The impact driver 10 can drive the motor 18 by a drive circuit 52 that can perform inverter control, and the power is supplied from the rechargeable battery 32. The on / off operation is performed by the main switch 28, and the speed control is performed by the trigger switch 30.

また、ひずみゲージ５０の出力信号の回数を測定する計測部５４が設けられている。この計測部５４は、ひずみゲージ５０からの出力信号を計測し、設定回数（例えば、２００回）を越えた場合には、駆動回路５２に対しモータの回転を止める停止信号を出力する。 Further, a measuring unit 54 that measures the number of output signals of the strain gauge 50 is provided. The measurement unit 54 measures an output signal from the strain gauge 50, and outputs a stop signal for stopping the rotation of the motor to the drive circuit 52 when the set number of times (for example, 200 times) is exceeded.

（５）本実施形態の効果
本実施形態であると、ひずみゲージ５０で打撃状態を検出し、計測部５４でその打撃回数が設定回数を越えた場合には、ネジに対し所定以上のトルクが働くとしてモータ１８の回転を停止させる。そのため、ネジを必要以上に締め付けることが無く、ネジを壊すことも無い。 (5) Effects of the present embodiment In the present embodiment, when the striking state is detected by the strain gauge 50 and the number of hits exceeds the set number by the measuring unit 54, a torque exceeding a predetermined value is applied to the screw. As a result, the rotation of the motor 18 is stopped. Therefore, the screw is not tightened more than necessary, and the screw is not broken.

（変更例）
上記の実施形態ではキャリアー３４にひずみゲージ５０を取り付けてそのひずみにより打撃回数を検出したが、ハンマー３６やアンビル３８にひずみゲージ５０を取り付けてひずみを計測し打撃回数を測定してもよい。 (Example of change)
In the above-described embodiment, the strain gauge 50 is attached to the carrier 34 and the number of hits is detected by the strain.

本発明はインパクトドライバー、特にトルク制御を必要とする様なインパクトドライバーに好適である。 The present invention is suitable for an impact driver, particularly an impact driver that requires torque control.

本発明の一実施形態を示すインパクトドライバーの側面図である。It is a side view of an impact driver showing one embodiment of the present invention. 打撃機構の斜視図である。It is a perspective view of a striking mechanism. 打撃機構の側面図であり、打撃を与えた後の図である。It is a side view of a striking mechanism and is a view after giving a striking. 打撃機構の側面図であり、打撃を与えようとしている直前の側面図である。It is a side view of a striking mechanism, and is a side view just before trying to give a striking. インパクトドライバーのブロック図である。It is a block diagram of an impact driver.

Explanation of symbols

１０インパクトドライバー
１８モータ
２２打撃機構
３２充電池
３４キャリアー
３６ハンマー
３８アンビル
４０回転軸
４２スプリング
４４突部
４６出力軸
４８受け体
５０ひずみゲージ
５２駆動回路
５４計測部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Impact driver 18 Motor 22 Impact mechanism 32 Rechargeable battery 34 Carrier 36 Hammer 38 Anvil 40 Rotating shaft 42 Spring 44 Protrusion 46 Output shaft 48 Receiving body 50 Strain gauge 52 Drive circuit 54 Measurement unit

Claims

In an impact driver having a motor, a gear box connected to the motor, and a striking mechanism connected to an output shaft of the gear box,
Measuring means for measuring the number of hits in the hitting mechanism;
An impact driver characterized by comprising stop means for stopping rotation of the motor when the number of hits measured by the measuring means exceeds a set number of times.

The striking mechanism is
A carrier that rotates with the output shaft of the gearbox;
A hammer that rotates with the carrier part and is axially movable;
An anvil that rotates with the hammer and gives a striking force in the axial direction;
A coiled spring disposed between the hammer and the carrier;
Have
The measuring means includes
A strain gauge for measuring strain of the carrier;
Strain measuring means for measuring the number of strains measured by the strain gauge as the number of strikes;
The impact driver according to claim 1, comprising: