(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータの出力軸に伝達機構部を介してレンチ回転軸を連動連設し、
レンチ回転軸の先端にナット把持筒を着脱自在に連設すると共に、レンチ回転軸の回転により、ナット把持筒を介してホイールナットを規定トルクで締め付けるように構成した自動車タイヤ交換用のホイールナットの締付け工具において、
所定時間内におけるホイールナットの締め付け完了までの駆動モータの回転数を制御回路部により複数段階の回転モードに分類すべく制御し、
分類した回転モードは、予め自動車の車種に応じて適正に規定された締付けトルクを数段階に分類した複数個の締付トルクモードと対応するように構成し、
駆動モータの回転終了により、適正なホイールナットへの締付けトルクが達成されるように構成し、
各締付トルクモードでの打撃開始から打撃終了までの時間は同一であることを特徴とする自動車タイヤ交換用のホイールナットの締付け工具。
【請求項２】
上記伝達機構部は、駆動モータの連続的な回転動作を断続的な回転動作である打撃動作に変換するインパクト機構部と、同インパクト機構部の打撃動作を検出して出力信号を出力する打撃衝撃検出センサとを備え、
上記制御回路部は、打撃衝撃検出センサからの出力信号を検知した後、所定の時間が経過したことを検知することにより、駆動モータを停止するように制御することを特徴とする請求項１に記載の自動車タイヤ交換用のホイールナットの締付け工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のタイヤ交換作業時でのホイールナットの締付けに使用する締付け工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のタイヤ交換作業時のホイールナットの締め付けに使用するインパクトドライバ又はインパクトレンチ等の締付け工具がある。締付け工具は、駆動モータの出力軸に打撃機構を介してレンチ回転軸（アンビル）を連動連設し、レンチ回転軸の先端にナット把持筒を着脱自在に連設し、自動車のタイヤホイールをハブに固定するためにホイールボルトに螺合するホイールナットをナット把持筒により締め付けるように構成している（例えば特許文献１に記載の締付け工具）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２５１５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記締付け工具を用いてタイヤ交換作業をする際、作業者はその締め付け作業を感に頼っている。このため、熟練作業者では締め付け時間をほぼ一定にすることができるが、初心者では締め付け時間を一定した作業ができず、作業者間においてトルク締め付け時間のばらつきが生じてしまう。
【０００５】
この発明は、タイヤ交換作業時の適正なホイールナットへの締付けトルクが達成されるように構成した締付け工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、駆動モータの出力軸に伝達機構部を介してレンチ回転軸を連動連設し、レンチ回転軸の先端にナット把持筒を着脱自在に連設すると共に、レンチ回転軸の回転により、ナット把持筒を介してホイールナットを規定トルクで締め付けるように構成した自動車タイヤ交換用のホイールナットの締付け工具において、所定時間内におけるホイールナットの締め付け完了までの駆動モータの回転数を制御回路部により複数段階の回転モードに分類すべく制御し、分類した回転モードは、予め自動車の車種に応じて適正に規定された締付けトルクを数段階に分類した複数個の締付トルクモードと対応するように構成し、駆動モータの回転終了により、適正なホイールナットへの締付けトルクが達成されるように構成し、各締付トルクモードでの打撃開始から打撃終了までの時間は同一であることを特徴とする自動車タイヤ交換用のホイールナットの締付け工具である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、上記伝達機構部は、駆動モータの連続的な回転動作を断続的な回転動作である打撃動作に変換するインパクト機構部と、同インパクト機構部の打撃動作を検出して出力信号を出力する打撃衝撃検出センサとを備え、上記制御回路部は、打撃衝撃検出センサからの出力信号を検知した後、所定の時間が経過したことを検知することにより、駆動モータを停止するように制御することを特徴とする請求項１に記載の自動車タイヤ交換用のホイールナットの締付け工具である。
【発明の効果】
【０００９】
（１）請求項１記載の本発明では、駆動モータの出力軸に伝達機構部を介してレンチ回転軸を連動連設し、レンチ回転軸の先端にナット把持筒を着脱自在に連設すると共に、レンチ回転軸の回転により、ナット把持筒を介してホイールナットを規定トルクで締め付けるように構成した自動車タイヤ交換用のホイールナットの締付け工具において、所定時間内におけるホイールナットの締め付け完了までの駆動モータの回転数を制御回路部により複数段階の回転モードに分類すべく制御し、分類した回転モードは、予め自動車の車種に応じて適正に規定された締付けトルクを数段階に分類した複数個の締付トルクモードと対応するように構成し、駆動モータの回転終了により、適正なホイールナットへの締付けトルクが達成されるように構成している。
【００１０】
このように、作業者が数段階に分類した回転モードから車種に応じた規定トルクでの締付けを選択することで、その選択した回転モードは駆動モータの回転終了により、その車種に応じた規定トルクでの締付け作業を達成する締付トルクモードと対応しているので、どの作業者が締付作業を行っても、作業者間でのばらつきが生じることがなく、熟練作業者でなくても安心して締付け作業することができ、安定したトルク管理を行うことができる。さらに、タイヤ交換の車種に応じた回転モードを選択するのみで、一つの締付け工具で、あらゆる車種のタイヤ交換に対応することができる。
【００１１】
また、ホイールナットの締付けを適性に規定された締付けトルクに達する手前で自動停止するようにしているため、締め過ぎによるホイールボルトの折損、ホイールナットの破損などを未然に防止することができる。
【００１２】
また、請求項１記載の本発明では、タイヤの車種及び各締付トルクモードによらず、常に打撃開始からの打撃終了までの時間は同一であるので、作業者は常に一定の締め付け時間での締め付け作業ができ、締付けトルクの管理も安心してできる。
【００１３】
（２）請求項２記載の本発明では、上記伝達機構部は、駆動モータの連続的な回転動作を断続的な回転動作である打撃動作に変換するインパクト機構部と、同インパクト機構部の打撃動作を検出して出力信号を出力する打撃衝撃検出センサとを備え、上記制御回路部は、打撃衝撃検出センサからの出力信号を検知した後、所定の時間が経過したことを検知することにより、駆動モータを停止するように制御している。
【００１４】
このように、打撃衝撃検出センサからの出力信号を検知した後、所定の時間が経過したことを検知することにより、駆動モータを停止するように制御しているので、各規定締付けトルクに達する手前で自動停止ができ、締め過ぎによるホイールボルトの折損などを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態における締付け工具の全体構造を示した斜視図である。
【図２】本実施形態における締付け工具の一部破断した全体構造を示した側面図である。
【図３】本実施形態における締付け工具の操作パネルの構造を示した斜視図である。
【図４】本実施形態における締付け工具の強弱切替スイッチの強弱切替の方法を示した説明図である。
【図５】本実施形態における締付け工具の駆動モータの構造を示した正面図である。
【図６】本実施形態における締付け工具の制御回路の構成を示したブロック図である。
【図７】本実施形態における締付け工具の打撃開始を検出するタイミングチャートである。
【図８】本実施形態における締付け工具の制御方法を示したフローチャートである。
【図９】本実施形態における締付け工具の打撃時間と締付トルクとの関係を示すグラフである。
【図１０】本実施形態における締付け工具によるホイールナットの取付方法を示した説明図である。
【図１１】トルクレンチの使用方法を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本実施形態における締付け工具について図面を参照しながら説明する。本実施形態における締付け工具は、自動車のタイヤ交換作業のホイールナットの締め付けを行うインパクトレンチＡで、同インパクトレンチＡは、図１に示すように、上部に胴体ハウジング部５０と、その胴体ハウジング部５０の下部に配設された操作パネルハウジング部５２と、その操作パネルハウジング部５２の下部に着脱自在に配設された電池パック部６と、を具備している。
【００１７】
胴体ハウジング部５０は、図２に示すように、その後端部に駆動モータ２と、その駆動モータ２を駆動するインバータ回路３と、その下端部にインバータ回路３を制御する制御回路部４とを具備する。なお、駆動モータ２、インバータ回路３及び制御回路部４は後で詳細に説明する。
【００１８】
また、胴体ハウジング部５０の中間部には、駆動モータ２の回転動力を不図示の先端工具であるナット把持筒４１へ伝達するための伝達機構部５が配設されている。さらに、胴体ハウジング部５０の先端部には、伝達機構部５の回転打撃力を先端工具へ伝達するレンチ回転軸としてのアンビル１３が装着されている。
【００１９】
伝達機構部５は、図２に示すように、駆動モータ２の出力軸に取り付けられたギア３１と係合する遊星ギア７とリングギア８で構成される減速機構部９と、スピンドル１０とスピンドル１０上に前後動可能に配されたバネ１１により後述するアンビル１３側に付勢されたハンマ１２から構成されるインパクト機構部５ａと、ナット把持筒４１を保持可能なアンビル１３とアンビル１３上に設けられハンマ１２の突起部１２ａと係合し、ハンマ１２の打撃衝撃が加わることでアンビル１３を回転させるための突起部１３ａから構成されている。
【００２０】
インパクトレンチＡを駆動した際の伝達機構部５の動作について説明する。まず、負荷が小さい間はスピンドル１０からハンマ１２を介してアンビル１３にそのまま回転が伝達される。すなわちハンマ１２の突起部１２ａとアンビル１３（突起部１３ａ）が係合した状態でスピンドル１０の回転がアンビル１３に伝達される。
【００２１】
これに対して、負荷が大きくなってくると、ハンマ１２はバネ１１の弾性力に抗して駆動モータ側に後退し（図２の右方向）、バネ１１の弾性力の付勢を受けた状態で回転する。その後、スピンドル１０の回転に伴いハンマ１２の突起部１２ａがアンビル１３の突起部１３ａを乗り越えると、ハンマ１２はアンビル１３側に前進（図２の左方向）し、ハンマ１２の突起部１２ａがアンビル１３の突起部１３ａに衝突することによって、ハンマ１２はアンビル１３に、衝突により生じる打撃力を回転力として与えてナット把持筒４１に回転・打撃力を伝達しネジ締め動作を行う。このハンマ１２の前進・後退動作を交互に行うことでアンビル１３に回転力と打撃力を与えて連続してネジ締め動作を行うことができる。
【００２２】
胴体ハウジング部５０の中央部には駆動モータ２の回転数を調整するトリガスイッチ１４が配置されている。作業者はトリガスイッチ１４の引き込み操作及び引き込み量によりインパクトレンチＡの出力トルクを調整して駆動することができる。また、トリガスイッチ１４の上方には、駆動モータ２の正転・逆転を切替える正逆切替レバー１５が設けられている。正逆切替レバー１５を正転側にしてトリガスイッチ１４を操作すると、ナット把持筒４１は時計方向に回転し、ネジ等の締め付け作業を行うことができる。逆に正逆切替レバー１５を逆転側にすると駆動モータ２は反時計方向に回転しネジ等を緩めることができる。なお、駆動モータ２の正転・逆転の切替えは、インパクトレンチＡ内に配置された押しボタンにより押される度に正転と逆転を切替えるものでも良く、レバー方式に限られるものではない。
【００２３】
電池パック部６は、胴体ハウジング部５０の下端部に配設され、駆動モータ２の駆動電源となるリチウムイオン電池からなる電池パック（図示せず）を収容した電池パックケース６ａを着脱可能に装着されている。なお、駆動モータ２の外部電源としては、リチウムイオン電池に限られるものではなく、ニカド電池、ニッケル水素電池、又は商用交流電源を用いても良い。
【００２４】
図３に示すように、操作パネルハウジング部５２の表面部には、単発／連発表示ランプ５３、強弱表示ランプ５４、電池残量表示パネル５５、電池残量表示スイッチ５６、ライト点灯・消灯スイッチ５７が配設されている。
【００２５】
また、操作パネルハウジング部５２の側面部には、単発／連発切替スイッチ５８、強弱切替スイッチ５９が配設されている。
【００２６】
そして、単発／連発切替スイッチ５８を操作して連発モードに設定した場合には、トリガスイッチ１４を操作する間（引き込んでいる間）では、駆動モータ２は回転してハンマ１２を介してアンビル１３に回転力と打撃力とが伝達され、ナット把持筒４１によりネジ等の締め付け作業を行うことができる。
【００２７】
一方、単発／連発切替スイッチ５８を操作して単発モードに設定した場合には、ハンマ１２とアンビル１３の衝突、すなわち打撃（インパクト動作）を打撃衝撃検出センサ２７からの信号が出力された後、所定時間（０．８秒間）打撃したら、トリガスイッチ１４の操作に関係なく駆動モータ２を停止させ、ホイールナットの締付け作業を停止させるようにしている。
【００２８】
図３に示すように、強弱切替スイッチ５９は、本実施形態では４段階の打撃力が設定できるスイッチである。図４に示すように、この強弱切替スイッチ５９を、数回操作することにより、駆動モータの回転数を２６００回転／分、２０００回転／分、１２００回転／分、８００回転／分の４段階の回転モードに設定可能としている。
【００２９】
次に、駆動モータ２の構造について図５を参照して説明する。図５に示すように、駆動モータ２はブラシレス直流モータである。なお、駆動モータ２はブラシレス直流モータに限るものではなく整流子モータでもよい。
【００３０】
駆動モータ２は、１対の永久磁石２ｃを２つ埋め込んで構成させる回転子２ａと、６個の突極２ｅが設けられ突極２ｅにＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の固定子巻線２ｄが巻回されている固定子２ｂとを備えて構成されている。なお、永久磁石２ｃの配置および永久磁石数や、固定子２ｂの突極数など、回転子２ａや固定子２ｂの構造は上記のものに限られるものではない。
【００３１】
また、回転子２ａの永久磁石２ｃに対応するように複数の磁気センサ、例えばホールＩＣ１７〜１９（図６に示す）が設けてあり、ホールＩＣ１７〜１９により永久磁石２ｃの磁力を検出することによって回転子１ａの回転位置を検出することができる。この構成における駆動モータ２においては、ホールＩＣ１７〜１９で検出される回転子２ａの回転位置検出信号に基づいて適正な固定子巻線２ｄへの通電を行うことで回転子２ａを回転させ駆動モータ２を駆動することができる。また、後述するように、このホールＩＣ１７〜１９からの回転子情報によって駆動モータ２の回転数を検出することができる。
【００３２】
次に、駆動モータ２の駆動回路の構成について図２及び図６を参照して説明する。図２に示すように、駆動モータ２の駆動回路はインバータ回路３と制御回路部４と上記電池パック部６から構成される。
【００３３】
インバータ回路３は、図６に示すように、例えば６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を３相ブリッジ接続してなる３相インバータで構成されており、後述するように制御回路部４からの信号に従い、制御信号出力回路２９を介して電池パック部６から供給される直流電圧をスイッチングして所定のタイミングで各相の固定子巻線２ｄへの通電を切替えて駆動モータ２を駆動する。また、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をＰＷＭ制御することにより、駆動モータ２に印加する電圧を制御し、駆動モータ２の出力トルクを制御している。
【００３４】
つまり、モータ印加電圧すなわちモータ入力を制御することにより、モータ出力トルクすなわちモータ駆動電流を制御することが可能となる。すなわち、モータ印加電圧が大きい場合ではモータ出力トルクは大きく、小さい場合ではトルクは小さくなる。なお、駆動モータ２の運転状況によってはスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６には大電流が流れ、高速なスイッチングが行われるために、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の発熱が大きく、インバータ回路３を強制的に冷却する方法が必要となっている。
【００３５】
その対策として、胴体ハウジング部５０のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６が設けられる部分、すなわち図１に示すインバータ回路３のモータ側と反対側に風窓を設け、駆動モータ２と共に回転する不図示のファンによって風窓から吸い込まれた空気の流路にスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を配置することで、冷却を図っている。
【００３６】
制御回路部４は、図６に示すように、演算部２０、印加電圧設定回路２１、印加電圧最大値設定回路２２、回転方向設定回路２３、回転子位置検出回路２４、回転数検出回路２５、打撃衝撃検出回路２６、温度上昇測定回路２８、及び制御信号出力回路２９から構成されている。
【００３７】
演算部２０は、図示されないタイマーが、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ＣＰＵ、後述するフローチャートに相当する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、タイマー等を含むマイコンによって構成される。
【００３８】
印加電圧最大値設定回路２２は、強弱切替スイッチ５９の操作を検出すると、それに連動して駆動モータ２の印加電圧の最大値を段階的に変化させている。本実施形態では、４段階に設定でき、強弱切替スイッチ５９が押される度にスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のＰＷＭデューティーを２０％、４５％、７５％及び１００％に設定することができる。
【００３９】
印加電圧設定回路２１は、印加電圧最大値設定回路２２からの設定信号とトリガスイッチ１４の引き込み量に基づいて、トリガスイッチ１４を完全に引き込んでも強弱切替スイッチ５９によって設定されたモータ印加電圧の最大値を超えない場合はトリガスイッチ１４の引き込み量に連動して駆動モータ２に供給する印加電圧すなわち後述するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のＰＷＭデューティーを設定し、それ以外の場合は設定されたモータ印加電圧の最大値を設定している。
【００４０】
回転子位置検出回路２４は、ホールＩＣ１７〜１９の出力を検出し、その信号に基づき駆動モータ２の回転子位置を検出する。なお、駆動モータ２の回転子位置の検出手段は、固定子巻線２ｄの誘起電圧によって回転子位置を検出するセンサレス方式などでも良く、上記したホールＩＣ１７〜１９による回転子位置検出回路２４に限られるものではない。
【００４１】
回転数検出回路２５は、ホールＩＣ１７〜１９から出力される３相の固定子巻線２ｄの信号の時間間隔からモータ回転数を検出している。
【００４２】
制御信号出力回路２９は、演算部２０からの出力に基づいてスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６にＰＷＭ信号を供給する。ＰＷＭ信号のパルス幅の制御によって各電機子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗへ供給する電力を調整して設定した回転方向への駆動モータ２の回転数を制御することができる。
【００４３】
また、制御回路部４上にはインパクト動作時の打撃による衝撃を検出するための打撃衝撃検出センサ２７を配置している。打撃衝撃検出センサ２７からの信号は、打撃の衝撃に応じて異なる振幅、周期、振動数のアナログ信号であり、このアナログ信号は打撃衝撃検出回路２６によって後述する演算部２０が認識できるようにデジタル信号すなわちパルス信号に変換される。なお、本実施形態では打撃衝撃検出センサ２７として圧電効果を利用した加速度センサを使用しているが、衝撃を検出可能なセンサであれば、上記の加速度センサに限られるものではない。
【００４４】
演算部２０は、印加電圧設定回路２１の情報と印加電圧最大値設定回路２２の情報を基にインバータ回路３のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をＰＷＭ制御してモータ印加電圧を制御する、また、回転方向設定回路２３と回転子位置検出回路２４との情報を基に、所定のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をスイッチングして所定の固定子巻線２ｄに通電して、設定した回転方向に駆動モータ２を回転させる。
【００４５】
また、モード切替スイッチ３０により設定した動作モードに従って駆動モータ２を制御する。回転数検出回路２５の出力信号に基づいて、駆動モータ２の回転数を検出するとともにインパクト動作を検出する。また、打撃衝撃検出センサ２７からの信号を打撃衝撃検出回路２６を介して入力し打撃（インパクト動作）を検出する。
【００４６】
次に、本発明の主たる目的であるインパクトレンチＡの制御方式について説明する。本発明においては、打撃動作を検出方法として、打撃衝撃検出センサ２７を用いている。
【００４７】
打撃衝撃検出センサ２７はインパクト打撃時の衝撃を検出すると検出信号を出力し、打撃衝撃検出回路２６で検出信号を検出して、演算部２０にその情報を出力する。打撃衝撃検出回路２６から出力される信号は複数のパルス信号から構成されており、パルス信号は打撃衝撃力に比例し、打撃力が大きいほど多くのパルス信号が出力される。
【００４８】
すなわち、モータ印加電圧（ＰＷＭデューティー）が大きくモータ出力が大きいほど、打撃衝撃力も大きいため、１回のインパクト動作で打撃衝撃検出センサ２７は多くの打撃信号を打撃衝撃検出回路２６に出力する。打撃衝撃検出回路２６は、この信号を演算部２０が認識できるパルス信号に変換して演算部２０に出力する。
【００４９】
図７に示すように、演算部２０では時刻Ｔで打撃衝撃検出回路２６からのパルス信号を検出すると、内部カウンタが起動して所定時間Ｔａのカウントを開始し、所定時間Ｔａの範囲内において予め設定されている数だけパルス信号がカウントされた時に、インパクト動作による打撃が有ったことを判断している。
【００５０】
具体的には、打撃衝撃を検出する所定時間Ｔａとパルス信号を検出するカウント値は、表１に示すように、モータ印加電圧（ＰＷＭデューティー）の大きさに従って可変とし、モータ印加電圧が２０％及び４５％でカウント１回、７５％及び１００％でカウント２回としている。これにより、打撃衝撃検出センサ２７を用いて打撃検出をより確実に行うことができる。
【００５１】
【表１】
0005461937.tif 000002
【００５２】
次に、制御回路の制御方法について図８を参照して詳細に説明する。まず、図８に示すように、単発モードにおいて駆動モータ２を起動すると（Ｓ１００）、演算部２０は、打撃衝撃検出回路２６により打撃衝撃検出センサ２７からの信号を変換したパルス信号の有無を検出する（Ｓ３０１）。打撃衝撃検出センサ２７からの信号すなわちパルス信号を検出した場合は（Ｓ３０１のＹｅｓ）、パルス信号のパルス数ＣＮＴ＿Ｓをカウントし（Ｓ３０２）、所定時間Ｔａを計測するタイマーが時間計測を開始したか否かを判別する（Ｓ３０３）。
【００５３】
時間計測を開始していない場合（Ｓ３０３のＹｅｓ）、すなわち、図７に示す時刻Ｔでパルス信号が始めて検出された場合には、所定時間Ｔａのタイマーをスタートさせ（Ｓ３０４）、所定時間Ｔａ内におけるパルス数ＣＮＴ＿Ｓをカウントする。その後、所定時間Ｔａが経過したか否かを判断し（Ｓ３０５）、経過していない場合はＳ３０１に戻る。
【００５４】
一方、Ｓ３０１でパルス信号を検出していない場合は（Ｓ３０１のＮｏ）、Ｓ３０５に進むがタイマーがスタートしていないためＳ３０５で所定時間Ｔａが経過していないと判断しＳ３０１に戻り、パルス信号が検出されるまでこの処理を繰り返す。また、Ｓ３０３で既にタイマーがスタートされている時は、タイマーを再スタートせずにＳ３０５に進み、所定時間Ｔａが経過するまでパルス信号数ＣＮＴ＿Ｓをカウントする。
【００５５】
Ｓ３０５において、時刻Ｔでタイマーをスタートしてから所定時間Ｔａが経過した場合は、モータ印加電圧（ＰＷＭデューティー）に対応した所定時間Ｔａ内でのパルス信号数の閾値ＣＮＴ＿ｔｈを設定する。この閾値ＣＮＴ＿ｔｈは図６に示すように予め演算部に記憶されており、モータ印加電圧に応じて設定される（Ｓ３０６）。モータ印加電圧（ＰＷＭデューティー）が大きいほど打撃トルクが大きくなるため打撃衝撃検出センサ２７からの信号すなわちパルス信号も多くなる。よって、モータ印加電圧が大きい場合は小さい場合に比べて閾値が大きく設定される。
【００５６】
その後、実際のパルス信号数ＣＮＴ＿Ｓと設定した閾値ＣＮＴ＿ｔｈとを比較し（Ｓ３０７）、パルス信号数が閾値より大きい場合はインパクト動作が１回行われたと判断する（Ｓ３０８）。
【００５７】
その後、タイマーＴｂをスタートさせ（Ｓ３０９）、０．８秒が経過したか否かを判定し、経過した場合にはモータを停止しインパクト動作を終了する（Ｓ３１１）。
以上、本発明について説明したが、打撃検知から停止するまでの時間は、０．８秒に限るものでなく、ボルトサイズや締結する相手材に合わせて決定すべきものである。
【００５８】
そして、本願発明におけるインパクトレンチＡは、駆動モータの出力軸に打撃機構を介してレンチ回転軸を連動連設し、レンチ回転軸の先端にナット把持筒４１を着脱自在に連設し、自動車のタイヤホイール６０(図１０に示す)をハブに固定するためにホイールボルトに螺合するホイールナット６２をナット把持筒４１により規定トルクで締め付けるように構成している。
【００５９】
すなわち、本実施形態におけるインパクトレンチＡは、駆動モータ２の回転数と打撃時間との関係により締付トルクが決定されるように構成している。そして、本実施形態におけるインパクトレンチＡは、４段階の締付トルクモードを有しており、各締付トルクモードでは、駆動モータの回転数を小から大に４段階に変更可能としている。
【００６０】
各締付トルクモードは、図４に示すように、強弱切替スイッチ５９を押す回数によって、駆動モータ２の回転を弱から強への４段階に設定可能としている。この強弱切替スイッチ５９の押す回数によって、そのスイッチ選択の情報が演算部２０に供給され、演算部は制御信号出力回路２９を供給し、制御信号出力回路２９は、演算部２０からの出力に基づいてスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６にＰＷＭ信号を供給する。ＰＷＭ信号のパルス幅の制御によって各電機子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗへ供給する電力を調整して設定した回転方向への駆動モータ２の回転数を制御するようにしている。
【００６１】
このようにして、駆動モータ２の回転数が２６００回／分、２０００回／分、１２００回／分、８００回／分の４段階の回転モードに設定されている。
【００６２】
図９は、打撃時間と締付トルクとの関係を示すグラフである。図９に示すように、各締付トルクモードでは、打撃時間が経つにつれて、締付トルクが大になるような曲線を描いている。
【００６３】
そのような特性を有するインパクトレンチＡにおいて、各締付トルクモードに拘らず、０．８秒後に打撃動作を停止するようにしている。すなわち、制御回路部４は、打撃衝撃検出センサ２７からの出力信号を検知した後、所定の時間が経過したことを検知することにより、駆動モータ２を停止するようにしている。そして、締付開始から０．８秒後に停止する各締付トルクモードでの締付トルクを表１に示す。
【００６４】
【表２】
0005461937.tif 000003
【００６５】
表２に示すように、０．８秒後に打撃時間を完了した場合、切替「１」モードでの締付トルクは略３０Ｎ・ｍであり、切替「２」モードでの締付トルクは略５０Ｎ・ｍであり、切替「３」モードでの締付トルクは略７０Ｎ・ｍであり、切替「４」モードでの締付トルクは略９０Ｎ・ｍとしている。このように、強弱切替スイッチ５９により選択した回転モードは、予め自動車の車種に応じて適正に規定された締付けトルクを４段階に分類した４個の締付トルクモードと対応するように構成している。
【００６６】
次に、上記締付特性を有するインパクトレンチＡを使用した自動車のタイヤ交換の締付作業方法について説明する。まず、アンビル１３の先端にナット把持筒４１を取り付ける。次いで、正逆切替レバー１５を押して、アンビル１３の回転方向を設定する。また、電池パック部６にリチウムイオン電池を収容した電池パックケース６ａを取り付ける。
【００６７】
この後、図１０に示すように、自動車のタイヤホイール６０をハブに固定するために、ホイールボルトに螺合するホイールナット６２をナット把持筒４１により把持し、この後にインパクトレンチＡの各種設定を行う。すなわち、単発／連発切替スイッチ５８を操作して単発モードに設定すると共に、強弱切替スイッチ５９を、数回操作することにより、駆動モータの回転数を２６００回転／分、２０００回転／分、１２００回転／分、８００回転／分のいずれかの回転モードに設定する。
【００６８】
そして、インパクトレンチＡを保持しながら、ナット把持筒４１をホイールボルトに当接させた後、トリガスイッチ１４の引き込み操作を行う。すると、インパクトレンチＡにより打撃が開始され、打撃開始後０．８秒後に締付けを停止するようにしている。これにより、規定トルクの寸前まで、本実施形態におけるインパクトレンチＡを用いて、締め付けるようにしている。
【００６９】
最後に、図１１に示すように、規定トルクに設定されたトルクレンチ６１で「カチッ」と音がなるまで締め付ける。これにより、規定トルクで締め付けられたことを確認することができる。この結果、本実施形態におけるインパクトレンチＡにより規定のトルクの寸前まで締め付けるようにしているため、規定トルクまでの締付作業の短縮化が図れる。
【００７０】
本実施形態のインパクトレンチＡは、普通車の締付トルクと軽自動車の締付トルクとが異なる場合でも、同じ打撃時間で締め付けるようにしている。表３は、普通車の締付トルクと軽自動車の締付トルクとの設定例を示している。
【００７１】
【表３】
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【００７２】
すなわち、車種によらず、打撃開始から締付け終了までの時間を０．８秒一定にして、駆動モータ２の回転数によりその車種での規定トルクでの締付けを達成するようにしている。このように、各締付トルクモードで車種に応じた締付トルクとなるので、どの作業者が締付作業を行っても、作業者間でのばらつきが生じることがなく、熟練者でなくても安心して作業することができ、安定したトルク管理を行うことができる。さらに、タイヤ交換の車種に応じた締付トルクモードを選択することにより、一つの締付け工具で、あらゆる車種のタイヤ交換に対応することができる。
【００７３】
以上の結果、作業者が分類した回転モードを選択することにより、その選択した回転モードでは所定時間内におけるホイールナット６２の締め付け完了までの駆動モータ２の駆動時間が一定であり、ホイールナット６２の適性に規定された締付けトルクに達する手前で自動停止するようにしているため、締め過ぎによるホイールボルトの折損、ホイールナットの破損などを未然に防止することができる。
【符号の説明】
【００７４】
Ａ  インパクトレンチ
２  駆動モータ
４  制御回路部
５  伝達機構部
１３  アンビル（レンチ回転軸）
５ａ  インパクト機構部
２７  打撃衝撃検出センサ
６２  ホイールナット
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１】
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