專利名稱：沖擊旋轉(zhuǎn)工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種螺栓或者螺母等螺旋類的緊固或松開操作所使用的沖擊扳手或者沖擊螺絲刀那樣的沖擊旋轉(zhuǎn)工具。
背景技術(shù)：
對于沖擊旋轉(zhuǎn)工具，理想的，在螺栓或者螺母等被緊固部件的緊固時，如果緊固扭矩達(dá)到設(shè)定值，就停止驅(qū)動源來停止緊固操作。但是，如果測量實際的緊固扭矩，在精確度上最好的工具需要在最終輸出軸設(shè)計扭矩測量部，這具有成本的問題，而且裝置大型化，在使用方便方面產(chǎn)生問題，所以利用各種方法來進(jìn)行緊固扭矩的推定，基于該推定值來對緊固扭矩進(jìn)行限制，但在沖擊旋轉(zhuǎn)工具中，通常作為驅(qū)動源的電機(jī)以最高旋轉(zhuǎn)速度來旋轉(zhuǎn)，緊固扭矩的設(shè)定也以這一點為前提。為此，沖擊旋轉(zhuǎn)工具適合于大負(fù)荷的操作，而在用于小負(fù)荷操作的情況下，既使將緊固扭矩設(shè)定為最低，但例如幾次打擊螺絲就破壞了，或產(chǎn)生過緊，所以，不能用于例如內(nèi)裝操作那樣的重視完成精度的操作。
另外，若每次推定緊固扭矩來進(jìn)行扭矩限制時，如沖擊打擊的打擊次數(shù)達(dá)到預(yù)定的次數(shù)就停止驅(qū)動源，或者從檢測到支承后的打擊次數(shù)值來計算扭矩斜度，計算需要的打擊數(shù)，如果達(dá)到該打擊數(shù)就停止的工具，則能夠進(jìn)行簡單的停止控制，但與實際的緊固扭矩的差變大，不夠緊固，或者過緊導(dǎo)致部件破壞，這樣的情況較多。
還提出了測量緊固的被緊固部件的旋轉(zhuǎn)角，如果每次打擊的旋轉(zhuǎn)角達(dá)到規(guī)定角度以下就停止。由于每次打擊的被緊固部件的旋轉(zhuǎn)角與緊固扭矩大致成反比，所以原理上由緊固扭矩來控制，但具有這樣的問題，在使用了由電池電源來用作動作的驅(qū)動源的工具中，因電池電壓降低該緊固扭矩就產(chǎn)生大的變化，另外，大大地受到緊固螺絲的對象部件硬或軟的影響。
此外，在特開2000-354976號公報(專利文獻(xiàn)1)中公開了下述內(nèi)容，進(jìn)行打擊能量的檢測和被緊固部件的每次打擊的旋轉(zhuǎn)角的檢測，由這兩者的計算求出的緊固扭矩如果達(dá)到設(shè)定值以上，就停止驅(qū)動源，此外這里還表示了下述內(nèi)容，根據(jù)打擊輸出軸后的瞬間的輸出軸旋轉(zhuǎn)速度和剛剛打擊后的驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)速度來進(jìn)行打擊能量的計算。但是，在這里所表示的內(nèi)容中，以打擊的瞬間的速度為基礎(chǔ)來檢測打擊能量，所以，如果沒有高分解能力的檢測部和能夠高速運(yùn)算的運(yùn)算部，就不能求出打擊能量，其如論如何都是價格昂貴的部件。
專利文獻(xiàn)1為日本專利申請?zhí)亻_2000-354976號公報。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有問題作出，其目的在于提供一種在重視完成精度那樣的作業(yè)中也能夠沒有問題地使用的沖擊旋轉(zhuǎn)工具，并且提供一種沖擊旋轉(zhuǎn)工具，對于寬范圍的緊固扭矩的設(shè)定，能夠總是以低成本來進(jìn)行合適的扭矩控制。
為了解決上述問題，本發(fā)明的一種沖擊旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部通過驅(qū)動軸來旋轉(zhuǎn)錘；輸出軸，該輸出軸通過錘的打擊而被施加旋轉(zhuǎn)力；扭矩設(shè)定部，該扭矩設(shè)定部用于設(shè)定緊固扭矩；運(yùn)算部，該運(yùn)算部根據(jù)打擊動作來計算出緊固扭矩；旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部，該旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部改變旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)速度；控制部，該控制部以由旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部設(shè)定的旋轉(zhuǎn)速度使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部旋轉(zhuǎn)，同時在由所述運(yùn)算部計算出的緊固扭矩達(dá)到由扭矩設(shè)定部預(yù)先設(shè)定的緊固扭矩值或者緊固扭矩值以上時使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部停止。
如上所述的沖擊旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，具有旋轉(zhuǎn)速度檢出部，該旋轉(zhuǎn)速度檢出部根據(jù)驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)角來檢測出其旋轉(zhuǎn)速度；打擊檢出部，該打擊檢出部檢測出基于錘的對輸出軸的打擊；打擊間旋轉(zhuǎn)角檢出部，該打擊間旋轉(zhuǎn)角檢出部檢測出從打擊檢出部檢測出上次打擊起到檢測出下一次打擊止的期間的輸出軸的旋轉(zhuǎn)角，所述運(yùn)算部通過將根據(jù)由所述打擊間旋轉(zhuǎn)角檢出部和旋轉(zhuǎn)速度檢出部檢測出的所述打擊間的平均旋轉(zhuǎn)速度計算出的打擊能量，除以由所述打擊間旋轉(zhuǎn)角檢出部檢測出的打擊間旋轉(zhuǎn)角，從而計算出緊固扭矩。從不必要進(jìn)行高速運(yùn)算的打擊間的平均旋轉(zhuǎn)速度來計算打擊能量，隨之能夠以廉價的微型計算機(jī)來實現(xiàn)用所設(shè)定的扭矩停止用的緊固扭矩的推定，同時，既使改變旋轉(zhuǎn)速度也能夠計算合適的緊固扭矩。
理想的，所述控制部在由扭矩設(shè)定部設(shè)定的扭矩值小時，以比由旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部設(shè)定的旋轉(zhuǎn)速度低的旋轉(zhuǎn)速度來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部。在設(shè)定扭矩小時，自動地將速度較低地設(shè)定，所以在高負(fù)荷作業(yè)后進(jìn)行低負(fù)荷作業(yè)的情況下，僅通過降低設(shè)定扭矩就設(shè)定為低速度，提高了完成的精度，此外，不必一一改變速度的設(shè)定，能夠降低由于忘記設(shè)定速度所導(dǎo)致的作業(yè)失誤。而且，基本上低扭矩作業(yè)的情況適于低速的作業(yè)，所以不能高速應(yīng)該不成為問題。
此時，理想的，如果由扭矩設(shè)定部設(shè)定的扭矩值最小，就以比由旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部設(shè)定的最低旋轉(zhuǎn)速度還低的旋轉(zhuǎn)速度來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部。由于旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部的設(shè)定數(shù)變多，使用方便性差，同時成本也變高，所以最好抑制為必要的最小限度，但如果扭矩設(shè)定部設(shè)定為最小扭矩值，設(shè)定為比旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部可能夠設(shè)定的最低速度還低的旋轉(zhuǎn)速度，在石膏板等的內(nèi)裝作業(yè)中，特別是底材柔軟的需要低速低打擊力的情況那樣的特別輕的作業(yè)中，也能夠不提高成本地實現(xiàn)完成精度高的作業(yè)。
而且，理想的，控制部在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的驅(qū)動時沒有從旋轉(zhuǎn)速度檢出部檢測出旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)時，判斷為異常而使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部停止。成為這樣的構(gòu)造，既使沖擊旋轉(zhuǎn)工具基本上為高負(fù)荷，也不發(fā)生電機(jī)鎖定，但在驅(qū)動軸中混入異物，或引起燒毀的情況下，為電機(jī)鎖定的狀態(tài)，有在電機(jī)中持續(xù)流過高電流，引起發(fā)火發(fā)煙的情況，而通過旋轉(zhuǎn)速度檢出部檢測到電機(jī)鎖定狀態(tài)，從而能夠識別發(fā)生異常。
此時，理想的，控制部在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的驅(qū)動時由旋轉(zhuǎn)速度檢出部檢測出的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)速度沒有達(dá)到規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度時，無論由旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部設(shè)定的旋轉(zhuǎn)速度如何，都暫時以最大旋轉(zhuǎn)速度來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部。如果低速旋轉(zhuǎn)時施加高負(fù)荷，暫時不從砧座卸下錘，而會發(fā)生電機(jī)鎖定狀態(tài)，但如果加速旋轉(zhuǎn)速度會消除，這樣的事情通過提高到最大速度來開始打擊，從而能夠避免誤檢測為異常。
此外，如果具有加緊動作模式，該加緊動作模式是在通過打擊間旋轉(zhuǎn)角檢出部得到的輸出軸旋轉(zhuǎn)角的從打擊開始時刻起的累積值達(dá)到了規(guī)定值時，使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部停止，則能夠適用于螺緊作業(yè)中在稍微浮起的狀態(tài)下停止的情況等想盡可能少的加緊的情況，提高了作業(yè)性。
理想的，在該加緊模式中，控制部在通過打擊間旋轉(zhuǎn)角檢出部得到的輸出軸旋轉(zhuǎn)角的打擊開始時刻起的累積值，在規(guī)定的打擊數(shù)的期間沒有達(dá)到比所述規(guī)定值小的第二規(guī)定值時，使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部停止。在將螺栓緊固到螺母情況下的加緊的作業(yè)中，如果以累積旋轉(zhuǎn)角來控制，就不會達(dá)到規(guī)定值，如果為此總是進(jìn)行加緊，螺栓還破損，但是，由于在規(guī)定的打擊數(shù)下沒有旋轉(zhuǎn)的情況下使其停止了，所以也能夠適用于螺栓螺母的加緊的作業(yè)。
本發(fā)明中，由于能夠設(shè)定旋轉(zhuǎn)速度，對于需要高速高打擊力的木工作業(yè)和需要低速低打擊力的石膏板等的內(nèi)裝作業(yè)等，能夠進(jìn)行最適合于作業(yè)內(nèi)容的速度設(shè)定，特別是內(nèi)裝作業(yè)中，由于重視完成的精度，所以通過在設(shè)定為低速低打擊力之外，進(jìn)行與底材的硬度對應(yīng)的扭矩的設(shè)定，由此能夠?qū)崿F(xiàn)完成精度的提高。


圖1是本發(fā)明的實施方式的一個例子的沖擊旋轉(zhuǎn)工具的方框圖。
圖2是同上工具的扭矩設(shè)定部的一個例子的正面圖。
圖3是同上工具的扭矩設(shè)定部和旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部和動作模式設(shè)定部的一個例子的正面圖。
圖4是同上工具的動作的說明圖。
圖5是同上工具的其它例子的動作說明圖。
圖6是表示同上工具的旋轉(zhuǎn)速度和扭矩設(shè)定值的相關(guān)性的說明圖。
具體實施例方式
下面，基于附圖所示的實施方式來說明本發(fā)明。圖1表示沖擊旋轉(zhuǎn)工具的構(gòu)成。沖擊旋轉(zhuǎn)工具具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，其包括作為驅(qū)動源的電機(jī)1。該電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)通過具有規(guī)定減速比的減速機(jī)傳到驅(qū)動軸11。通過凸輪機(jī)構(gòu)(未圖示)將錘2安裝到驅(qū)動軸11上，同時，該錘2通過彈簧12向輸出軸3側(cè)賦勢。
輸出軸3包括具有在所述錘2和旋轉(zhuǎn)方向上嚙合的嚙合部的砧座30，在輸出軸3上沒有負(fù)荷時，錘2和輸出軸3一體地旋轉(zhuǎn)，而在輸出軸3上具有規(guī)定值以上的負(fù)荷時，錘2對抗彈簧12而后退，在解除與砧座30的嚙合的下一點，錘2一邊旋轉(zhuǎn)一邊前進(jìn)，對砧座30(輸出軸3)給予旋轉(zhuǎn)方向的打擊沖擊，旋轉(zhuǎn)輸出軸3。
在該沖擊旋轉(zhuǎn)工具中，這里，作為能夠通過作業(yè)者改變設(shè)定的設(shè)定改變部，設(shè)置扭矩設(shè)定部80，用于設(shè)定緊固扭矩；旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部81，對旋轉(zhuǎn)速度給予限制；動作模式設(shè)定部82，用于切換通常模式和加緊模式。
圖2表示扭矩設(shè)定部80的一個例子，使得在旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)盤中能夠切換從1到9的9個等級和設(shè)定扭矩?zé)o限大的“段”位置。圖3表示扭矩設(shè)定部80的其它例子，這里，通過以19個等級顯示來進(jìn)行的7段型發(fā)光顯示部LED1、正開關(guān)Swa和負(fù)開關(guān)SWb構(gòu)成設(shè)定扭矩，如果通過開關(guān)操作來增減設(shè)定值顯示用的發(fā)光顯示部LED1的數(shù)值，就能夠切換緊固扭矩。而且，設(shè)定扭矩?zé)o限大的“段”由“F”來表示。在小彈簧或者柔軟部件的情況下，由于緊固扭矩小，所以減小緊固設(shè)定扭矩，在大彈簧或者硬部件的情況下，由于緊固扭矩大，所以加大緊固設(shè)定扭矩，從而能夠?qū)?yīng)于作業(yè)以合適的緊固扭矩來進(jìn)行螺旋緊固。
在扭矩設(shè)定部80為圖2所示的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤式的情況下，旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部81能夠由同樣的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤開關(guān)或者滑動開關(guān)所構(gòu)成，但在圖3所示的例子中，由顯示3個等級的3個設(shè)定速度顯示用發(fā)光顯示部LED2、和旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定開關(guān)SWc所構(gòu)成，如果通過開關(guān)操作來增減設(shè)定速度顯示用的發(fā)光顯示部LED2的點燈數(shù)，能夠切換設(shè)定速度。
此外，動作模式設(shè)定部82在所述圖3所示的例子中，由動作模式顯示用的發(fā)光顯示部LED3、動作模式設(shè)定開關(guān)SWd所構(gòu)成，通過開關(guān)操作，在動作模式顯示用的發(fā)光顯示部LED3的點燈下設(shè)定為加緊模式、在熄燈下設(shè)定為通常設(shè)定扭矩模式。
而且，在上述電機(jī)1上設(shè)置旋轉(zhuǎn)傳感器5。檢測電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)傳感器5，能夠由在電機(jī)軸上固定磁化圓盤而通過檢測線圈來檢測旋轉(zhuǎn)的頻率發(fā)生器、將磁化的圓盤固定在電機(jī)軸上，由霍爾IC檢測的磁式的旋轉(zhuǎn)編碼器，或者將形成縫隙的圓盤固定在電機(jī)軸上，由光電耦合來檢測縫隙的光學(xué)式的旋轉(zhuǎn)編碼器等所構(gòu)成。該輸出通過波形整形電路50波形整形為與電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)速度對應(yīng)的脈沖寬度的信號，發(fā)送給打擊檢出部4和(輸出側(cè))旋轉(zhuǎn)角檢出部60和(輸入側(cè))旋轉(zhuǎn)速度檢出部61。
由于打擊檢出部4檢測錘2進(jìn)行的輸出軸3(砧座30)的打擊，所以因在發(fā)生打擊時的負(fù)載變動，電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)速度降低若干時，利用旋轉(zhuǎn)傳感器5的輸出脈沖寬度變長若干來檢測打擊，除此之外，也可以通過由麥克風(fēng)40獲取的從打擊聲來檢測打擊，或使用加速度傳感器也可以。
運(yùn)算部6，根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)角檢出部60和旋轉(zhuǎn)速度檢出部61的輸出推定現(xiàn)在的緊固扭矩，在緊固判定部7比較由扭矩設(shè)定部80設(shè)定的扭矩和現(xiàn)在的緊固扭矩的推定值，在后者超過前者的扭矩的時刻，向控制部9輸出電機(jī)1的停止指令，控制部9通過電機(jī)控制電路90停止電機(jī)1。圖中T是觸發(fā)開關(guān)，V是作為電源的充電電池。
這里，輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)角檢出部60不能直接檢測輸出軸3(砧座30)的打擊間旋轉(zhuǎn)角Δr，從能夠由旋轉(zhuǎn)傳感器5的輸出得到的驅(qū)動軸11的旋轉(zhuǎn)角(旋轉(zhuǎn)角)ΔRM利用運(yùn)算求出打擊和打擊間的輸出軸3的旋轉(zhuǎn)角。即，如果將從電機(jī)1到輸出軸3的減速比設(shè)為K，將錘2的空轉(zhuǎn)角設(shè)為RI(如果錘2相對砧座3每旋轉(zhuǎn)一周能夠嚙合兩次就是2π/2，如果每旋轉(zhuǎn)一周能夠嚙合三次就是2π/3)，那么打擊間旋轉(zhuǎn)角Δr能夠由下面求出Δr＝(ΔRM/K)-RI而且，在將輸出軸3(砧座30)的慣性動量設(shè)為J，將打擊間的輸入側(cè)平均旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為ω，將用于換算為打擊能量的系數(shù)設(shè)為C1時，運(yùn)算部6利用下式計算緊固扭矩TT＝(J×C1×ω2)/2×Δr打擊間輸入側(cè)平均旋轉(zhuǎn)速度ω能夠作為將打擊間的旋轉(zhuǎn)傳感器5的輸出脈沖數(shù)除以打擊間時間的值來求出。
因此在本例子中，可理解，可以僅通過測量打擊和打擊之間的時間和計數(shù)旋轉(zhuǎn)傳感器5的輸出脈沖數(shù)能夠進(jìn)行扭矩控制，既使不使用能夠高速運(yùn)算的部件，也可僅利用具有定時器和計數(shù)器的標(biāo)準(zhǔn)的單片微型計算機(jī)就能夠進(jìn)行扭矩控制。
圖5表示將緊固扭矩設(shè)定為“5”時的動作，橫軸表示打擊數(shù)，縱軸表示推定扭矩。用于該推定扭矩包含相當(dāng)大的偏差，所以理想的通過多次打擊的移動平均來計算。如果開始打擊，一邊進(jìn)行若干扭矩變動，一邊慢慢地提高扭矩，如果緊固扭矩推定值超過相當(dāng)于設(shè)定扭矩“5”的扭矩值(P點)，停止電機(jī)1。
如圖6所示那樣，由扭矩設(shè)定部80設(shè)定為多個等級的緊固扭矩可以不是等間隔的，可以隨著設(shè)定值的變大而加寬其間隔。設(shè)定扭矩小的部分間隔窄，在微小的螺旋緊固中能夠進(jìn)行微調(diào)整，設(shè)定扭矩大的部分間隔大，在大的螺旋緊固中能夠以粗的設(shè)定來作業(yè)。
但是，原來的打擊能量是錘2與砧座30沖突的瞬間的錘能量，所以為了正確地求出打擊能量，需要計測打擊的瞬間的錘的速度，但是象前面所述那樣，在錘2前后移動的同時，由于沖擊力運(yùn)動，在該部分上設(shè)置旋轉(zhuǎn)編碼器等是非常困難的，因此基于輸入側(cè)平均速度來計算打擊能量，但由于打擊機(jī)構(gòu)經(jīng)過了彈簧，所以是非常復(fù)雜的，若單純地使用輸入側(cè)平均旋轉(zhuǎn)速度ω、即使作為所述系數(shù)C1使用試驗求出的適當(dāng)?shù)闹担陔姵仉妷航档?、電機(jī)速度變?yōu)榈退俚那闆r下，或者觸發(fā)器T操作進(jìn)行的在主軸控制器區(qū)域動作的情況下，會產(chǎn)生各種誤差。
為此，理想的，對于電機(jī)1的(輸入側(cè))的旋轉(zhuǎn)速度變化的情況中，代替由平均旋轉(zhuǎn)速度ω運(yùn)算打擊能量時的所述系數(shù)C1，使用用了平均旋轉(zhuǎn)速度ω的修正函數(shù)F(ω)的下面的公式T＝(J×F(ω)×ω2)/2×Δr來進(jìn)行緊固扭矩的推定。該函數(shù)F(ω)由打擊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生，使用實際的工具來試驗求出，例如，在平均旋轉(zhuǎn)速度ω小的情況下是變大的函數(shù)。對應(yīng)于輸入側(cè)平均旋轉(zhuǎn)速度來進(jìn)行該函數(shù)F(ω)進(jìn)行的修正，由此能夠提高緊固扭矩的推定精度，能夠進(jìn)行更正確的螺旋緊固。
另外，在旋轉(zhuǎn)角傳感器5的分解能力是24脈沖/轉(zhuǎn)、減速比值K是8、錘2相對于砧座3每旋轉(zhuǎn)一次能夠嚙合兩次的情況下，一次打擊輸出軸3不完全旋轉(zhuǎn)的情況下的打擊間脈沖數(shù)為(1/2)×8×24＝96脈沖。而在通過打擊該輸出軸3旋轉(zhuǎn)90度的情況下，為((1/2)+(1/4))×8×24＝144脈沖。這變成，在打擊間的旋轉(zhuǎn)傳感器5的輸出脈沖數(shù)是144脈沖的情況下，根據(jù)144-96＝48脈沖，輸出軸3旋轉(zhuǎn)了90度。順便說一下，如果螺紋的旋轉(zhuǎn)角是Δr，與此相當(dāng)?shù)妮敵雒}沖數(shù)在1.875度是1脈沖，在3.75度是2脈沖，在5.625度是3脈沖，在7.5度是4脈沖，在45度是24脈沖，在90度是48脈沖。
現(xiàn)在，如果考慮緊固扭矩非常大的情況，在輸出軸3的旋轉(zhuǎn)角是3度的情況下，輸出脈沖數(shù)是1或者2，而推定扭矩由前述公式計算出，所以將輸出脈沖數(shù)檢測為1的情況下的推定扭矩表示檢測為2的情況下的推定扭矩的2倍的值。即，在高扭矩的情況下，對推定扭矩產(chǎn)生大的誤差，發(fā)生錯誤停止這樣的不匹配。不言而喻，如果用具有非常高的分解能力的工具來檢測旋轉(zhuǎn)角，就沒有上述問題，但這會導(dǎo)致高成本。
為此，這里，不是從旋轉(zhuǎn)傳感器5的打擊間輸出脈沖數(shù)減去錘2的旋轉(zhuǎn)程度的脈沖數(shù)(在上述例子中是96)來計算螺旋旋轉(zhuǎn)角(輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)角)，而進(jìn)行偏移，減去95或者94這樣的不到96的數(shù)字。在94的情況下，輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)角為3度的情況下的檢測脈沖數(shù)是3或者4，這種情況下，檢測為3的情況下的推定扭矩是檢測為4的情況下的推定扭矩的大約1.3倍。與沒有偏移的情況相比，減少了誤差。而且，不言而喻，此時，對上述扭矩推定式的分子進(jìn)行2或者3倍這樣的修正。由上述偏移導(dǎo)致的誤差在輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)角大的情況下，例如相對于90度的情況下沒有偏移的為48脈沖，有偏移是50脈沖，誤差為能夠忽略的水平。
這里，由扭矩設(shè)定部80設(shè)定的緊固扭矩值和該扭矩值形成的緊固扭矩的限制，如果象前述那樣是通常的，是以電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)速度總是最大為前提的，而這里，使得電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)速度不超過由旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部81所設(shè)定的旋轉(zhuǎn)速度。為此，在能夠利用旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部81將旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定為高、中、低3個等級的情況下，如圖6所示，使得能夠?qū)τ诟鱾€旋轉(zhuǎn)速度的每種設(shè)定緊固扭矩值。而且，根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度每單位時間的打擊數(shù)變化，所以也可以是改變每單位時間的打擊數(shù)的構(gòu)成。
但是，如圖6所示那樣，在扭矩設(shè)定部80所設(shè)定的扭矩值小時，旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部81限制為比通常設(shè)定的旋轉(zhuǎn)速度還低的旋轉(zhuǎn)速度。在旋轉(zhuǎn)速度高的情況下，如果將設(shè)定扭矩設(shè)為4以下，可逐步抑制速度，在將設(shè)定扭矩設(shè)為1時，可設(shè)定比由旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部81所設(shè)置的低旋轉(zhuǎn)速度還低的旋轉(zhuǎn)速度。
由于沖擊旋轉(zhuǎn)工具以由打擊導(dǎo)致的高扭矩來進(jìn)行螺旋緊固，具有作業(yè)快速的特征，相反的，對于扭矩小的作業(yè)，功率過大，幾次打擊螺旋就破壞了，或者導(dǎo)致部件破壞，但是象上述那樣，通過旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部81所進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)速度的限制，或者將減小緊固扭矩設(shè)定時的最高速度抑制為較低，減少打擊能量，為此，能夠進(jìn)行細(xì)致的作業(yè)。但是由于不發(fā)生打擊就不能進(jìn)行緊固扭矩的推定，所以最低旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為必須發(fā)生打擊的旋轉(zhuǎn)速度以上。
此外，盡管旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，但在規(guī)定時間、例如幾秒鐘不能從旋轉(zhuǎn)速度檢出部61檢測旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)信號的情況下，判斷為異常，停止旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)，同時報告異常。作為該情況的異?？紤]為，向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部混入了何種異物，或者由于燒毀，盡管驅(qū)動電機(jī)1但不旋轉(zhuǎn)的電機(jī)鎖定狀態(tài)，或者電機(jī)或旋轉(zhuǎn)傳感器5斷線的情況。特別是考慮到前者的情況為發(fā)火、發(fā)煙等危險狀態(tài)，后者的情況不能進(jìn)行原來的扭矩控制。
不過在旋轉(zhuǎn)速度慢且負(fù)荷大的情況，既使功能正常，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部也不旋轉(zhuǎn)，所以，在不能檢測旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)信號的情況下，暫時以最大速度來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，僅在既使這樣也不能檢測到旋轉(zhuǎn)信號的情況下，判斷為異常，停止旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)，同時報告異常在防止誤動作的方面較好。
加緊模式用于在通常的設(shè)定扭矩模式進(jìn)行螺旋緊固作業(yè)時，在支承之前稍微差一點而停止了的情況等那樣的想稍微緊固的情況，所以，在設(shè)為加緊模式時，從該模式的打擊開始時刻運(yùn)算旋轉(zhuǎn)角的累積值，在該累積值設(shè)為規(guī)定值以上時，停止電機(jī)1。作為上述設(shè)定值，1/2～1轉(zhuǎn)程度是合適的，但也可以根據(jù)由扭矩設(shè)定部80所設(shè)定的設(shè)定扭矩值來變化。例如設(shè)定扭矩值小的情況下，由于重視支承精度或者完成情況，減少規(guī)定值，在設(shè)定扭矩值大的情況下，由于重視作業(yè)速度，所以加大規(guī)定值。
此外，在加緊模式中，在將螺栓緊固到螺母的情況或者擰到鐵板上的情況下，既使在設(shè)定扭矩模式下緊固后進(jìn)行加緊，也基本上不旋轉(zhuǎn)，所以旋轉(zhuǎn)角的累積值達(dá)不到規(guī)定值，會產(chǎn)生螺栓的破損或者螺絲剝落的危險。為此，在數(shù)次打擊程度的規(guī)定打擊數(shù)期間沒有達(dá)到比所述規(guī)定值還小的第二規(guī)定值的情況下，停止電機(jī)1。該第二規(guī)定值，設(shè)定為比在螺旋緊固情況下所考慮的最小旋轉(zhuǎn)角的累積值還小。
權(quán)利要求
1.一種沖擊旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部通過驅(qū)動軸來旋轉(zhuǎn)錘；輸出軸，該輸出軸通過錘的打擊而被施加旋轉(zhuǎn)力；扭矩設(shè)定部，該扭矩設(shè)定部用于設(shè)定緊固扭矩；運(yùn)算部，該運(yùn)算部根據(jù)打擊動作來計算出緊固扭矩；旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部，該旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部改變旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)速度；控制部，該控制部以由旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部設(shè)定的旋轉(zhuǎn)速度使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部旋轉(zhuǎn)，同時在由所述運(yùn)算部計算出的緊固扭矩達(dá)到由扭矩設(shè)定部預(yù)先設(shè)定的緊固扭矩值或者緊固扭矩值以上時使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部停止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，具有旋轉(zhuǎn)速度檢出部，該旋轉(zhuǎn)速度檢出部根據(jù)驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)角來檢測出其旋轉(zhuǎn)速度；打擊檢出部，該打擊檢出部檢測出基于錘的對輸出軸的打擊；打擊間旋轉(zhuǎn)角檢出部，該打擊間旋轉(zhuǎn)角檢出部檢測出從打擊檢出部檢測出上次打擊起到檢測出下一次打擊止的期間的輸出軸的旋轉(zhuǎn)角，所述運(yùn)算部通過將根據(jù)由所述打擊間旋轉(zhuǎn)角檢出部和旋轉(zhuǎn)速度檢出部檢測出的所述打擊間的平均旋轉(zhuǎn)速度計算出的打擊能量，除以由所述打擊間旋轉(zhuǎn)角檢出部檢測出的打擊間旋轉(zhuǎn)角，從而計算出緊固扭矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的沖擊旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，控制部在由扭矩設(shè)定部設(shè)定的扭矩值小時，以比由旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部設(shè)定的旋轉(zhuǎn)速度低的旋轉(zhuǎn)速度來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的沖擊旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，控制部在由扭矩設(shè)定部設(shè)定的扭矩值最小時，以比由旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部設(shè)定的最低旋轉(zhuǎn)速度還低的旋轉(zhuǎn)速度來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的沖擊旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，控制部在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的驅(qū)動時沒有從旋轉(zhuǎn)速度檢出部檢測出旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)時，判斷為異常而使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部停止。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的沖擊旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，控制部在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的驅(qū)動時由旋轉(zhuǎn)速度檢出部檢測出的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)速度沒有達(dá)到規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度時，無論由旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部設(shè)定的旋轉(zhuǎn)速度如何，都暫時以最大旋轉(zhuǎn)速度來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的沖擊旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，具有加緊動作模式，該加緊動作模式是控制部在通過打擊間旋轉(zhuǎn)角檢出部得到的輸出軸旋轉(zhuǎn)角的從打擊開始時刻起的累積值達(dá)到了規(guī)定值時，使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部停止。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的沖擊旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，控制部在加緊模式中，在通過打擊間旋轉(zhuǎn)角檢出部得到的輸出軸旋轉(zhuǎn)角的打擊開始時刻起的累積值，在規(guī)定的打擊數(shù)的期間沒有達(dá)到比所述規(guī)定值小的第二規(guī)定值時，使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部停止。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種沖擊旋轉(zhuǎn)工具，對于重視完成精度那樣的作業(yè)也能夠沒有問題地使用。其具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，通過驅(qū)動軸(11)來旋轉(zhuǎn)錘(2)；輸出軸(3)，利用由錘(2)進(jìn)行的打擊來施加旋轉(zhuǎn)力；緊固扭矩設(shè)定用的扭矩設(shè)定部(80)；運(yùn)算部(6)，根據(jù)打擊動作來計算緊固扭矩；旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部(81)，改變旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)速度；控制部(9)，在以由旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部(81)所設(shè)定的旋轉(zhuǎn)速度來旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的同時，在由運(yùn)算部(6)所算出的緊固扭矩為由扭矩設(shè)定部(80)所預(yù)先設(shè)定的緊固扭矩值以上時，停止旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部。使得可以在扭矩控制時能夠設(shè)定旋轉(zhuǎn)速度。
文檔編號B25B21/02GK1695898SQ20051006880
公開日2005年11月16日 申請日期2005年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月12日
發(fā)明者才之本良典, 松本多津彥, 有村直, 大橋敏治, 清水秀規(guī), 澤野史明 申請人:松下電工株式會社