(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸を回転させる駆動手段および駆動軸の回転を所定の減速比でハンマに伝達する伝達機構から構成されてハンマを回転させる回転駆動部と、ハンマによって打撃され回転力が加えられる出力軸と、ハンマによる出力軸の打撃を検出する打撃検出手段と、出力軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、打撃検出手段が前回打撃を検出してから次に打撃を検出するまでの間に出力軸が回転する回転角を算出する打撃間回転角算出手段と、回転速度検出手段の検出した回転速度から出力軸に加えられたエネルギを算出するとともに、算出したエネルギを打撃間回転角算出手段の算出した回転角で除算して締付トルクを算出する締付トルク算出手段と、締付トルク算出手段の算出した締付トルクが規定値以上になると回転駆動部を停止させる制御手段と、駆動軸の回転角を検出する駆動軸回転角検出手段とを備え、打撃間回転角算出手段は、駆動軸回転角検出手段の検出値より打撃検出手段が前回打撃を検出してから次に打撃を検出するまでの間に回転した駆動軸の回転角を算出し、この回転角を伝達機構の減速比で除算した値から、出力軸が１回打撃される毎に発生するハンマと出力軸との回転角のずれを減算して、出力軸が打撃間に回転する回転角を算出することを特徴とするインパクト回転工具。
【請求項２】
ハンマを回転させる回転駆動部と、ハンマによって打撃され回転力が加えられる出力軸と、ハンマによる出力軸の打撃を検出する打撃検出手段と、出力軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、打撃検出手段が前回打撃を検出してから次に打撃を検出するまでの間に出力軸が回転する回転角を算出する打撃間回転角算出手段と、打撃間回転角算出手段により算出された回転角が所定のしきい値よりも小さくなってからハンマにより出力軸が打撃された回数を計数する打撃回数計数手段と、算出された回転角が前記しきい値よりも大きい場合は、回転速度検出手段の検出した回転速度から出力軸に加えられたエネルギを算出するとともに、算出したエネルギを打撃間回転角算出手段の算出した回転角で除算して締付トルクを算出し、且つ、算出された回転角が前記しきい値よりも小さい場合は、打撃回数計数手段の計数した打撃回数の平方根に、締め付ける部材に応じて決まる比例係数を乗算して締付トルクを算出する締付トルク算出手段と、締付トルク算出手段の算出した締付トルクが規定値以上になると回転駆動部を停止させる制御手段とを備えて成ることを特徴とするインパクト回転工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボルトやナット等のねじの締め付け作業及び緩め作業に使用するインパクトレンチやインパクトドライバのようなインパクト回転工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インパクト回転工具は、回転駆動されるハンマによる打撃衝撃を出力軸に加えることで出力軸を回転させて締め付け作業や緩め作業を行うものであり、モータの減速出力で出力軸を直接回転させる回転工具に比べて、高い締付トルクを得られるのであるが、その反面、小径のボルトやナットを締め付ける際は、締め過ぎて破損させてしまう場合があり、それを恐れた場合は締付トルクが不足することになる。
【０００３】
そのため、従来のインパクト回転工具では締付トルクを管理するために、ハンマによる出力軸の打撃回数をカウントし、その打撃回数が規定値に達すれば、所定の締付トルクで締め付けがなされたとしてモータを停止させていた。これは、締付トルクが着座後の打撃回数の平方根に比例するという関係を利用したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成のインパクト回転工具では、ボルトやナットが着座するまでに、打撃が発生しないことを前提としているが、塗装ボルトを締め込む際や木材など着座までに数多くの打撃が発生する部材の場合には適切な締付トルクで停止させることができないという問題がある。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、規定の締付トルクで締め付け作業を行うことのできるインパクト回転工具を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明では、駆動軸を回転させる駆動手段および駆動軸の回転を所定の減速比でハンマに伝達する伝達機構から構成されてハンマを回転させる回転駆動部と、ハンマによって打撃され回転力が加えられる出力軸と、ハンマによる出力軸の打撃を検出する打撃検出手段と、出力軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、打撃検出手段が前回打撃を検出してから次に打撃を検出するまでの間に出力軸が回転する回転角を算出する打撃間回転角算出手段と、回転速度検出手段の検出した回転速度から出力軸に加えられたエネルギを算出するとともに、算出したエネルギを打撃間回転角算出手段の算出した回転角で除算して締付トルクを算出する締付トルク算出手段と、締付トルク算出手段の算出した締付トルクが規定値以上になると回転駆動部を停止させる制御手段と、駆動軸の回転角を検出する駆動軸回転角検出手段とを備え、打撃間回転角算出手段は、駆動軸回転角検出手段の検出値より打撃検出手段が前回打撃を検出してから次に打撃を検出するまでの間に回転した駆動軸の回転角を算出し、この回転角を伝達機構の減速比で除算した値から、出力軸が１回打撃される毎に発生するハンマと出力軸との回転角のずれを減算して、出力軸が打撃間に回転する回転角を算出することを特徴とし、ハンマが出力軸を打撃することによって出力軸に加えられたエネルギが、ねじを締め付けるのに消費されるエネルギと略等しくなるから、締付トルク算出手段が回転速度検出手段の検出した回転速度から出力軸に加えられたエネルギを算出するとともに、算出したエネルギを打撃間回転角算出手段の算出した回転角で除算して、締付トルクを算出しているので、締付トルクの検出精度を高めて、規定の締付トルクで締め付け作業を行うことができる。
【０００７】
しかも、打撃間回転角算出手段は、駆動軸回転角検出手段の検出した駆動軸の回転角を減速機構の減速比で除算した値から、出力軸が１回打撃される毎に発生するハンマと出力軸との回転角のずれを減算して、出力軸の回転角を算出しているので、オイルや粉塵などの影響を受けやすい出力軸に回転角を検出する回転角検出手段を設ける必要が無く、算出する締付トルクの信頼性を高めることができる。
【０００８】
請求項２の発明では、ハンマを回転させる回転駆動部と、ハンマによって打撃され回転力が加えられる出力軸と、ハンマによる出力軸の打撃を検出する打撃検出手段と、出力軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、打撃検出手段が前回打撃を検出してから次に打撃を検出するまでの間に出力軸が回転する回転角を算出する打撃間回転角算出手段と、打撃間回転角算出手段により算出された回転角が所定のしきい値よりも小さくなってからハンマにより出力軸が打撃された回数を計数する打撃回数計数手段と、算出された回転角が前記しきい値よりも大きい場合は、回転速度検出手段の検出した回転速度から出力軸に加えられたエネルギを算出するとともに、算出したエネルギを打撃間回転角算出手段の算出した回転角で除算して締付トルクを算出し、且つ、算出された回転角が前記しきい値よりも小さい場合は、打撃回数計数手段の計数した打撃回数の平方根に、締め付ける部材に応じて決まる比例係数を乗算して締付トルクを算出する締付トルク算出手段と、締付トルク算出手段の算出した締付トルクが規定値以上になると回転駆動部を停止させる制御手段とを備えて成ることを特徴とし、打撃間回転角算出手段の算出した回転角が所定のしきい値よりも小さくなると、回転角の検出誤差や検出した回転角でエネルギを除算する際に発生する誤差が無視できなくなるが、回転角が所定のしきい値よりも小さくなると、締付トルク算出手段は、打撃回数計数手段の計数した打撃回数の平方根に比例係数を乗算して締付トルクを算出しているので、出力軸の回転角が小さい高トルク領域において回転角の検出誤差や、検出した回転角でエネルギを除算する際に発生する誤差の影響を無くして、締付トルクの検出精度を向上させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１０】
（基本構成）
図１に本発明に係るインパクト回転工具の基本構成の概略構成図を示す。このインパクト回転工具は、駆動手段たるモータ１と、モータ１の回転を所定の減速比で減速する伝達機構たる減速機２と、モータ１の回転が減速機２を介して伝達されるハンマ３と、ハンマ３によって打撃されるアンビル部４を有しハンマ３がアンビル部４を打撃することにより回転力が衝撃的に加えられる出力軸５と、ハンマ３によるアンビル部４の打撃音を電気信号に変換するマイク６と、マイク６の出力電圧が所定のしきい値を上回ることからハンマ３によりアンビル部４が打撃されたことを検出する打撃検出部（打撃検出手段）７と、出力軸５に取り付けられ複数のスリット（図示せず）が円周状に形成された略円板状の遮光板８と、遮光板８のスリットが形成された部位を挟むようにして配置されたフォトインラプタ９と、遮光板８の回転に応じてフォトインタラプタ９から出力される信号を波形整形し、出力軸５の回転角に応じたパルス数のパルス信号を発生する波形整形回路１０と、打撃検出部７及び波形整形回路１０の出力から締付トルクを算出し、締付トルクが規定値以上になるとモータ１を停止させる停止信号を発生する制御回路部１１と、図示しない操作部の操作によって入力されるトリガ信号（速度指令）Ｓｔに応じてモータ１を回転させると共に、制御回路部１１から入力される停止信号に応じてモータ１の回転を停止させるモータ駆動部１２とで構成される。ここに、モータ１及び減速機２から回転駆動部が構成される。
【００１１】
また、制御回路部１１は、波形整形回路１０から入力されるパルス信号のパルス数をカウントするカウンタ１３と、一定の時間間隔で割込信号を発生するタイマ１４と、タイマ１４より割込信号が前回入力されてから次回入力されるまでの間のカウンタ１３のカウント値より出力軸５の回転速度を算出する回転速度算出部（回転速度検出手段）１５と、カウンタ１３のカウント値より打撃検出部７が前回打撃を検出してから次に打撃を検出するまでの間の出力軸５の回転角を算出する打撃間回転角算出部（打撃間回転角算出手段）１６と、出力軸５が打撃された時点で回転速度算出部１５が算出した出力軸５の回転速度から出力軸５に加えられたエネルギを算出すると共に、このエネルギと打撃間回転角算出部１６の算出した回転角とから締付トルクを算出し、締付トルクが規定のトルク以上になるとモータ１を停止させる停止信号を発生するトルク算出部１７とで構成され、制御回路部１１は例えば１チップのマイクロコンピュータにより構成される。
【００１２】
ところで、このインパクト回転工具ではハンマ３がアンビル部４を打撃することによって出力軸５に加えられるエネルギが、ボルトやナットなどのねじの締め付けに消費されるエネルギに略等しいことから、ねじを締め付ける締付トルクを算出している。ねじが着座した後に回転する出力軸５の回転角θ［ｒａｄ］と締付トルクＴ［Ｎ・ｍ］との関係は締め付ける部材によって異なるが、回転角θと締付トルクＴとの関係が図３に示すような関数Ｔ＝τ（θ）で表されるものとし、ハンマ３によるアンビル部４の打撃が、それぞれ、回転角θ１，θ２，θ３…の位置で発生したものとする。
【００１３】
ここで、関数τを区間（θ１，θ２）で積分した値Ｅ１はねじの締め付け作業に消費されたエネルギであり、回転角θがθ１の時にハンマ３の打撃によって出力軸５に加えられたエネルギと等しくなる。したがって、区間（θ１，θ２）における平均トルクＴａは、Ｔａ＝Ｅ１／（θ２−θ１）と表される。すなわち、区間（θｎ，θ（ｎ＋１））（ｎ＝１，２，３…）における平均トルクＴａは、関数τ（θ）を区間（θｎ，θ（ｎ＋１））で積分した値をＥｎとすると、Ｔａ＝Ｅｎ／（θ（ｎ＋１）−θｎ）と表される。したがって、ねじなどの締付トルクを管理するには、平均トルクＴａが設定トルク以上になった時に、制御回路部１１がモータ駆動部１２を制御してモータ１を停止させれば良い。
【００１４】
以下に、各部の動作を図２のフローチャートを参照して簡単に説明する。打撃検出部７は、マイク６の出力電圧が所定のしきい値を上回ることから、ハンマ３によってアンビル部４が打撃されたことを検出しており、打撃検出部７は打撃を検出すると、割込信号を打撃間回転角算出部１６に出力する（ステップＳ１）。
【００１５】
また、ハンマ３によってアンビル部４が打撃され、出力軸５が回転すると、遮光板８が出力軸５と共に回転し、出力軸５の回転に応じてフォトインタラプタ９の出力が変化する。波形成形回路１０はフォトインタラプタ９の出力を波形整形したパルス信号を発生しており、このパルス信号のパルス数をカウンタ１３が計数している。
【００１６】
打撃検出部７から打撃間回転角算出部１６に割込信号が入力されると、打撃間回転角算出部１６はカウンタ１３からカウント値Ｃを読み込み、このカウント値Ｃに係数Ｋ１を乗じて、打撃検出部７が前回打撃を検出してから現在までに出力軸５が回転した回転角θ（＝Ｋ１×Ｃ）を算出する（ステップＳ２）。そして、回転角θの算出後、打撃間回転角算出部１６はカウンタ１３のカウント値Ｃをクリアする。但し、係数Ｋ１は、出力軸５が１回転する間に波形整形回路１０から出力されるパルスの数Ｎｐで２πを除算した値（Ｋ１＝２π／Ｎｐ）、すなわち１パルス当たりの出力軸５の回転角［ｒａｄ］である。
【００１７】
また、タイマ１４は一定の時間間隔で割込信号を回転速度算出部１５に出力しており、タイマ１４から回転速度算出部１５に割込信号が入力されると、回転速度算出部１５はカウンタ１３のカウント値Ｃを読み込み、前回割込信号が入力された時点でのカウント値Ｃと現在のカウント値Ｃとの差分から一定時間内に発生したパルスの数を算出し、このパルス数に相当する出力軸５の回転角度を一定時間で除算することにより、出力軸５の回転速度ωを算出する。
【００１８】
次にトルク算出部１７は、回転速度算出部１５の算出した打撃直後の出力軸５の回転速度ωから、式（１）を用いて出力軸５に加えられたエネルギＥを算出する（ステップＳ４）。但し、Ｊａは出力軸５の回転モーメントである。
【００１９】
Ｅ＝（１／２）×Ｊａ×ω2  ・・・（１）
ここで、トルク算出手段としてのトルク算出部１７は、式（１）から求めたエネルギＥを、打撃間回転角算出部１６が算出した回転角θで除算することにより、出力軸５が打撃される間の平均トルクＴａを算出しており（ステップＳ５）、算出した平均トルクＴａが設定値Ｔｓｅｔより大きいか否かを判断する（ステップＳ６）。ここで、平均トルクＴａが設定値Ｔｓｅｔ以下であれば、トルク算出部１７はねじが着座していないと判断し、カウント値ｎを０にリセットして（ステップＳ７）、割込処理を終了する（ステップＳ１１）。
【００２０】
一方、平均トルクＴａが設定値Ｔｓｅｔよりも大きければ、トルク算出部１７はねじが着座したと判断し、カウント値ｎに１を加算し（ステップＳ８）、カウント値ｎが設定値Ｎよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ９）。ここで、カウント値ｎが設定値Ｎ以下であれば、トルク算出部１７は締付トルクが規定値に達していないと判断して、割込処理を終了する（ステップＳ１１）。一方、カウント値ｎが設定値Ｎよりも大きければ、すなわち平均トルクＴａがＮ回連続して設定値Ｔｓｅｔを上回ると、制御手段としてのトルク算出部１７は締付トルクが規定値以上になったと判断して、モータ駆動部１２に停止信号を出力し、モータ１を停止させ（ステップＳ１０）、割込処理を終了する（ステップＳ１１）。
【００２１】
このように、トルク算出部１７は、回転速度算出部１５の算出した回転速度より、ハンマ３が出力軸５を打撃することによって出力軸５に加えられるエネルギＥを算出しており、このエネルギがねじを締め付けるのに消費されるエネルギと略等しくなることから、エネルギＥを打撃間回転角算出部１６の算出した回転角θで除算して、締付トルクを算出している。したがって、着座までに打撃の発生するような部材においても、締付トルクを高精度に検出することができ、規定の締付トルクで締め付け作業を行うことができる。また、締付トルクを適切に設定することにより、ねじを座面に密着した状態（着座状態）で停止させることができる。尚、出力軸５が打撃される毎に出力軸５に加えられるエネルギを略一定と仮定できる場合は、打撃間回転角算出部１６の算出した出力軸５の回転角θがある一定の値以下になった時、すなわちエネルギを回転角θで除算した結果（締付トルク）が規定トルク以上になった時に、トルク算出部１７が停止信号をモータ駆動部１２に出力して、モータ１を停止させるようにしても良く、この場合は回転速度算出部１５を省略することができる。
（実施形態１）
図４に本実施形態のインパクト回転工具の概略構成図を示す。本実施形態では、基本構成で説明したインパクト回転工具において、遮光板８及びフォトインタラプタ９の代わりに、モータ１に設けられ、モータ１の回転数に比例した周波数の信号を発生する駆動軸回転角検出手段としての周波数ジェネレータ（ＦＧ）１８を設けている。波形整形回路１０は周波数ジェネレータ１８の発生した信号を波形整形し、出力軸５の回転角に応じたパルス数のパルス信号を出力しており、カウンタ１３は波形成形回路１０から入力されるパルス信号のパルス数をカウントしている。尚、周波数ジェネレータ１８以外の構成は基本構成で説明したインパクト回転工具と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００２２】
基本構成で説明したインパクト回転工具では、出力軸５の回転角を直接検出していたが、本実施形態のインパクト回転工具では、モータ１の駆動軸の回転角から出力軸５の回転角を算出している。以下に、回転速度算出部１５が出力軸５の回転角を算出する際の処理について図５のフローチャートを参照して説明する。
【００２３】
打撃検出部７が、基本構成で説明したインパクト回転工具と同様にして、マイク６の出力電圧から出力軸５が打撃されたことを検出し、打撃間回転角算出部１６に割込信号を出力すると（ステップＳ２１）、打撃間回転角算出部１６はカウンタ１３のカウント値Ｃを読み込み、式（２）、式（３）を用いて打撃検出部７が前回打撃を検出してから次に打撃を検出するまでの間に出力軸５が回転する回転角θを算出する（ステップＳ２２）。
【００２４】
Φ＝２πＣ／Ｍ  ・・・（２）
θ＝Φ／Ｋ２−θａ＝２πＣ／（Ｍ・Ｋ２）−θａ  ・・・（３）
ここに、Φは、打撃検出部７が前回打撃を検出してから次に打撃を検出するまでの間にモータ１の駆動軸が回転する回転角、Ｍは、モータ１の駆動軸が１回転する間に波形成形回路１０から出力されるパルスの数、Ｋ２は減速機３の減速比、θａは、ハンマ３がアンビル部４を一回打撃する際に発生するハンマ３と出力軸５との回転角のずれである。
【００２５】
そして、打撃間回転角算出部１６が出力軸５の回転角θを算出すると、打撃間回転角算出部１６はカウンタ１３のカウント値Ｃをクリアして（ステップＳ２３）、回転角θの算出処理を終了する（ステップＳ２４）。尚、出力軸５の回転角θを算出した後の処理は、基本構成で説明したステップＳ４〜Ｓ１１までの処理と同様であるので、その説明は省略する。
【００２６】
本実施形態のインパクト回転工具では、モータ１に設けた周波数ジェネレータ１８の出力から出力軸５の回転角を算出しているので、オイルや粉塵などの影響を受けやすい出力軸５の近傍に、出力軸５の回転角を検出するためのセンサを設ける必要がなく、算出する締付トルクの信頼性が向上する。
【００２７】
（実施形態２）
基本構成で説明したインパクト回転工具では、回転速度算出部１５が打撃直後の出力軸５の回転速度ωを算出するとともに、出力軸５が前回打撃されてから次に打撃されるまでの間に回転した回転角θを打撃間回転角算出部１６が算出しており、トルク算出部１７は出力軸５の回転速度ωから出力軸５に加えられたエネルギＥを算出し、さらに算出したエネルギＥを回転角θで除算して平均トルクＴａを算出しているが、出力軸５の回転角θが非常に小さくなる高トルク領域では、回転角θの検出誤差や、エネルギＥを回転角θで除算する際に発生する誤差が無視できなくなる。
【００２８】
そこで、本実施形態のインパクト回転工具では、打撃間回転角算出部１６の算出した回転角θが十分大きく、回転角θ自体の検出誤差や、エネルギＥを回転角θで除算する際に発生する誤差が無視できる範囲においては、トルク算出部１７は基本構成で説明したインパクト回転工具と同様の方法で平均トルクＴａを算出している。一方、回転角θが所定のしきい値よりも小さくなって、回転角θ自体の検出誤差や、エネルギＥを回転角θで除算する際に発生する誤差が無視できなくなる範囲においては、回転角θが所定のしきい値よりも小さくなった後に出力軸５が打撃された回数の平方根に、締め付ける部材によって決まる比例係数Ｋ３を乗じて、平均トルクＴａを算出している。尚、インパクト回転工具の構成は基本構成で説明したインパクト回転工具と同様であるので、その説明は省略する。
【００２９】
以下に、トルク算出部１７がトルクを算出する際の処理について図６のフローチャートを参照して説明する。尚、プログラム実行時にフラグｆｌａｇ及び変数Ｎｉの値はそれぞれ０に初期化されているものとする。
【００３０】
基本構成のインパクト回転工具で説明したように、出力軸５がハンマ３によって打撃されるのを打撃検出部７が検出すると、打撃検出部７は打撃間回転角算出部１６に割込信号を出力する。打撃検出部７から打撃間回転角算出部１６に割込信号が入力されると、打撃間回転角算出部１６は出力軸５が前回打撃されてから現在までに回転した回転角θを算出し、トルク算出部１７がトルクの算出処理を開始する（ステップＳ３１）。
【００３１】
トルク算出部１７はフラグｆｌａｇの値が１か否かを判断する（ステップＳ３２）。プログラム実行時にはフラグｆｌａｇの値は０に初期化されており、フラグｆｌａｇの値が０であれば、トルク算出部１７は、打撃間回転角算出部１６が算出した回転角θが所定のしきい値θｔｈよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ３３）。
【００３２】
ここで、回転角θがしきい値θｔｈよりも大きければ、トルク算出部１７は、回転速度算出部１５の算出した打撃直後における出力軸５の回転速度ωから、上述した式（１）を用いて出力軸５に加えられたエネルギＥを算出する（ステップＳ３４）。そして、トルク算出部１７は、式（１）を用いて算出したエネルギＥを、打撃間回転角算出部１６の算出した回転角θで除算することにより、平均トルクＴａ（＝Ｅ／θ）を算出する（ステップＳ３５）。一方、回転角θがしきい値θｔｈ以下になると、トルク算出部１７はフラグｆｌａｇの値を１にセットした後（ステップＳ３６）、上述したステップＳ３４、Ｓ３５の処理を行って平均トルクＴａを算出する。
【００３３】
ところで、打撃間回転角算出部１６の算出した回転角θがしきい値θｔｈ以下になると、上述のようにトルク算出部１７はフラグｆｌａｇの値を１にセットする。したがって、次回出力軸５がハンマ３によって打撃され、打撃検出部７が割込信号を打撃間回転角算出部１６に出力すると、打撃間回転角算出部１６は、出力軸５が前回打撃されてから現在までに回転した回転角θを算出し、トルク算出部１７がトルクの算出処理を開始する（ステップＳ３１）。この時、トルク算出部１７はフラグｆｌａｇの値が１か否かを判断し（ステップＳ３２）、フラグｆｌａｇの値が１であれば、変数Ｎｉに１を加算する（ステップＳ３７）。そして、トルク算出部１７は式（４）を用いて平均トルクＴａを算出する（ステップＳ３８）。
【００３４】
Ｔａ＝Ｋ３・（Ｎｉ）1/2  ・・・（４）
次に、トルク算出部１７は、算出した平均トルクＴａが設定値Ｔｓｅｔより大きいか否かを判断し（ステップＳ３９）、平均トルクＴａが設定値Ｔｓｅｔ以下であれば、トルク算出部１７はねじが着座していないと判断して、カウント値ｎを０にリセットし（ステップＳ４０）、トルクの算出処理を終了する（ステップＳ４４）。一方、平均トルクＴａが設定値Ｔｓｅｔよりも大きければ、トルク算出部１７はねじが着座したと判断して、カウント値ｎに１を加算し（ステップＳ４１）、カウント値ｎが所定の設定値Ｎよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ４２）。ここで、カウント値ｎが設定値Ｎ以下であれば、トルク算出部１７は締付トルクが規定値に達していないと判断して、トルクの算出処理を終了する（ステップＳ４４）。一方、カウント値ｎが設定値Ｎよりも大きければ、すなわち平均トルクＴａがＮ回連続して設定値Ｔｓｅｔを上回ると、トルク算出部１７は締付トルクが規定値以上になったと判断して、モータ駆動部１２に停止信号を出力し、モータ１を停止させ（ステップＳ４３）、トルクの算出処理を終了する（ステップＳ４４）。
【００３５】
上述のように本実施形態では、初期状態において、フラグｆｌａｇの値が０に初期化されているので、トルク算出部１７は基本構成で説明したインパクト回転工具と同様にして平均トルクＴａを算出する。その後、回転角θがしきい値θｔｈ以下になり、回転角θ自体の検出誤差や、エネルギＥを回転角θで除算する際に発生する誤差が無視できなくなる場合には、回転角θがしきい値ｔｈ以下になってから出力軸５がハンマ３により打撃された回数（すなわち変数Ｎｉ）の平方根に、締め付ける部材に応じて決まる比例係数Ｋ３を乗じて、締付トルクＴａを算出しているので、高トルク領域において回転角θの検出誤差やエネルギＥを回転角θで除算する際に発生する誤差を無くすことができる。すなわち、トルク算出部１７は低トルク領域と高トルク領域とで締付トルクの算出方法を切り換えており、何れの領域においても締付トルクを高精度で算出することができる。
【００３６】
そして、算出した平均トルクＴａがＮ回連続して設定値Ｔｓｅｔを越えると、締付トルクが規定値を上回ったと判断し、トルク算出部１７はモータ駆動部１２に停止信号を出力して、モータ１を停止させているので、締付トルクの管理を高い精度で行うことができる。
【００３７】
【発明の効果】
上述のように、請求項１の発明は、駆動軸を回転させる駆動手段および駆動軸の回転を所定の減速比でハンマに伝達する伝達機構から構成されてハンマを回転させる回転駆動部と、ハンマによって打撃され回転力が加えられる出力軸と、ハンマによる出力軸の打撃を検出する打撃検出手段と、出力軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、打撃検出手段が前回打撃を検出してから次に打撃を検出するまでの間に出力軸が回転する回転角を算出する打撃間回転角算出手段と、回転速度検出手段の検出した回転速度から出力軸に加えられたエネルギを算出するとともに、算出したエネルギを打撃間回転角算出手段の算出した回転角で除算して締付トルクを算出する締付トルク算出手段と、締付トルク算出手段の算出した締付トルクが規定値以上になると回転駆動部を停止させる制御手段と、駆動軸の回転角を検出する駆動軸回転角検出手段とを備え、打撃間回転角算出手段は、駆動軸回転角検出手段の検出値より打撃検出手段が前回打撃を検出してから次に打撃を検出するまでの間に回転した駆動軸の回転角を算出し、この回転角を伝達機構の減速比で除算した値から、出力軸が１回打撃される毎に発生するハンマと出力軸との回転角のずれを減算して、出力軸が打撃間に回転する回転角を算出することを特徴とし、ハンマが出力軸を打撃することによって出力軸に加えられたエネルギが、ねじを締め付けるのに消費されるエネルギと略等しくなるから、締付トルク算出手段が回転速度検出手段の検出した回転速度から出力軸に加えられたエネルギを算出するとともに、算出したエネルギを打撃間回転角算出手段の算出した回転角で除算して、締付トルクを算出しているので、締付トルクの検出精度を高めて、規定の締付トルクで締め付け作業を行うことのできるという効果がある。
【００３８】
しかも、打撃間回転角算出手段は、駆動軸回転角検出手段の検出した駆動軸の回転角を減速機構の減速比で除算した値に、出力軸が１回打撃される毎に発生するハンマと出力軸との回転角のずれを減算して、出力軸の回転角を算出しているので、オイルや粉塵などの影響を受けやすい出力軸に回転角を検出する回転角検出手段を設ける必要が無く、算出する締付トルクの信頼性を高めることができるという効果がある。
【００３９】
請求項２の発明は、ハンマを回転させる回転駆動部と、ハンマによって打撃され回転力が加えられる出力軸と、ハンマによる出力軸の打撃を検出する打撃検出手段と、出力軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、打撃検出手段が前回打撃を検出してから次に打撃を検出するまでの間に出力軸が回転する回転角を算出する打撃間回転角算出手段と、打撃間回転角算出手段により算出された回転角が所定のしきい値よりも小さくなってからハンマにより出力軸が打撃された回数を計数する打撃回数計数手段と、算出された回転角が前記しきい値よりも大きい場合は、回転速度検出手段の検出した回転速度から出力軸に加えられたエネルギを算出するとともに、算出したエネルギを打撃間回転角算出手段の算出した回転角で除算して締付トルクを算出し、且つ、算出された回転角が前記しきい値よりも小さい場合は、打撃回数計数手段の計数した打撃回数の平方根に、締め付ける部材に応じて決まる比例係数を乗算して締付トルクを算出する締付トルク算出手段と、締付トルク算出手段の算出した締付トルクが規定値以上になると回転駆動部を停止させる制御手段とを備えて成ることを特徴とし、打撃間回転角算出手段の算出した回転角が所定のしきい値よりも小さくなると、回転角の検出誤差や検出した回転角でエネルギを除算する際の誤差が無視できなくなるが、回転角が所定のしきい値よりも小さくなると、締付トルク算出手段は、打撃回数計数手段の計数した打撃回数の平方根に比例係数を乗算して締付トルクを算出しているので、高トルク領域において回転角の検出誤差や、検出した回転角でエネルギを除算する際に発生する誤差の影響を無くして、締付トルクを高精度で検出することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  インパクト回転工具の基本構成を示す概略構成図である。
【図２】  同上の動作を説明するフローチャートである。
【図３】  同上の出力軸の回転角と締付トルクの関係を示す図である。
【図４】  実施形態１のインパクト回転工具の概略構成図である。
【図５】  同上の動作を説明するフローチャートである。
【図６】  実施形態２のインパクト回転工具の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１  モータ
３  ハンマ
５  出力軸
７  打撃検出部
１０  波形整形回路
１３  カウンタ
１５  回転速度算出部
１６  打撃間回転角算出部
１７  トルク算出部
【図１】
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【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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