(57)【要約】【課題】インパクトの衝撃により発生したノイズに起因するトルクの誤検出によってトルクが所定トルクに達する前に駆動源が所定の駆動状態に制御される不都合を低減できるインパクト回転工具を提供する。【解決手段】インパクト回転工具１１は、モータ１５の動力をパルス状のトルクに変化させるインパクト力発生部１７と、発生したインパクト力によりパルス状のトルクを先端工具に伝達する主軸２１とを備える。主軸２１に加わるトルクを検出してトルク検出信号を出力するトルクセンサ２６及び回転部制御回路２００を備える。回転部制御回路２００が出力した信号を受信するトルク測定部６５と、受信した信号から求められたトルク値が所定のトルク値に達した場合に、モータ１５を所定の駆動状態に制御する本体制御回路３０を備える。回転部制御回路２００は、トルク検出信号を出力する際に、実際にトルクを検出した時間から遅延させてトルク検出信号を出力する。【選択図】図３
2014133283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源の動力をパルス状のトルクに変化させてインパクト力を発生させるインパクト力発生部と、
発生した前記インパクト力によりパルス状のトルクを先端工具に伝達する軸部と、
該軸部に加わるトルクを検出して該トルクに対応した信号を出力するトルク検出部と、
該トルク検出部が出力した前記トルクに対応した信号を受信するトルク受信部と、
該トルク受信部が受信した前記トルクに対応した信号から求めたトルク値が所定のトルク値に達した場合に前記駆動源を所定の駆動状態に制御する制御部と
を備え、
前記トルク検出部は、前記トルク受信部に対して前記トルクに対応した信号を出力する際に、実際にトルクを検出した時間から遅延させて前記トルクに対応した信号を出力することを特徴とするインパクト回転工具。
【請求項２】
前記トルク検出部と前記トルク受信部とは、回転系と固定系との間の信号伝送が可能な信号伝送部を介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載のインパクト回転工具。
【請求項３】
前記トルク検出部が前記トルクに対応した信号を出力する際に遅延させる時間は、前記インパクト力の発生に伴い生じたノイズのレベルが予め設定したレベルまで減少するのに要する所定の時間以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のインパクト回転工具。
【請求項４】
前記インパクト力を検出するインパクト力検出部をさらに備え、
前記トルク検出部は、前記インパクト力検出部が検出したインパクト力の大きさが所定の大きさ以下になった際に、前記トルク受信部に対して前記トルクに対応した信号を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載のインパクト回転工具。
【請求項５】
前記トルク検出部は、検出したトルクに対応した信号の出力値が所定の値以下になった際に、前記トルク受信部に対して前記トルクに対応した信号を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載のインパクト回転工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源の動力をパルス状のトルクであるインパクト力に変換するインパクト力発生部を有し、インパクト力を利用して先端工具が取り付けられる軸部を回転させるインパクト回転工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
インパクト回転工具は、駆動源の一例であるモータの回転出力を減速機構で減速した回転をハンマの打撃や油圧によりパルス状の衝撃トルクに変換し、衝撃トルクによって締め付け作業や弛緩作業を行う工具である。インパクト回転工具によれば、減速機構のみを用いた回転工具と比較して高いトルクが得られるために作業性が向上する。そのため、インパクト回転工具は、建築現場や組立工場などで幅広く使用されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００３】
インパクト回転工具では、高いトルクによって対象物が締め付けられ過ぎる場合がある一方で、こうした締め過ぎを避けるために、対象物が緩めに締め付けられて、ボルトやねじ等の対象物が所望の強さで固定されない場合もある。そこで、特許文献１及び２に記載のインパクト回転工具では、所定のトルクで対象物の締め付けを行うために、軸部に設けた歪ゲージ又はトルクセンサ等のセンサがトルクを測定する。そして、センサの出力値に基づくトルクが目標トルク等の所定トルクに達すると、モータの駆動が停止される。
【０００４】
この際に、センサの設けられる軸部が駆動部分であるため、センサの出力値にはノイズが含まれやすく、正確なトルク測定が困難になる場合がある。特に、インパクト回転工具では、軸部にインパクト力が加わるときに比較的に大きなノイズが発生し易い。そのうえ、インパクト時に軸部に加わるトルクはパルス状であることから、センサの出力中にインパクトパルスとノイズとを区別することが難しい。結果として、ノイズがトルクとして誤検出されると、ノイズに基づく検出トルクが所定トルクに達した場合に、モータが停止状態等の所定の駆動状態に制御されてしまう虞がある。この場合には、インパクト回転工具は、締め付けトルクが所定トルクに達する前に停止されてしまう。そこで、特許文献４に記載のインパクト回転工具には、パルスレンチの駆動軸に設けられた歪みゲージからのセンサ出力からローパスフィルタ等のフィルタ手段でノイズが除去されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平１−１０６１６９号公報
【特許文献２】特開平８−２６７３６８号公報
【特許文献３】特開２０１０−１２５８７号公報
【特許文献４】特開平１１−２６７９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献４に記載の技術によれば、フィルタ手段のために、インパクト回転工具の構造が複雑になり、インパクト回転工具の製造にかかるコストが高くなる。また、インパクトパルスとノイズを区別してノイズのみを除去するフィルタ手段の遮断周波数を設定することは難しい。例えば、インパクト回転工具の１つであるインパクトレンチでは、特許文献４のパルスレンチに比べてトルクの変化が急峻であるため、インパクトパルスとノイズとの区別がより難しい。
【０００７】
本発明は、インパクトの衝撃により発生したノイズに起因するトルクの誤検出によってトルクが所定トルクに達する前に駆動源が所定の駆動状態に制御される不都合を低減できるインパクト回転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】
【０００８】
上記課題を解決するインパクト回転工具は、駆動源の動力をパルス状のトルクに変化させてインパクト力を発生させるインパクト力発生部と、発生した前記インパクト力によりパルス状のトルクを先端工具に伝達する軸部と、該軸部に加わるトルクを検出して該トルクに対応した信号を出力するトルク検出部と、該トルク検出部が出力した前記トルクに対応した信号を受信するトルク受信部と、該トルク受信部が受信した前記トルクに対応した信号から求めたトルク値が所定のトルク値に達した場合に前記駆動源を所定の駆動状態に制御する制御部とを備え、前記トルク検出部は、前記トルク受信部に対して前記トルクに対応した信号を出力する際に、実際にトルクを検出した時間から遅延させて前記トルクに対応した信号を出力する。
【０００９】
また、上記インパクト回転工具において、前記トルク検出部と前記トルク受信部とは、回転系と固定系との間の信号伝送が可能な信号伝送部を介して接続されていることが好ましい。
【００１０】
また、上記インパクト回転工具において、前記トルク検出部が前記トルクに対応した信号を出力する際に遅延させる時間は、前記インパクト力の発生に伴い生じたノイズのレベルが予め設定したレベルまで減少するのに要する所定の時間以上であることが好ましい。
【００１１】
また、上記インパクト回転工具において、前記インパクト力を検出するインパクト力検出部をさらに備え、前記トルク検出部は、前記インパクト力検出部が検出したインパクト力の大きさが所定の大きさ以下になった際に、前記トルク受信部に対して前記トルクに対応した信号を出力することが好ましい。
【００１２】
また、上記インパクト回転工具において、前記トルク検出部は、検出したトルクに対応した信号の出力値が所定の値以下になった際に、前記トルク受信部に対して前記トルクに対応した信号を出力することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、インパクトの衝撃により発生したノイズに起因するトルクの誤検出によってトルクが所定トルクに達する前に駆動源が所定の駆動状態に制御されてしまう不都合を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態におけるインパクト回転工具の模式側断面図。
【図２】スリップリングを示し、（ａ）は側断面図、（ｂ）は正面図。
【図３】インパクト回転工具の電気的構成を示すブロック図。
【図４】（ａ）はトルクセンサが検出したトルクに基づくトルク検出信号を示すグラフ、（ｂ）は回転部制御回路からの出力を遅延させない場合に本体制御回路に入力されるノイズ信号を示すグラフ、（ｃ）は回転部制御回路から遅延して出力されるトルク遅延信号を示すグラフ、（ｄ）は回転部制御回路からの出力を遅延させた場合に本体制御回路に入力されるトルク遅延信号を示すグラフ。
【図５】トルク判定処理を説明するグラフ。
【図６】第２実施形態におけるインパクト回転工具の模式側断面図。
【図７】インパクト回転工具の電気的構成を示すブロック図。
【図８】（ａ）はトルクセンサが検出したトルクに基づくトルク検出信号を示すグラフ、（ｂ）は衝撃センサが検出した衝撃信号を示すグラフ、（ｃ）は本体制御回路に入力されるトルク遅延信号を示すグラフ。
【図９】（ａ）は第３実施形態におけるトルクセンサが検出したトルクに基づくトルク検出信号を示すグラフ、（ｂ）は本体制御回路に入力されるトルク遅延信号を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施形態）
図１〜図５を参照してインパクト回転工具の第１実施形態の構成を説明する。
図１に示されるように、インパクト回転工具１１は、片手で把持可能な手持ち式であり、例えば、インパクトドライバーあるいはインパクトレンチ等である。インパクト回転工具１１の外装を形成する本体ハウジング１２は、有底筒形状の胴部１３と、胴部１３から延出するハンドル部１４とを備える。ハンドル部１４は、胴部１３の軸線に対して交差する一方向であって、図１における下方に向かって胴部１３から延びている。
【００１６】
胴部１３内の基端部側であって、図１では右端部側の位置には、駆動源の一例としてのモータ１５が配設されている。モータ１５では、モータ１５の回転軸線が胴部１３の軸線に一致し、かつ、モータ１５の出力軸１６が胴部１３の先端側に向いている。モータ１５は、例えば、ブラシモータ又はブラシレスモータ等の直流モータである。モータ１５の出力軸１６には、インパクト力発生部１７が接続されている。インパクト力発生部１７は、モータ１５の回転動力をパルス状のトルクに変換してインパクト力を発生させる。
【００１７】
インパクト力発生部１７は、モータ１５側から順に減速機構１８と、ハンマ１９と、アンビル２０と、軸部の一例である主軸２１とを備える。減速機構１８は、モータ１５の回転を所定の減速比で減速し、ハンマ１９には、減速機構１８により減速されてトルクが高められた回転が伝達される。アンビル２０は、ハンマ１９によって打撃され、主軸２１には、ハンマ１９の打撃によって回転力が衝撃的に印加される。なお、主軸２１はアンビル２０の一部としてアンビル２０に一体形成されてもよいし、アンビル２０とは別に形成された主軸２１がアンビル２０に固定された構成でもよい。
【００１８】
ハンマ１９は、減速機構１８の出力により回転する駆動軸２２に取り付けられている。ハンマ１９は、駆動軸２２に対して回転自在であり、かつ、駆動軸２２に沿って前後方向にスライド可能である。また、ハンマ１９は、減速機構１８とハンマ１９との間に介装されたコイルばね２４の弾性力により、図１における左方側である前方側へ付勢され、アンビル２０と当接する位置に配置される。ハンマ１９には、アンビル２０に向けて延びる一対の当接部１９ａが周方向に沿って等配され、各当接部１９ａは、アンビル２０の径方向へ延出する当接部２０ａと周方向にて当接する。減速機構１８によって減速された駆動軸２２の回転は、ハンマ１９とアンビル２０とが当接部１９ａ，２０ａの当接を介して一体に回転することにより、アンビル２０と同軸の主軸２１に伝達される。胴部１３の先端部であって、図１では左端部には、ソケット孔に挿着された状態で先端工具２３を着脱するチャック部１３ａが設けられている。
【００１９】
先端工具２３の回転によりボルト又はねじ等の締結部材の締め付けが進んだときには、例えば、締結部材の締め付け始め等と比べて、主軸２１に加わる負荷が大きい。あるいは、先端工具２３の回転によりボルト又はねじ等の締結部材の緩めが進んだときには、例えば、締結部材の緩め始め等と比べて、主軸２１に加わる負荷が小さい。そして、ハンマ１９とアンビル２０との間に所定以上の力が加わった状態では、ハンマ１９はコイルばね２４を圧縮しつつ駆動軸２２に沿って後方であって、図１では右方へ移動する。ハンマ１９が、こうした移動によってアンビル２０に対して一定以上回動すると、コイルばね２４の圧縮力が開放されることによって、ハンマ１９は、回転しながらコイルばね２４の付勢力によりアンビル２０を打撃する。ハンマ１９の打撃は、主軸２１が受ける負荷によって、アンビル２０に対してハンマ１９が一定以上回動する度に繰り返される。こうしたハンマ１９によるアンビル２０の打撃は、インパクトとして締結部材に作用する。
【００２０】
図１に示されるように、インパクト回転工具１１の主軸２１には、トルクセンサ２６と、回転部制御回路２００とが取り付けられている。なお、本実施形態では、トルクセンサ２６及び回転部制御回路２００により、主軸２１に加わるトルクを検出し、その検出したトルクに対応した信号を出力するトルク検出部の一例が構成されている。
【００２１】
また、主軸２１には、スリップリング２７が取り付けられ、スリップリング２７は、回転部制御回路２００の出力を、回転系の主軸２１から固定系の本体ハウジング１２の配線に伝送する。すなわち、本実施形態では、スリップリング２７により、回転系と固定系との間の信号伝送が可能な信号伝送部の一例が構成されている。主軸２１と本体ハウジング１２との間での出力の伝送にスリップリング２７が用いられるため、主軸２１の回転によって、配線がねじれることや、配線が主軸２１に絡まることが抑えられる。
【００２２】
トルクセンサ２６は、ねじり歪みの検出が可能な歪センサであり、主軸２１に対して接着剤で接着されている。トルクセンサ２６は、回転部制御回路２００に接続され、主軸２１にトルクが加わることにより発生する軸の歪を検出し、歪に比例した電圧信号を出力する。トルクセンサ２６の出力する電圧信号がトルクに対応するトルク検出信号Ｓ１（図４参照）であり、トルク検出信号Ｓ１は、トルクセンサ２６から主軸２１に取り付けられた回転部制御回路２００へ出力される。
【００２３】
回転部制御回路２００は、遅延回路を備え、トルクセンサ２６から入力された電圧信号を所定の時間遅延させて出力する。回転部制御回路２００から出力される信号は、スリップリング２７を通じて、本体ハウジング１２の備える回路基板２８に入力される。ハンドル部１４内に設けられた回路基板２８には、回転部制御回路２００から出力された信号からトルク値を演算し、その演算結果に基づきモータ１５の回転制御及びトルク設定等を行う本体制御回路３０が設けられている。
【００２４】
ハンドル部１４には、トリガレバー２９が設けられ、操作者によってトリガレバー２９が操作されることによって、インパクト回転工具１１は駆動される。また、ハンドル部１４の下端部には、略四角箱状の収容ケースからなる電池パック装着部３１が着脱可能に設けられ、電池パック装着部３１内には、二次電池である電池パック３２が収容されている。インパクト回転工具１１は、電池パック３２を駆動用電源とする充電式である。電池パック３２は電力線３３を通じて本体制御回路３０に接続されている。
【００２５】
モータ１５には、モータ１５の回転速度を検出する速度検出部３４が設けられている。速度検出部３４は、例えば、モータ１５の回転数に比例した周波数を有する周波数信号を生成する周波数ジェネレータとして具体化される。速度検出部３４は、例えば、エンコーダ等でもよく、モータ１５がブラシレスモータである場合には、速度検出部３４は、ホールセンサでもよく、ホールセンサの信号や逆起電力によって回転速度を検出することができる。速度検出部３４は、回転速度に対応する信号を本体制御回路３０に出力する。
【００２６】
本体制御回路３０は、リード線３５によってモータ１５に対して電気的に接続されて、モータ１５の駆動等を制御する。また、本体制御回路３０には、回転部制御回路２００からの信号を本体制御回路３０に入力する信号線、回転部制御回路２００に電源を供給する電源線、及び、グランド線の３つの導線から構成される信号線３６が接続されている。
【００２７】
なお、図１では、図示の便宜上、スリップリング２７と本体制御回路３０とを接続する３つの導線が纏めて１つの信号線３６として示されている。このように、回転部制御回路２００から本体制御回路３０への信号の入力は、スリップリング２７を介して行われる。さらに、本体制御回路３０には、トリガレバー２９の操作を検知するトリガースイッチが電気的に接続されている。
【００２８】
本体制御回路３０は、操作者がトリガレバー２９を操作しているときに、トリガレバー２９の引き込み量に応じてモータ１５の回転速度を変化させる等の制御を行う。本体制御回路３０は、モータドライバを介してモータ１５への通電を制御し、モータ１５の回転制御及びトルク設定を行う。さらに、回転部制御回路２００は、トルクセンサ２６により検出された主軸２１の歪みに応じた信号をトルク検出信号Ｓ１として出力する。そして、本体制御回路３０は、受信した信号から演算によって算出したトルク値がトルク設定値を超えた場合に停止信号等を出力する。
【００２９】
図２を参照してスリップリング２７の構成を説明する。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、スリップリング２７を構成するケース４２は、主軸２１を構成する回転軸４０を複数の軸受４１を介して回転可能に支持する。トルクセンサ２６から回転部制御回路２００を介してスリップリング２７に向けて延びる複数の信号線４３は、回転軸４０の内部に形成された配線用の孔４０ａを通って、ケース４２内の集電環４４に接続されている。例えば、トルクセンサ２６から延びる３つの信号線４３の各々は、相互に異なる１つの集電環に接続されている。すなわち、ケース４２内には、３つの集電環が備えられている。集電環４４は、回転軸４０の外周面に固定されている。
【００３０】
図２（ｂ）に示されるように、ケース４２の内部には、端子箱４８が収容され、端子箱４８には、一対のアーム部４６の各々の基端部が回動可能な状態で支持されている。各アーム部４６の先端部には、１つのブラシ４５が取り付けられ、一対のアーム部４６の間には、一対のアーム部４６を近付ける方向に付勢するばね４７が連結されている。一対のブラシ４５は、ばね４７の付勢力によって、集電環４４の外周面に対して押圧されている。
【００３１】
端子箱４８には、信号線４３を通じて伝送されたトルク検出信号Ｓ１が、伝送路である集電環４４及び一対のブラシ４５を介して入力される。端子箱４８に入力された信号は、信号線５０を介してケース４２の外側であって、図２では上側に固定された複数の端子部４９に送られる。端子部４９には、本体制御回路３０に接続された信号線３６を構成する導線のうちの１つが接続されている。そして、回転部制御回路２００の出力は、スリップリング２７における集電環４４とブラシ４５との接触や摺動を介して本体制御回路３０に入力される。
【００３２】
図３を参照してインパクト回転工具１１の電気的構成を説明する。
図３に示されるように、インパクト回転工具１１は、トルクセンサ２６と、トルクセンサ２６から出力された信号を入力する回転部制御回路２００と、スリップリング２７を介して回転部制御回路２００から出力された信号を入力する本体制御回路３０とを備える。本体制御回路３０は、モータ１５のトルク管理及び速度制御等を行う制御部６０を備える。制御部６０は、締め付けトルクの目標値となる設定トルクを設定するトルク設定部６１を備える。また、本体制御回路３０は、トルク値などを記録する記録部２０３を備える。
【００３３】
トルク設定部６１は、例えば、ボリューム等から構成され、制限速度算出部６３及び停止判定部６６と電気的に接続されている。モータ１５の駆動を停止させる際の設定トルクは、操作者によるトルク設定部６１の操作によって設定される。トルク設定部６１は、例えば、設定トルクの±１０％の範囲内に目標トルクＴｏ（図５参照）を設定する。トルク設定部６１は、設定トルクそのものを目標トルクＴｏとする構成でもよい。なお、本実施形態では、目標トルクＴｏが、所定のトルク値の一例に相当する。
【００３４】
制御部６０は、モータ１５の回転速度を測定するモータ速度測定部６２と、制限速度を算出する制限速度算出部６３と、モータ１５の駆動を制御するモータ制御部６４とを備える。本体制御回路３０にはＣＰＵが設けられ、制御部６０は、例えば、ＣＰＵが制御用プログラムを実行することにより各部６２〜６４が構築されるソフトウェアからなる。なお、制御部６０を構成する各部６２〜６４は、ＡＳＩＣ等の集積回路によりハードウェアで構成されたり、各部６２〜６４における一部がソフトウェアで構成され、かつ、その他の一部がハードウェアで構成されたりしてもよい。
【００３５】
モータ速度測定部６２は、速度検出部３４から入力した速度に対応する信号に基づきモータ１５の回転速度を測定する。制限速度算出部６３は、測定されたモータ１５の回転速度と予め設定されている目標トルクＴｏとを入力し、目標トルクＴｏの大きさに応じて、トリガレバー２９を引いた時のモータ１５の回転速度の制限速度を算出する。モータ制御部６４は、モータ１５の回転速度を制限速度以下に制限するようにモータ１５の駆動を制御する。つまり、モータ制御部６４は、目標トルクＴｏが小さいときには、トリガレバー２９を最大限に引いても、モータ１５を最高速度に達しない速度に制限する。
【００３６】
回転部制御回路２００は、トルクセンサ２６が検出したトルク検出信号Ｓ１を所定の時間だけ遅延させたトルク遅延信号Ｓ３（図４参照）を出力する。本体制御回路３０は、トルク遅延信号Ｓ３を受信するトルク受信部の一例としてのトルク測定部６５と、トルク遅延信号Ｓ３から演算したトルク値が目標トルクに達したか否かを判定する停止判定部６６とを備える。トルク測定部６５は、受信したトルク遅延信号Ｓ３に基づいて、該トルク遅延信号Ｓ３における例えばピーク値をトルク値として演算する。すなわち、トルク遅延信号Ｓ３におけるピーク値がトルク値である。トルク測定部６５は測定したトルク値を停止判定部６６へ出力する。
【００３７】
本体制御回路３０にはＣＰＵが設けられ、トルク測定部６５及び停止判定部６６は、例えば、ＣＰＵがトルク検出用プログラム及び判定用プログラムを実行することにより各部６５，６６が構築されるソフトウェアからなる。なお、各部６５，６６は、ＡＳＩＣ等の集積回路によりハードウェアで構成されたり、各部６２〜６４における一部がソフトウェアで構成され、かつ、その他の一部がハードウェアで構成されたりしてもよい。
【００３８】
次に、本実施形態のインパクト回転工具１１の作用を説明する。例えば、操作者がボルトやねじ等を締め付けるときには、予めトルク設定部６１が操作されて設定トルクが設定される。そして、操作者がトリガレバー２９を操作すると、インパクト回転工具１１が駆動され、これにより、先端工具２３が回転してボルトやねじ等の締め付けが行われる。
【００３９】
インパクト回転工具１１の駆動時には、モータ１５の回転が減速機構１８を介して減速され、減速によりトルクが高められた回転がインパクト力発生部１７を介して主軸２１に伝達され、主軸２１の先端部に取り付けられた先端工具２３が回転する。
【００４０】
そして、ハンマ１９とアンビル２０との間に所定以上の力が生じると、ハンマ１９は、アンビル２０に対して回転しながら、コイルばね２４の付勢力に抗して駆動軸２２に沿って後方へスライドする。これにより、アンビル２０とハンマ１９との当接が解除され、圧縮されたコイルばね２４の弾性力によってハンマ１９がアンビル２０を打撃する。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、インパクト打撃に伴ってトルクセンサ２６が検出するトルク検出信号Ｓ１は、主軸２１に加わるトルクに対応した信号であって、詳細に見ると起伏のある山型をなす（図４は２打撃分のトルク検出信号Ｓ１を示している）。ところで、スリップリング２７には、インパクトの衝撃や回転する集電環４４に対するブラシ４５の摩擦などに伴うノイズが発生する。
【００４２】
そのため、図４（ｂ）に示すように、例えばトルクセンサ２６が検出したトルク検出信号Ｓ１を即座にそのまま本体制御回路３０に出力すると、ノイズＮ（図４（ｄ）参照）が乗ったノイズ信号Ｓ２が本体制御回路３０に出力されてしまう。このノイズＮを含むノイズ信号Ｓ２からトルク値を算出する場合には、正しいトルク値を算出することができない。すなわち、例えばノイズ信号Ｓ２のピーク値をトルク検出信号Ｓ１のピーク値とした場合、ノイズＮの影響で実際のトルク値との誤差が大きくなり、トルク値の算出精度が低下してしまう。
【００４３】
そこで、図４（ｃ）に示すように、本実施形態の回転部制御回路２００は、トルクセンサ２６が検出したトルク検出信号Ｓ１を、トルク検出信号Ｓ１を検出し始めてから遅延時間ｔ１だけ遅延させたトルク遅延信号Ｓ３を出力する。すると、回転部制御回路２００と本体制御回路３０は、打撃と打撃の間でアンビル２０の回転が停止もしくは停止しかけた状態で通信をすることができる。
【００４４】
図４（ｄ）に示すように、回転部制御回路２００がトルク検出信号Ｓ１を遅延時間ｔ１だけ遅延させたトルク遅延信号Ｓ３を出力すると、本体制御回路３０は、ノイズＮの影響が低減されたトルク遅延信号Ｓ３を受信する。すなわち、本体制御回路３０には、ノイズＮが入力されるタイミングとは異なるタイミングでトルク遅延信号Ｓ３が入力される。
【００４５】
なお、遅延時間ｔ１は、インパクト力の発生に伴い生じたノイズＮのレベルが予め設定したレベルまで減少するのに要する所定の時間（ｔ０）以上の時間である。すなわち、遅延時間ｔ１は、打撃による主軸２１の回転が停止するまでの時間もしくは主軸２１の回転に伴うノイズＮのレベルが十分小さく（図４（ｃ）（ｄ）では０レベルに）なるまでの時間よりも長い時間であって、事前に設定された時間である。また、遅延時間ｔ１は、トルク検出信号Ｓ１を検出し始めてから次のトルク検出信号Ｓ１を検出するまでの時間より短い時間に設定されているのが好ましい。すなわち、遅延時間ｔ１は、ハンマ１９がアンビル２０を打撃してから次にアンビル２０を打撃するまでの最短時間よりも短い時間に設定されているのが好ましい。
【００４６】
図５を参照して停止判定部６６による判定処理を説明する。なお、以下では、インパクト回転工具１１によって、ねじが対象物に対して締め付けられる場合について説明する。図５では、本体制御回路３０にて算出されたトルク値を実線で示すと共に、回転部制御回路２００から受信したトルク遅延信号Ｓ３をインパクト毎に形成されるインパクトパルスＩとして波線で図示している。さらに、図５には、本体制御回路３０が受信するノイズＮも破線で図示している。
【００４７】
図５に示すように、インパクト回転工具１１によるねじの締め付けが開始された直後は、ハンマ１９によってアンビル２０が打撃されないため、トルク測定部６５によって測定されたトルク値は、ねじの締め付けが進むにつれて徐々に増加する。これに対し、トルクが一定値を超えることでハンマ１９によるアンビル２０の打撃が生じると、回転部制御回路２００が出力するトルク遅延信号Ｓ３におけるピーク値、すなわち、インパクトパルスＩ毎のピーク値がトルク値として保持される。インパクトパルスＩのピーク値は、ねじの締め付けが進むに従って次第に大きくなるため、トルク測定部６５によって測定されたトルク値は、インパクトパルスＩが生じる毎に階段状に更新される。
【００４８】
なお、インパクト回転工具の種類によっては、トルクセンサの出力する電圧信号の波形におけるピーク値が検出されにくい場合や、電圧信号の波形におけるピーク値と実際のトルクとの相関が低い場合もある。こうした場合には、１回のインパクトで出力される波形の面積、つまり、１つのインパクトパルスＩの面積等、トルクとの相関がピーク値よりも高いパラメータを測定し、この値からトルク値を推定してもよい。トルク値の推定は、所定の演算式を用いることや、予め作成したテーブルを用いることによって行うことができる。
【００４９】
停止判定部６６は、トルク値が、目標トルクＴｏを超えるトルク値Ｔになった場合に、モータ制御部６４及び記録部２０３に対してモータ１５における駆動の停止を指令する停止信号を出力する。または停止判定部６６は、トルク値が、目標トルクＴｏを超えない値であっても、目標トルクＴｏとトルク値との誤差が一定の割合以下になった場合に、モータ制御部６４及び記録部２０３に対してモータ１５における駆動の停止を指令する停止信号を出力する。
【００５０】
そして、停止判定部６６からの停止信号が入力されたモータ制御部６４は、モータ１５の駆動を停止させる。すなわち、制御部６０は、トルク測定部６５が受信したトルク遅延信号Ｓ３から求めたトルク値が目標トルクＴｏに達した場合にモータ１５の駆動を停止させる。結果として、締め付けトルクが目標トルクＴｏになると、インパクト回転工具１１の駆動が停止される。
【００５１】
記録部２０３には、操作者によって行われた作業毎の締め付けに要したトルク値や、締め付けに要した時間等が記録される。そのため、例えば、作業が完了した後に、作業毎のトルク値や時間を操作者は得ることができる。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態のインパクト回転工具によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）トルクセンサ２６が検出したトルク検出信号Ｓ１を遅延回路を備える回転部制御回路２００が遅延させて出力する。そのため、本体制御回路３０には、インパクトに伴うノイズＮの影響が小さくなるタイミングでトルク遅延信号Ｓ３が入力される。それゆえに、遅延回路を設けない構成と比べて、トルク遅延信号Ｓ３から算出したトルク値と目標トルクＴｏとの比較結果の精度が高められ、モータ１５の停止判定の精度が高められる。結果として、インパクトの衝撃により発生したノイズＮに起因するトルクの誤検出によって、トルクが所定トルクに達する前にモータ１５が所定の駆動状態に制御されてしまう不都合を低減することができる。
【００５３】
（２）回転系の主軸２１と固定系の本体ハウジング１２とをスリップリング２７を用いて接続している。そのため、インパクト力の発生時には、スリップリング２７にノイズＮが発生する。しかし、回転部制御回路２００は、トルク遅延信号Ｓ３を出力するため、スリップリング２７を用いた場合でも誤判定を抑制することができる。
【００５４】
（３）遅延時間ｔ１は、インパクト力の発生に伴い生じたノイズＮのレベルが減少するのに要する時間であるため、トルク測定部６５は、ノイズＮの影響が低減されたトルク遅延信号Ｓ３に基づいてトルク値を算出することができる。
【００５５】
（第２実施形態）
図６〜図８を参照してインパクト回転工具の第２実施形態の構成を説明する。なお、第２実施形態におけるインパクト回転工具は、第１実施形態におけるインパクト回転工具と比べて、衝撃センサ２０１を備えた点で構成が異なる。そのため、以下では、こうした相違点について詳しく説明する。
【００５６】
図６に示すように、主軸２１には、ハンマ１９のインパクトによる衝撃を検出するインパクト力検出部の一例としての衝撃センサ２０１が、ハンマ１９の近傍に取り付けられている。回転部制御回路２００には、衝撃センサ２０１からの信号を回転部制御回路２００に入力する信号線３７が配設されている。衝撃センサ２０１には、例えば、応力が加わることによって電荷を発生する加速度センサが用いられる。衝撃センサ２０１には、ハンマ１９がアンビル２０を打撃したときに生じる音を検知し、検知信号を出力するマイクが用いられてもよい。
【００５７】
図７を参照してインパクト回転工具１１の電気的構成を説明する。
図７に示されるように、回転部制御回路２００は、衝撃センサ２０１からの信号を入力する打撃検出部２０２と、トルクセンサ２６から入力されたトルク検出信号Ｓ１を遅延させて出力させる遅延回路２０４とを備える。
【００５８】
次に、操作者が本実施形態のインパクト回転工具１１のトリガレバー２９を操作してボルトやねじ等の締め付けを行う場合の作用について説明する。
図８（ａ）に示すように、トルクセンサ２６は、インパクト打撃に伴って第１実施形態と同様にトルク検出信号Ｓ１を検出し、回転部制御回路２００に出力する。一方、図８（ｂ）に示すように、衝撃センサ２０１は、インパクトによる衝撃を検出し、衝撃信号Ｓ４を打撃検出部２０２に出力する。
【００５９】
そして、遅延回路２０４は、入力された衝撃信号Ｓ４の大きさと衝撃閾値Ｔ１とを比較する。さらに、遅延回路２０４は、衝撃信号Ｓ４の大きさが衝撃閾値Ｔ１よりも小さくなった場合に、予備時間ｔ２だけ経過したタイミングでトルクセンサ２６から入力されたトルク検出信号Ｓ１をトルク遅延信号Ｓ３として本体制御回路３０へ出力する。なお、衝撃閾値Ｔ１は、所定の大きさの一例に相当し、予め定められた値である。
【００６０】
すなわち、トルク検出信号Ｓ１は、衝撃信号Ｓ４が衝撃閾値Ｔ１よりも小さくなるのに必要な時間と予備時間ｔ２とを合計した遅延時間ｔ３だけ遅延されて出力される。ところで、スリップリング２７において生じるノイズＮも、インパクトによる衝撃も、主軸２１の動作に伴なって生じるものである。そのため、インパクトによる衝撃が小さくなると、スリップリング２７において生じるノイズＮも小さくなる。
【００６１】
したがって、図８（ｃ）に示すように、本体制御回路３０には、ノイズＮが入力されるタイミングとは異なるタイミングでトルク遅延信号Ｓ３が入力される。なお、衝撃信号Ｓ４は、打撃ごとに異なるため、衝撃が検出されてから衝撃信号Ｓ４が衝撃閾値Ｔ１よりも小さくなるまでの時間も変化する。したがって、遅延時間ｔ３（ｔ３’）は、打撃のたびに変化する。
【００６２】
なお、本体制御回路３０は、第１実施形態と同様に、トルク測定部６５が受信したトルク遅延信号Ｓ３から求めたトルク値が目標トルクＴｏに達した場合にモータ１５の駆動を停止させる。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態のインパクト回転工具によれば、第１実施形態のインパクト回転工具によって得られる効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
（３）衝撃センサ２０１の検出結果に基づいて遅延時間ｔ３を設定することができるため、回転部制御回路２００は、ノイズＮの影響が小さくなるタイミングで迅速にトルク遅延信号Ｓ３を出力することができる。すなわち、回転部制御回路２００と本体制御回路３０との通信途中において、次の打撃に伴うノイズＮの発生を抑制することができる。
【００６４】
（第３実施形態）
第３実施形態におけるインパクト回転工具の構成は、第１実施形態におけるインパクト回転工具の構成と同じであるが、第１実施形態とは回転部制御回路２００が遅延させる時間が異なる。そのため、以下では、こうした相違点について詳しく説明する。
【００６５】
図９（ａ）に示すように、トルクセンサ２６は、インパクト打撃に伴って第１実施形態と同様にトルク検出信号Ｓ１を検出し、回転部制御回路２００に出力する。そして、回転部制御回路２００は、トルクセンサ２６からトルク検出信号Ｓ１として出力された出力値とトルク閾値Ｔ２とを比較する。トルク閾値Ｔ２は、所定の値の一例に相当し、予め定められた値であってゼロでもよい。
【００６６】
さらに、回転部制御回路２００は、トルク検出信号Ｓ１として出力された出力値がトルク閾値Ｔ２よりも大きくなった後、出力値がトルク閾値Ｔ２以下となった場合にトルク遅延信号Ｓ３を出力する。すなわち、回転部制御回路２００は、トルクセンサ２６の出力値がトルク閾値Ｔ２以下となったタイミングから予備時間ｔ４だけ経過したタイミングでトルクセンサ２６から入力されたトルク検出信号Ｓ１をトルク遅延信号Ｓ３として出力する。したがって、回転部制御回路２００は、トルクセンサ２６の出力値がトルク閾値Ｔ２以下になるのに必要な時間と予備時間ｔ４とを合計した遅延時間ｔ５だけ遅延されてトルク遅延信号Ｓ３を出力する。
【００６７】
図９（ｂ）に示すように、本体制御回路３０には、ノイズＮが小さくなるタイミングでトルク遅延信号Ｓ３が入力される。なお、トルク検出信号Ｓ１は、打撃ごとに異なるため、トルク検出信号Ｓ１がトルク閾値Ｔ２よりも小さくなるまでの時間も変化する。したがって、遅延時間ｔ５（ｔ５’）は、打撃のたびに変化する。
【００６８】
なお、本体制御回路３０は、第１実施形態と同様に、トルク測定部６５が受信したトルク遅延信号Ｓ３から求めたトルク値が目標トルクＴｏに達した場合にモータ１５の駆動を停止させる。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態のインパクト回転工具によれば、第１実施形態のインパクト回転工具によって得られる効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
（４）トルク検出信号Ｓ１に基づいて遅延時間ｔ５を設定することにより、部材点数の増加を抑制することができる。そして、回転部制御回路２００は、ノイズＮの影響が小さくなるタイミングで迅速にトルク遅延信号Ｓ３を出力することができる。
【００７０】
なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することができる。
・予備時間ｔ２、ｔ４はゼロとしてもよい。
・回転部制御回路２００は、トルク検出信号Ｓ１を処理して情報量を減らした状態で出力してもよい。
【００７１】
・衝撃センサ２０１は、固定部である本体ハウジング１２におけるハンマ１９の近傍位置に設けてもよい。この場合には、スリップリング２７を介して回転部制御回路２００に衝撃信号Ｓ４を入力してもよい。また、衝撃センサ２０１は、衝撃信号Ｓ４を本体制御回路３０に入力してもよい。すなわち、本体制御回路３０は、衝撃信号Ｓ４が小さくなった際に回転部制御回路２００に対してトルク遅延信号Ｓ３の出力命令を出してもよい。
【００７２】
・主軸２１もしくはアンビル２０の回転を検出する回転センサを設けてもよい。そして、回転部制御回路２００は、回転センサの検出結果に基づいて主軸２１もしくはアンビル２０の回転が停止もしくは停止しかけたタイミングでトルク遅延信号Ｓ３を出力してもよい。
【００７３】
・モータ１５、及び、出力軸１６の停止は、モータ１５の回転速度を検出する速度検出部３４によって判定する構成とした。これを変更して、例えば、主軸２１や駆動軸２２等の回転軸に回転センサが取り付けられ、その回転センサの出力によって、モータ１５、及び、出力軸１６の停止が判定されてもよい。
【００７４】
・停止信号が出力された後のモータ１５の回転速度は、速度検出部３４によって直接検出される構成でなくともよい。例えば、停止信号が出力された後のモータ１５の回転速度の変化を推定する推定回路が備えられ、この推定回路によって推定された回転速度が「０」であるときに、モータ１５の回転が停止していると判定されてもよい。すなわち、駆動源の回転速度に対応した信号を出力する回転速度出力部は、モータ１５の回転速度を検出してその検出結果を出力する回路であってもよく、あるいは、モータ１５の回転速度を推定してその推定結果を出力する回路であってもよい。
【００７５】
・トルクセンサ２６が取り付けられる部材は、主軸２１に限らず、トルクセンサ２６による主軸２１に加わるトルクの検出が可能な部材、例えば、駆動軸２２、アンビル２０、ハンマ１９でもよい。
【００７６】
・駆動源であるモータ１５における所定の駆動状態を停止状態としたが、例えば、モータ１５の回転速度を下げる減速状態としてもよい。この場合には、例えば、目標トルクＴｏよりも所定の値だけ小さな減速開始トルク値が設定され、トルク値が減速開始トルク値に達したときに、モータ１５の駆動を減速させる制御を行ってもよい。さらに、モータ１５が減速された状態で所定時間だけ駆動した後に、モータ１５を停止させる制御をしてもよい。また、モータ１５における所定の駆動状態は、モータ１５の回転速度を上げる加速状態でもよい。この場合には、例えば、ねじ等を増し締めするために、トルク値が所定のトルク値に達したときに、主軸２１が所定回動量の回動をするまで、あるいは、トルク値が増し締め用の目標トルク値に達するまで、モータ１５を更に高い回転速度に加速してもよい。
【００７７】
・モータ１５は、ブラシモータ又はブラシレスモータ以外の直流モータ又は交流モータでもよい。
・インパクト回転工具１１の駆動減は、モータに限らず、例えば、ソレノイドでもよい。また、モータやソレノイドのような電動式の駆動源に限らず、油圧式の駆動源でもよい。この場合、駆動源が例えば油圧モータであって、その出力回転をインパクト力発生部１７に出力する構成でもよいし、駆動源が油圧シリンダであって、インパクト力発生部１７が油圧の力でパルス状のインパクト力を発生させる構成でもよい。また、駆動源は空圧式でもよい。
【００７８】
・インパクト回転工具１１は充電式でないＡＣインパクト回転工具でもよい。
・インパクト回転工具は、インパクトドライバー及びインパクトレンチの他、ハンマードリル、丸鋸、ジグソー、振動ドライバー、グラインダ、及び、釘打機等であってもよい。これらの場合でも、インパクト力発生部を設けることで、軸部に加わる負荷が大きいときにインパクト力を発生させて軸部を回転させることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１１…インパクト回転工具、１２…本体ハウジング、１３…胴部、１３ａ…チャック部、１４…ハンドル部、１５…モータ、１６…出力軸、１７…インパクト力発生部、１８…減速機構、１９…ハンマ、１９ａ，２０ａ…当接部、２０…アンビル、２１…主軸、２２…駆動軸、２３…先端工具、２４…コイルばね、２６…トルクセンサ、２７…スリップリング、２８…回路基板、２９…トリガレバー、３０…本体制御回路、３１…電池パック装着部、３２…電池パック、３３…電力線、３４…速度検出部、３５…リード線、３６，３７，４３，５０…信号線、４０…回転軸、４０ａ…孔、４１…軸受、４２…ケース、４４…集電環、４５…ブラシ、４６…アーム部、４７…ばね、４８…端子箱、４９…端子部、６０…制御部、６１…トルク設定部、６２…モータ速度測定部、６３…制限速度算出部、６４…モータ制御部、６５…トルク測定部、６６…停止判定部、２００…回転部制御回路、２０１…衝撃センサ、２０２…打撃検出部、２０３…記録部、２０４…遅延回路、Ｉ…インパクトパルス、Ｎ…ノイズ、ｔ１，ｔ３，ｔ５…遅延時間、ｔ２，ｔ４…予備時間、Ｔ…トルク値、Ｔｏ…目標トルク、Ｔ１…衝撃閾値、Ｔ２…トルク閾値、Ｓ１…トルク検出信号、Ｓ２…ノイズ信号、Ｓ３…トルク遅延信号、Ｓ４…衝撃信号。
【図１】
2014133283.tif 000003
【図２】
2014133283.tif 000004
【図３】
2014133283.tif 000005
【図４】
2014133283.tif 000006
【図５】
2014133283.tif 000007
【図６】
2014133283.tif 000008
【図７】
2014133283.tif 000009
【図８】
2014133283.tif 000010
【図９】
2014133283.tif 000011