JP4699229B2 - Tightening tool - Google Patents
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Description
本発明は、ネジ類(ボルト、ナット、スクリュウ等)を締付ける締付工具に関する。特に、モータから工具へ伝達するトルクを制限するクラッチ機構を備える締付工具に関する。 The present invention relates to a tightening tool for tightening screws (bolts, nuts, screws, etc.). In particular, the present invention relates to a tightening tool including a clutch mechanism that limits torque transmitted from a motor to a tool.
モータから工具へ伝達するトルクを制限するクラッチ機構を備え、ネジ類を規定された締付トルクで締付ける締付工具が開発されている(例えば特許文献1)。クラッチ機構は、一対のクラッチ部材と、一対のクラッチ部材の一方を他方に押圧する付勢手段を用いて構成されている。一対のクラッチ部材は、一方がモータ側に接続されており、他方が工具側に接続されている。クラッチ機構では、一対のクラッチ部材が互いに係合することによってモータからのトルクが工具へ伝達され、一対のクラッチ部材の係合が解除されることによってモータから工具へのトルク伝達が遮断される。
一対のクラッチ部材には、係合部が形成されている。係合部は、工具に加えられているトルクが所定値未満のときには一対のクラッチ部材の係合を維持し、工具に加えられているトルクが所定値以上となると一対のクラッチ部材の係合を解除するように構成されている。
An engaging part is formed in the pair of clutch members. The engaging portion maintains the engagement of the pair of clutch members when the torque applied to the tool is less than a predetermined value, and engages the pair of clutch members when the torque applied to the tool exceeds a predetermined value. It is configured to release.
締付工具では、ネジ類を締付けている間、ネジ類から反力を受ける。作業者は、ネジ類から受ける反力に抗して、締付工具を支持する必要がある。
従来の締付工具では、ネジ類の頭部が母材に着座した時点から、締付トルクが所定値に到達する時点まで、ネジ類から受ける反力が急激に増大する。作業者は、急激に増大していく反力に抗して、締付工具を支持し続ける必要があり、比較的に大きな力を締付工具に加え続けなければならない。
本発明は、上記の問題を解決する。本発明は、ネジ類から受ける反力に抗して、作業者が支持しやすい締付工具を提供する。
The tightening tool receives a reaction force from the screws while tightening the screws. The operator needs to support the tightening tool against the reaction force received from the screws.
In the conventional tightening tool, the reaction force received from the screws rapidly increases from the time when the heads of the screws are seated on the base material to the time when the tightening torque reaches a predetermined value. The operator must continue to support the tightening tool against the reaction force that increases rapidly, and must continue to apply a relatively large force to the tightening tool.
The present invention solves the above problems. The present invention provides a tightening tool that is easily supported by an operator against a reaction force received from screws.
本発明によって具現化される締付工具は、モータと、ネジ類に係合する工具と、モータと工具との間に介装されており、互いに係合することによってモータからのトルクを工具へ伝達し、互いの係合を解除することによってモータから工具へのトルク伝達を遮断する一対のクラッチ部材と、一対のクラッチ部材の少なくとも一方を他方に押圧する付勢手段とを備えている。一対のクラッチ部材には、少なくとも第1係合部と第2係合部が設けられている。第1係合部は、工具に加えられているトルクが第1所定値未満のときには一対のクラッチ部材の係合を維持し、工具に加えられているトルクが第1所定値以上となると一対のクラッチ部材の係合を解除する。第2係合部は、工具に加えられているトルクが第1所定値よりも大きい第2所定値未満のときには一対のクラッチ部材の係合を維持し、工具に加えられているトルクが第2所定値以上となると一対のクラッチ部材の係合を解除する。一対のクラッチ部材は、第1係合部の係合が解除された後に、第2係合部が係合することを特徴とする。 The tightening tool embodied by the present invention is interposed between a motor, a tool that engages with screws, and the motor and the tool. By engaging each other, torque from the motor is applied to the tool. A pair of clutch members that transmit and release torque from the motor to the tool by disengaging each other and biasing means that presses at least one of the pair of clutch members against the other are provided. The pair of clutch members are provided with at least a first engagement portion and a second engagement portion. The first engagement portion maintains the engagement of the pair of clutch members when the torque applied to the tool is less than a first predetermined value, and the pair of clutch members when the torque applied to the tool is equal to or greater than the first predetermined value. The clutch member is disengaged. The second engagement portion maintains the engagement of the pair of clutch members when the torque applied to the tool is less than a second predetermined value that is greater than the first predetermined value, and the torque applied to the tool is the second. When the predetermined value or more is reached, the engagement of the pair of clutch members is released. The pair of clutch members are characterized in that the second engagement portion is engaged after the engagement of the first engagement portion is released.
この締付工具では、一対のクラッチ部材が、先ず第1係合部によって係合される。一対のクラッチ部材は、ネジ類から工具に加えられているトルク(即ち、モータが現に加えているトルクであり、反力に等しい)が第1所定値に達するまで、係合した状態が維持される。そして、ネジ類から工具に加えられているトルクが第1所定値に達すると、一対のクラッチ部材の係合が解除される。一対のクラッチ部材の係合が解除されると、モータから工具へのトルク伝達が遮断される。その結果、締付工具がネジ類から受ける反力は、第1所定値に到達した時点で一旦低下する。
一対のクラッチ部材は、第1係合部による係合が解除されると、続いて第2係合部によって係合される。一対のクラッチ部材は、ネジ類から工具に加えられているトルクが第2所定値に達するまで、係合した状態が維持される。そして、ネジ類から工具に加えられているトルクが第2所定値に達すると、一対のクラッチ部材の係合が解除される。この段階で、ネジ類の締付トルクは第2所定値に達しており、締付工具がネジ類から受ける反力も第2所定値まで増大する。
この締付工具では、ネジ類を第2所定値の締付トルクによって締付ける際に、締付トルクが第1所定値に到達した時点で、一対のクラッチの係合が一旦解除される。それにより、締付工具がネジ類から受ける反力は、第1所定値に到達した時点で一旦低下し、その後に第2所定値まで増大する。締付工具がネジ類から受ける反力は、ネジ類が着座した時点で突然に増大するが、先ずは第1所定値に制限されることで、作業者は締付工具を無理なく支持し続けることができる。そして、締付工具がネジ類から受ける反力は、続いて第2所定値まで増大するが、作業者はその増大を予期することができるので、作業者は締付工具を無理なく支持し続けることができる。
In this tightening tool, the pair of clutch members are first engaged by the first engaging portion. The pair of clutch members are kept engaged until the torque applied from the screws to the tool (that is, the torque that the motor is actually applying and equal to the reaction force) reaches the first predetermined value. The When the torque applied from the screws to the tool reaches the first predetermined value, the engagement of the pair of clutch members is released. When the engagement of the pair of clutch members is released, torque transmission from the motor to the tool is interrupted. As a result, the reaction force that the tightening tool receives from the screws once decreases once it reaches the first predetermined value.
When the engagement by the first engagement portion is released, the pair of clutch members are subsequently engaged by the second engagement portion. The pair of clutch members are maintained in an engaged state until the torque applied to the tool from the screws reaches a second predetermined value. When the torque applied to the tool from the screws reaches the second predetermined value, the engagement of the pair of clutch members is released. At this stage, the tightening torque of the screws reaches a second predetermined value, and the reaction force received by the tightening tool from the screws also increases to the second predetermined value.
With this tightening tool, when the screws are tightened with the second predetermined value of the tightening torque, the engagement of the pair of clutches is temporarily released when the tightening torque reaches the first predetermined value. As a result, the reaction force received from the screws by the tightening tool once decreases when reaching the first predetermined value, and then increases to the second predetermined value. The reaction force that the tightening tool receives from the screws suddenly increases when the screws are seated, but is first limited to the first predetermined value, so that the operator continues to support the tightening tool without difficulty. be able to. Then, the reaction force that the tightening tool receives from the screws continuously increases to the second predetermined value, but since the worker can expect the increase, the worker continues to support the tightening tool without difficulty. be able to.
第1係合部と第2係合部のそれぞれには、他方のクラッチ部材と当接する傾斜面が形成されていることが好ましい。この場合、第1係合部の傾斜面よりも、第2係合部の傾斜面のほうが、傾斜角度が大きいことが好ましい。
各係合部に他方のクラッチ部材と当接する傾斜面を形成すると、前記した第1所定値や第2所定値は、傾斜面の傾斜角度によって調整することが可能となる。このとき、第1係合部の傾斜面のよりも、第2係合部の傾斜面の方が、傾斜角度が大きくなるように形成することによって、第1所定値よりも第2所定値の方が大きくなるように定めることができる。
Each of the first engaging portion and the second engaging portion preferably has an inclined surface that comes into contact with the other clutch member. In this case, it is preferable that the inclined surface of the second engaging portion has a larger inclination angle than the inclined surface of the first engaging portion.
If an inclined surface that contacts the other clutch member is formed in each engaging portion, the first predetermined value and the second predetermined value described above can be adjusted by the inclination angle of the inclined surface. At this time, the inclined surface of the second engaging portion is formed to have a larger inclination angle than the inclined surface of the first engaging portion, so that the second predetermined value is higher than the first predetermined value. Can be determined to be larger.
上記の締付工具では、一対のクラッチ部材の第2係合部の係合が解除された時に、モータの駆動を中止させるモータ制御手段が付加されていることが好ましい。
それにより、ネジ類の締付トルクが第2所定値に到達した時点で、モータの動作を中止させることができる。
In the above-described tightening tool, it is preferable that a motor control unit that stops driving of the motor when the engagement of the second engagement portions of the pair of clutch members is released is added.
Thereby, the operation of the motor can be stopped when the tightening torque of the screws reaches the second predetermined value.
モータ制御手段は、一対のクラッチ部材の係合が所定回数に亘って解除された時に、モータの駆動を中止させることが好ましい。
上記した締付工具では、ネジ類の締付トルクが第2所定値に到達するまでに、一対のクラッチ部材が複数回に亘って係合解除される。そのことから、一対のクラッチ部材が係合解除された回数を計数し、その回数が所定回数に到達した時点でモータの駆動を中止させることによって、ネジ類の締付トルクが規定されたトルクに到達した時点で、モータの動作を中止させることができる。
The motor control means preferably stops the driving of the motor when the engagement of the pair of clutch members is released for a predetermined number of times.
In the above-described tightening tool, the pair of clutch members are disengaged a plurality of times until the tightening torque of the screws reaches the second predetermined value. Therefore, the number of times the pair of clutch members are disengaged is counted, and when the number of times reaches a predetermined number, the motor driving is stopped, so that the tightening torque of the screws is set to the prescribed torque. When it reaches, the motor operation can be stopped.
本発明によると、締付工具がネジ類から受ける反力に抗して作業者が支持しやすい締付工具を具現化することができる。 According to the present invention, it is possible to embody a tightening tool that can be easily supported by an operator against a reaction force that the tightening tool receives from screws.
最初に、以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
(形態1) 締付工具は、第1クラッチ部材と第2クラッチ部材を備えている。第1クラッチ部材はモータ側に接続されており、第2クラッチ部材は工具側に接続されている。
(形態2) 第1クラッチ部材と第2クラッチ部材の一方には、第1係合部と第2係合部と第3係合部が設けられている。第1クラッチ部材と第2クラッチ部材の他方には、第1係合部と第2係合部と第3係合部に当接する当接部が設けられている。当接部は、第1クラッチ部材と第2クラッチ部材との相対回転位置に応じて、第1係合部と第2係合部と第3係合部のいずれかに当接する。
(形態3) 締付工具は、一対のクラッチ部材の係合が解除されたことを検出する手段を備えている。
First, the main features of the embodiments described below are listed.
(Mode 1) The tightening tool includes a first clutch member and a second clutch member. The first clutch member is connected to the motor side, and the second clutch member is connected to the tool side.
(Mode 2) One of the first clutch member and the second clutch member is provided with a first engagement portion, a second engagement portion, and a third engagement portion. The other of the first clutch member and the second clutch member is provided with a contact portion that contacts the first engagement portion, the second engagement portion, and the third engagement portion. The abutting portion abuts on any of the first engaging portion, the second engaging portion, and the third engaging portion in accordance with the relative rotational position of the first clutch member and the second clutch member.
(Mode 3) The tightening tool includes means for detecting that the engagement of the pair of clutch members has been released.
図1は、実施例1の電動ドライバ10の内部構成を示している。図1に示すように、電動ドライバ10は、ハウジング12と、ハウジングに内蔵されているモータ14と、ハウジング12に対して回転可能に支持されている工具チャック16と、ハウジング12に対して回転可能に支持されているスピンドル15と、モータ14の回転トルクをスピンドル15に伝達する減速機22およびクラッチ機構20を備えている。工具チャック16は、スピンドル15に対して固定されている。工具チャック16は、ネジ類(ボルト、ナット、スクリュウ等)に係合する工具(例えばドライバビット)18を着脱可能に構成されている。電動ドライバ10は、モータ14を回転させることによって、工具チャック16に装着されたドライバビット18を回転させる。
電動ドライバ10は、作業者が操作するトリガスイッチ24と、作業者に視認可能に設けられている表示ランプ26と、モータ14や表示ランプ26等の動作を制御する制御回路28と、電源となる電池パック(図9に示す)100を接続するためのコネクタ30を備えている。
FIG. 1 shows an internal configuration of the
The
図2は、電動ドライバ10の減速機22およびクラッチ機構20を拡大して示している。図2に示すように、減速機22は、第1太陽ギヤ32と、3つの第1衛星ギヤ34(一部は図示省略)と、内歯ギヤ36と、第2太陽ギヤ38と、3つの第2衛星ギヤ(一部は図示省略)40と、出力部材42を備えている。第1太陽ギヤ32は、モータ14の出力軸14aに固定されている。第1衛星ギヤ34は、第1太陽ギヤ32と内歯ギヤ36の両者に噛合しており、第1太陽ギヤ32の回転を受けて自転しながら第1太陽ギヤ32の周囲を公転する。第2太陽ギヤ38には、第1衛星ギヤ34の自転軸35が固定されており、第1衛星ギヤ34の公転運動に従動して回転するようになっている。第2衛星ギヤ40は、第2太陽ギヤ38と内歯ギヤ36の両者に噛合しており、第2太陽ギヤ38の回転を受けて自転しながら第2太陽ギヤ38の周囲を公転する。出力部材42には、第2衛星ギヤ40の自転軸41が固定されており、第2衛星ギヤ40の公転運動に従動して回転する。このように、減速機22は、2段階に設けられた遊星ギヤ構造を備えており、モータ14の回転運動を所定の減速比で減速し、出力部材42の回転運動に出力する。即ち、出力部材42の回転トルクは、モータ14の回転トルクに対して、その減速比の逆数倍に増幅される。
FIG. 2 shows an enlarged view of the
クラッチ機構20は、第1クラッチ部材56と、第2クラッチ部材58と、3つの当接球体64(一部図示省略)と、圧縮バネ62と、3つの接続球体63(一部図示省略)と、バネ拘束部材66と、調整部材68を備えている。
第1クラッチ部材56は、減速機22の出力部材42に固定されており、モータ14の回転に伴って出力部材42とともに回転する。一方、第2クラッチ部材58は、スピンドル15に設けられている。第2クラッチ部材58は、接続球体63を介してスピンドル15に接続されており、スピンドル15に対して相対回転不能に接続されているとともに、スピンドル15の軸方向には移動可能に支持されている。
第1クラッチ部材56には、第1対向面56aが形成されている。第2クラッチ部材58には、第2対向面58aが形成されている。第1クラッチ部材56の第1対向面56aと第2クラッチ部材58の第2対向面58aは、互いに対向している。当接球体64は、第1クラッチ部材56の第1対向面56aと第2クラッチ部材58の第2対向面58aとの間に介在している。圧縮バネ62は、第2クラッチ部材58を第1クラッチ部材56に向けて付勢している。第1クラッチ部材56と第2クラッチ部材58は、当接球体64を介して回転方向に関して係合する。第1クラッチ部材56と第2クラッチ部材58は、互いに係合することによってモータ14からのトルクをスピンドル15側へと伝達し、互いの係合を解除することによってモータ14からスピンドル15へのトルク伝達を遮断する。
バネ拘束部材66は、圧縮バネ62の反第2クラッチ部材58側の端部を拘束している。調整部材68は、スピンドル15の側面に螺合しており、回転することによってスピンドル15の軸方向に移動する。調整部材68がスピンドル15の軸方向に沿って移動することによって、バネ拘束部材66もスピンドル15の軸方向に沿って移動する。作業者は、調整部材68を回転させることによって、圧縮バネ62が第2クラッチ部材58を第1クラッチ部材56側へと押圧する押圧力を調整することができる。
The
The first
The first
The
図2に示すように、電動ドライバ10は、第2クラッチ部材58の移動に伴って移動する連動部材54と、連動部材54の移動に伴ってオン/オフする検出スイッチ52と、連動部材54を検出スイッチ52側に向けて付勢している付勢バネ60を備えている。第2クラッチ部材58が第1クラッチ部材56側に位置している状態では、連動部材54は付勢バネ60による付勢力を受けて検出スイッチ52側に位置している。このとき、検出スイッチ52はオン状態となる。即ち、第1クラッチ部材56と第2クラッチ部材58が係合している間、検出スイッチ52はオン状態となる。一方、第2クラッチ部材58が第1クラッチ部材56から離間する方向に移動すると、連動部材54も検出スイッチ52から離間する方向に移動する。このとき、検出スイッチ52はオフ状態となる。即ち、第1クラッチ部材56と第2クラッチ部材58の係合が解除されている状態では、検出スイッチ52はオフ状態となる。
As shown in FIG. 2, the
次に、第1クラッチ部材56の第1対向面56aと第2クラッチ部材58の第2対向面58aについて説明する。
図3は、第1対向面56a側からみた第1クラッチ部材56を示している。図3に示すように、第1クラッチ部材56の第1対向面56aには、当接球体64が遊嵌するための凹部57が3箇所に形成されている。凹部57は、略半球形状に形成されている。3箇所の凹部57は、周方向に沿って等間隔に配置されている。当接球体64は、第1クラッチ部材56の凹部57によって保持され、第1クラッチ部材56と略一体となって回転する。そのことから、当接球体64は第1クラッチ部材56の一部とみなすこともでき、第1クラッチ部材56と当接球体64を一体に形成するようにしてもよい。
図4は、第2対向面58a側からみた第2クラッチ部材58を示している。図5は、図4に示す円形切断線Vにおける断面を展開して示している。図4、図5に示すように、第2クラッチ部材58の第2対向面58aには、周方向に沿って伸びている溝部58bが形成されている。溝部58bは、第1クラッチ部材56の凹部57と対向する位置に設けられている。溝部58bには、第1係合突起部59aと第2係合突起部59bと第3係合突起部59cとを一組とする係合突起部群59a、59b、59cが3組形成されている。3組の係合突起部群59a、59b、59cは、周方向に沿って等間隔に配置されている。
図6は、一組の係合突起部群59a、59b、59cを拡大して示している。図6に示すように、一組の係合突起部群59a、59b、59cでは、第2クラッチ部材58に対して第1クラッチ部材56が相対回転する方向に沿って、第1係合突起部59a、第2係合突起部59b、第3係合突起部59cの順に配置されている。
各係合突起部59a、59b、59cには、当接斜面61a、61b、61cが形成されている。当接斜面61a、61b、61cには、第1クラッチ部材56がモータ14によって回転させられたときに、第1クラッチ部材56側に保持されている当接球体64が当接する。第1係合突起部59aでは、第1当接斜面61aが傾斜角度θ1で形成されている。第2係合突起部59bでは、第2当接斜面61bが傾斜角度θ2で形成されている。第3係合突起部59cでは、第3当接斜面61cが傾斜角度θ3で形成されている。そして、傾斜角度θ1、θ2、θ3の大小関係は、θ1<θ2<θ3となっている。
Next, the first opposing
FIG. 3 shows the first
FIG. 4 shows the second
FIG. 6 shows an enlarged view of the set of engaging
Contact
図7、図8を参照して、クラッチ機構20の動作について説明する。図7、図8は、第1クラッチ部材56と第2クラッチ部材58を周方向に展開して示している。図7に示すように、モータ14によって第1クラッチ部材56が回転させられると、第1クラッチ部材56の凹部57に遊嵌している当接球体64が、第2クラッチ部材58の第1係合突起部59aの第1当接斜面61aに当接する。当接球体64は第1係合突起部59aを乗り越えようとするが、圧縮バネ62による付勢力によって、当接球体64が第1係合突起部59aを乗り越えることが抑止される。第1クラッチ部材56と第2クラッチ部材58は回転方向に関して係合した状態となり、両者は一体となって回転する。それにより、モータ14の出力するトルクは、クラッチ機構20を介してスピンドル15へと伝達される。このとき、検出スイッチ52はオン状態となる。
一方、図8に示すように、スピンドル15に回転を規制するトルクを加えると、圧縮バネ62の付勢力に逆らって、当接球体64は第1係合突起部59aを乗り越える。このとき、第1クラッチ部材56と第2クラッチ部材58は回転方向に関して係合解除され、モータ14からスピンドル15へのトルク伝達が遮断される。即ち、電動ドライバ10によってネジを締付けたときに、その締付トルクが第1の所定値(例えばR1)に達すると、第1クラッチ部材56と第2クラッチ部材58間のトルク伝達が遮断される。このときの第1トルクR1は、主に、圧縮バネ62による付勢力と、第1当接斜面61aの傾斜角度θ1に応じて決まる。第1当接斜面61aの傾斜角度θ1が大きいほど、第1トルクR1は大きくなる。
The operation of the
On the other hand, as shown in FIG. 8, when a torque that restricts rotation is applied to the
当接球体64が第1係合突起部59aを乗り越えると、第1クラッチ部材56は第2クラッチ部材58に対して相対回転し、当接球体64は第2係合突起部59bの第2当接斜面61bに当接する。それにより、第1クラッチ部材56と第2クラッチ部材58は、回転方向に関して再び係合する。そして、ネジ類に加えている締付トルクが第2の所定値(例えばR2)となると、当接球体64は第2係合突起部59bを乗り越える。当接球体64が第2係合突起部59bを乗り越えることによって、第1クラッチ部材56と第2クラッチ部材58間のトルク伝達は再び遮断される。このときの第2トルクR2は、主に、圧縮バネ62による付勢力と、第2当接斜面61bの傾斜角度θ2に応じて決まる。第2当接斜面61bの傾斜角度θ2は、第1当接斜面61aの傾斜角度θ1よりも大きいことから、第2トルクR2は第1トルクR1よりも大きくなる。
When the abutting
当接球体64が第2係合突起部59bを乗り越えると、第1クラッチ部材56は第2クラッチ部材58に対して相対回転し、当接球体64が第3係合突起部59cの第3当接斜面61cに当接する。それにより、第1クラッチ部材56と第2クラッチ部材58は、回転方向に関して再び係合する。そして、ネジ類に加えている締付トルクが第3の所定値(例えばR3)となると、当接球体64は第3係合突起部59cを乗り越える。当接球体64が第3係合突起部59cを乗り越えることによって、第1クラッチ部材56と第2クラッチ部材58間のトルク伝達は再び遮断される。このときの第3トルクR3は、主に、圧縮バネ62による付勢力と、第3当接斜面61cの傾斜角度θ3に応じて決まる。第3当接斜面61cの傾斜角度θ3は、第2当接斜面61bの傾斜角度θ2よりも大きいことから、第3トルクR3は第2トルクR2よりも大きくなる。即ち、第1トルクR1<第2トルクR2<第3トルクR3の関係となっている。
当接球体64は、第3係合突起部59bcを乗り越えると、第1係合突起部59aの第1当接斜面61aに再び当接し、クラッチ機構20は図7に示す状態に戻る。
このように、クラッチ機構20では、ネジ類に加えているトルクが第1トルクR1となった時点で一時的にトルク伝達が遮断され、次いで、ネジ類に加えているトルクが第2トルクR2となった時点で一時的にトルク伝達が遮断され、次いで、ネジ類に加えている締付トルクが第3トルクR3となった時点でトルク伝達が遮断される。
When the abutting
When the
Thus, in the
図9は、電動ドライバ10の回路構成を模式的に示している。図9に示すように、電動ドライバ10では、コネクタ30に接続された電池パック100から、モータ14に電力が供給されるとともに、制御回路28に電力が供給される。モータ14をコネクタ30を介して電池パック100に接続する回路上には、半導体スイッチ80が介挿されている。半導体スイッチ80は、制御回路28から出力される駆動信号によって、オン状態とオフ状態が切換えられる。
制御回路28は、マイクロコンピュータや定電圧電源回路等を備えている。制御回路28には、トリガスイッチ24や検出スイッチ52や表示ランプ26が接続されている。制御回路28は、トリガスイッチ24の出力信号と、検出スイッチ52の出力信号に基づいて、半導体スイッチ80や表示ランプ26の動作を制御する。
FIG. 9 schematically shows a circuit configuration of the
The
図10は、電動ドライバ10の各部の動作を経時的に示すタイムチャートである。図10を参照して、制御回路28の動作等について説明する。図10中の(A)はトリガスイッチ24のオン/オフ状態を示している。(B)は半導体スイッチ80のオン/オフ状態を示している。(C)はドライバビット18がネジ類から受ける反力トルクを示している。ドライバビット18がネジ類から受ける反力トルクは、ドライバビット18がネジ類に加えているトルクに略等しい。(D)は検出スイッチ52のオン/オフ状態を示している。(E)は表示ランプ26のオン/オフ状態を示している。
先ず、作業者は、ドライバビット18をネジに係合させ、トリガスイッチ24をオン操作する。この時点を時刻t1とする。時刻t1においてトリガスイッチ24にオン操作が加えられると、制御回路28は半導体スイッチ80に駆動信号を出力し、半導体スイッチ80をオンさせる。半導体スイッチ80がオンすることによって、モータ14が電池パック100(詳しくは電池パックに内蔵されている電池)に電気的に接続され、モータ14が回転を開始する。クラッチ機構20では、第1クラッチ部材56側に保持されている当接球体64が、第2クラッチ部材58側に設けられている第1係合突起部59aの第1当接斜面61aに当接し、モータ14からのトルクがスピンドル15側へと伝達される。モータ14によってドライバビット18は回転させられることとなり、ネジ類は母材へとねじ込まれていく。なお、作業者がトリガスイッチ24のオン操作を中止すると、制御回路28は半導体スイッチ80へ駆動信号の出力を中止し、モータ14は停止する。ここでは、後述する時刻t5まで、作業者がトリガスイッチ24のオン操作を継続するものとする。
FIG. 10 is a time chart showing the operation of each part of the
First, the operator engages the
図10の(C)に示すように、ドライバビット18がネジ類から受ける反力トルクは、ネジの頭部が着座するまでは比較的に小さな値で推移し、ネジ類の頭部が着座した時点(図中のX)から急速に増大する。時刻t2において、ドライバビット18がネジから受ける反力トルク、即ち、ネジに加えている締付トルクが第1トルクR1に到達すると、当接球体64が第1係合突起部59aを乗り越え、第1クラッチ部材56と第2クラッチ部材58との間のトルク伝達が遮断される。第1係合突起部59aを乗り越えた当接球体64は、続いて第2係合突起部59bの第2当接斜面61bに当接する。それにより、第1クラッチ部材56と第2クラッチ部材58とは再び係合し、モータ14の出力するトルクがスピンドル15側へと伝達される。
時刻t3において、ドライバビット18がネジから受ける反力トルク、即ち、ネジの締付トルクが第2トルクR2に到達すると、当接球体64が第2係合突起部59bを乗り越え、第1クラッチ部材56と第2クラッチ部材58との間のトルク伝達が遮断される。第2係合突起部59bを乗り越えた当接球体64は、続いて第3係合突起部59cの第3当接斜面61cに当接する。それにより、第1クラッチ部材56と第2クラッチ部材58とは再び係合し、モータ14の出力するトルクがスピンドル15側へと伝達される。
時刻t4において、ドライバビット18がネジから受ける反力トルク、即ち、ネジの締付トルクが第3トルクR3に到達すると、当接球体64が第3係合突起部59cを乗り越え、第1クラッチ部材56と第2クラッチ部材58との間のトルク伝達が遮断される。
このように、クラッチ機構20では、ネジ類の締付トルクが第1トルクR1に達した時点と、ネジ類の締付トルクが第2トルクR2に達した時点と、ネジ類の締付トルクが第3トルクR3に達した時点の3回に亘って、トルク伝達が一時的に遮断される。電動ドライバ10がネジ類から受ける反力トルクは、ネジ類が着座した時点で突然に増大するが、先ずは第1トルクR1に制限されることで、作業者は締付工具を無理なく支持し続けることができる。電動ドライバ10がネジ類から受ける反力は、続いて第1トルクR1よりも大きい第2トルクR2まで増大するが、作業者はその増大を予期することができるので、作業者は締付工具を無理なく支持し続けることができる。そして、電動ドライバ10がネジ類から受ける反力は、続いて第2トルクR2よりも大きい第3トルクR3まで増大するが、作業者はその増大を予期することができるので、作業者は締付工具を無理なく支持し続けることができる。作業者は、ネジ類から受ける反力トルクに抗して、電動ドライバ10を無理なく支持し続けることができる。
As shown in FIG. 10C, the reaction force torque that the
At time t3, when the reaction torque received by the
When the reaction force torque that the
Thus, in the
図10の(D)に示すように、検出スイッチ52は、クラッチ機構20がトルク伝達を遮断する時点(時刻t2、t3、t4)において一時的にオフ状態となる。検出スイッチ52が1度目のオフ状態となった時点(時刻t2)は、ネジ類の締付トルクが第1トルクR1に到達した時点に対応する。検出スイッチ52が2度目のオフ状態となった時点(時刻t3)は、ネジ類の締付トルクが第2トルクR2に到達した時点に対応する。検出スイッチ52が3度目のオフ状態となった時点(時刻t4)は、ネジ類の締付トルクが第3トルクR3に到達した時点を示す。制御回路28は、検出スイッチ52がオフ状態となった回数を計数しており、検出スイッチ52が3度目のオフ状態となったときに、図10の(B)に示すように半導体スイッチ80をオフするとともに、図10(E)に示すように表示ランプをオンさせる。それにより、モータ14の回転が中止されるとともに、ネジの締付トルクが第3トルクR3に到達したことが作業者に報知される。作業者は、表示ランプ26の点灯を確認した後、トリガスイッチ24をオフ操作する(時刻t5)。制御回路28は、トリガスイッチ24のオフ操作を受けて、表示ランプ26を消灯する。以上により、締付工具10は、第3トルクR3に等しい締付トルクによってネジ類を締付けた後に、動作を終了する。先に説明したように、第3トルクR3の値は、調整部材68を操作することによって調整することができる。第3トルクR3の値を締付トルクの目標値に等しく設定しておくことによって、目標とする締付トルクによってネジを締付けることができる。また、第3トルクR3の値を調整することによって、第1トルクR2や第2トルクR2の値も併せて調整される。
なお、制御回路28がネジ類の締付けを完了したと判断する検出スイッチ52のオフ回数は、クラッチ機構20に設けられている係合突起部59a、59b、59cの種類数に対応している。そのことから、例えばクラッチ機構20に2種類の係合突起部に設けられている場合には、検出スイッチ52が2度目のオフ状態となった時点で、制御回路28がネジ類の締付けが完了したと判断することとなる。
As shown in FIG. 10D, the
Note that the number of times the
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、検出スイッチが、当接球体64が第3係合突起部59cを乗り越えたときのみを検出するようにしてもよい。この場合、例えば第3係合突起部59cの高さを、他の係合突起部59a、59bの高さと相違させ、当接球体64が第3係合突起部59cを乗り越えたときのみ、検出スイッチ52がオフするように構成することができる。
第1クラッチ部材56の第1対向面56aの構成と、第2クラッチ部材58の第2対向面56aの構成は、相互に反転させることができる。即ち、第1クラッチ部材56側に係合突起部59a、59b、59cを設け、第2クラッチ部材58側に当接球体64を保持させてもよい。当接球体64は、クラッチ部材56、58と一体に設けることもできる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
For example, the detection switch may detect only when the
The configuration of the first facing
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. The technology illustrated in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and achieving one of the objects itself has technical utility.
10・・電動ドライバ
12・・ハウジング
14・・モータ
15・・スピンドル
16・・工具チャック
18、・・ドライバビット(工具)
20・・クラッチ機構
22・・減速機
24・・トリガスイッチ
26・・表示ランプ
28・・制御回路
30・・コネクタ
52・・検出スイッチ
56・・第1クラッチ部材
57・・凹部
58・・第2クラッチ部材
58b・・溝部
59a、59b、59c・・係合突起部群
61a、61b、61c・・当接斜面
62・・圧縮バネ
63・・接続球体
64・・当接球体
10 ..
20,
Claims (3)
ネジ類に係合する工具と、
モータと工具との間に介装されており、互いに係合することによってモータからのトルクを工具へ伝達し、互いの係合を解除することによってモータから工具へのトルク伝達を遮断する一対のクラッチ部材と、
一対のクラッチ部材の少なくとも一方を他方に押圧する付勢手段とを備え、
一対のクラッチ部材には、少なくとも第1係合部と第2係合部が設けられており、
第1係合部は、工具に加えられているトルクが第1所定値未満のときには一対のクラッチ部材の係合を維持し、工具に加えられているトルクが第1所定値以上となると一対のクラッチ部材の係合を解除し、
第2係合部は、工具に加えられているトルクが第1所定値よりも大きい第2所定値未満のときには一対のクラッチ部材の係合を維持し、工具に加えられているトルクが第2所定値以上となると一対のクラッチ部材の係合を解除し、
一対のクラッチ部材は、第1係合部の係合が解除された後に、第2係合部が係合することを特徴とする締付工具。 A motor,
A tool that engages with screws,
A pair of motors are interposed between the tool and transmit torque from the motor to the tool by engaging with each other, and cut off torque transmission from the motor to the tool by disengaging each other. A clutch member;
Urging means for pressing at least one of the pair of clutch members against the other,
The pair of clutch members are provided with at least a first engagement portion and a second engagement portion,
The first engagement portion maintains the engagement of the pair of clutch members when the torque applied to the tool is less than a first predetermined value, and the pair of clutch members when the torque applied to the tool is equal to or greater than the first predetermined value. Disengage the clutch member,
The second engagement portion maintains the engagement of the pair of clutch members when the torque applied to the tool is less than a second predetermined value that is greater than the first predetermined value, and the torque applied to the tool is the second. When a predetermined value or more is reached, the engagement of the pair of clutch members is released,
The pair of clutch members is a tightening tool in which the second engaging portion is engaged after the engagement of the first engaging portion is released.
第1係合部の傾斜面よりも、第2係合部の傾斜面のほうが、傾斜角度が大きいことを特徴とする請求項1の締付工具。 Each of the first engaging portion and the second engaging portion is formed with an inclined surface that comes into contact with the other clutch member,
2. The tightening tool according to claim 1, wherein the inclined surface of the second engaging portion has a larger inclination angle than the inclined surface of the first engaging portion.
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