JP2012035358A

Movatterモバイル変換

Info

Publication number: JP2012035358A
Application number: JP2010176599A
Authority: JP
Inventors: Masato Sakakibara; 正人榊原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-08-05
Filing date: 2010-08-05
Publication date: 2012-02-23

Abstract

Translated fromJapanese

【課題】ネジを確実に締め付けることができる打撃式締め付け工具を提供する。
【解決手段】エアモータ２３（もしくは電動モータ）と、該エアモータ２３からの回転トルクが変換されたパルス状の打撃トルクが付与されて回転する主軸２４とを備え、該主軸２４の回転により、ネジ１００の締め付けを行うインパクトレンチ１０であって、ネジ１００の締め付けトルクＴを検出するトルクセンサ３０と、前記主軸２４の回転角度を検出する角度センサ４０と、ネジ１００の締め付け完了を判断するコントローラ５０と、を具備し、前記コントローラ５０は、前記締め付けトルクＴと、主軸の回転角度の増加度合いを示す回転角度の増加分ΔＲと、に基づいて、ネジの締め付け完了を判断する。
【選択図】図４An impact-type tightening tool capable of securely tightening a screw is provided.
An air motor (or an electric motor) and a main shaft (24) which is rotated by applying a pulsed impact torque obtained by converting the rotational torque from the air motor (23). An impact wrench 10 for tightening a screw 100, a torque sensor 30 for detecting a tightening torque T of the screw 100, an angle sensor 40 for detecting a rotation angle of the main shaft 24, and a controller 50 for determining completion of tightening of the screw 100; The controller 50 determines the completion of screw tightening based on the tightening torque T and the increment ΔR of the rotation angle indicating the degree of increase in the rotation angle of the main shaft.
[Selection] Figure 4

Description

Translated fromJapanese

本発明は、ネジ等を締め付ける打撃式締め付け工具の技術に関する。 The present invention relates to a technique of an impact-type tightening tool for tightening a screw or the like.

従来、ボルトやナット等のネジの締め付けを行う打撃式締め付け工具としてのインパクトレンチは公知である。インパクトレンチは、パルス状のトルクを主軸に付与し、主軸の回転によりネジの締め付けを行う。特許文献１は、トルクセンサと、角度センサと、を備え、トルクセンサおよび角度センサにより検出した基準トルク範囲および基準回転角度範囲に基づいて、ネジの締め付け完了を判断するインパクトレンチを開示している。 Conventionally, an impact wrench is known as an impact-type tightening tool for tightening screws such as bolts and nuts. The impact wrench applies pulsed torque to the main shaft and tightens the screw by rotating the main shaft.Patent Document 1 discloses an impact wrench that includes a torque sensor and an angle sensor, and determines the completion of screw tightening based on a reference torque range and a reference rotation angle range detected by the torque sensor and the angle sensor. .

しかし、締結する母材同士の位置がずれている、あるいは、ネジと母材との隙間に異物が混入している場合には、ボルトが母材に正常に着座していない状態等の締め付けが緩い状態であっても、トルクセンサにより検出したトルクの大きさが、一時的に所定の大きさの基準トルク範囲に到達することがある。つまり、特許文献１に代表されるインパクトレンチでは、ネジの締め付けが緩い状態であってもネジの締め付け完了として判断する場合があった。 However, if the base materials to be fastened are misaligned, or if foreign matter is mixed in the gap between the screw and the base material, the bolts are not properly seated on the base material. Even in a loose state, the magnitude of torque detected by the torque sensor may temporarily reach a reference torque range of a predetermined magnitude. That is, in the impact wrench represented byPatent Document 1, there is a case where it is determined that the screw has been tightened even if the screw is loosely tightened.

特開２００９−１１３１３２号公報JP 2009-113132 A

解決しようとする課題は、ネジを確実に締め付けることができる打撃式締め付け工具を提供することである。 The problem to be solved is to provide an impact-type tightening tool that can securely tighten a screw.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

即ち、請求項１においては、回転駆動源と、該回転駆動源からの回転トルクが変換されたパルス状の打撃トルクが付与されて回転する主軸と、を備え、該主軸の回転により、ネジの締め付けを行う打撃式締め付け工具であって、ネジの締め付けトルクを検出するトルク検出手段と、前記主軸の回転角度を検出する角度検出手段と、ネジの締め付け完了を判断する制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記トルク検出手段により検出した締め付けトルクと、前記角度検出手段により検出した主軸の回転角度の増加度合いと、に基づいて、ネジの締め付け完了を判断するものである。 That is, according to the first aspect of the present invention, there is provided a rotation drive source and a main shaft that is rotated by applying a pulsed impact torque obtained by converting the rotation torque from the rotation drive source. An impact-type tightening tool for tightening, comprising: torque detecting means for detecting a screw tightening torque; angle detecting means for detecting a rotation angle of the spindle; and control means for determining completion of screw tightening. The control means determines the completion of screw tightening based on the tightening torque detected by the torque detecting means and the degree of increase in the rotation angle of the spindle detected by the angle detecting means.

請求項２においては、請求項１記載の打撃式締め付け工具であって、前記制御手段は、現在の打撃トルクによる主軸の回転角度と前回の打撃トルクによる主軸の回転角度との差を、回転角度の増加度合いを示す回転角度増加分として算出し、前記トルク検出手段により検出した締め付けトルクが所定値以上となった時に、前記回転角度増加分が所定値以下であれば、ネジの締め付け完了と判断するものである。 According to a second aspect of the present invention, in the striking-type tightening tool according to the first aspect, the control means calculates a difference between a rotation angle of the main shaft by the current striking torque and a rotation angle of the main shaft by the previous striking torque as a rotation angle. When the tightening torque detected by the torque detecting means is equal to or greater than a predetermined value and the increase in the rotational angle is equal to or less than a predetermined value, it is determined that screw tightening is complete. To do.

本発明の打撃式締め付け工具および打撃式締め付け工具によれば、ネジを確実に締め付けることができる。 According to the percussion type tightening tool and the percussion type tightening tool of the present invention, the screw can be securely tightened.

本発明の実施形態に係るインパクトレンチの構成を示す一部断面図。The partial sectional view showing the composition of the impact wrench concerning the embodiment of the present invention.同じくインパクトレンチの制御構成を示すブロック図。The block diagram which similarly shows the control structure of an impact wrench.（Ａ）打撃数とトルクとの関係を示すグラフ図、（Ｂ）打撃数と回転角度との関係を示すグラフ図。(A) A graph showing the relationship between the number of hits and the torque, and (B) a graph showing the relationship between the number of hits and the rotation angle.インパクトレンチによる締め付け制御の流れを示すフロー図。The flowchart which shows the flow of the tightening control by an impact wrench.本発明の実施形態の効果をインパクトレンチの回転角度と締め付けトルクとの関係によって示すグラフ図。The graph which shows the effect of embodiment of this invention by the relationship between the rotation angle of an impact wrench, and a fastening torque.本発明の実施形態の効果をインパクトレンチの回転角度と締め付けトルクとの関係によって示す別のグラフ図。The another graph figure which shows the effect of embodiment of this invention by the relationship between the rotation angle of an impact wrench, and a fastening torque.

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１および図２を用いて、打撃式締め付け工具としてのインパクトレンチ１０について説明する。
図１に示すように、インパクトレンチ１０は、例えば母材１０１と母材１０２とを、ネジ１００とナット１０５とで締結する際に、ネジ１００を締め付けるために用いられる工具である。インパクトレンチ１０は、ツール本体２０と、制御手段としてのコントローラ５０と（図２参照）、を具備している。ツール本体２０は、ハウジング２２内に、回転駆動源としてのエアモータ２３と、主軸２４と、打撃トルク発生装置２８とを具備して構成されおり、ハウジング２２には把持部２２ａが形成されている。なお、エアモータ２３は電動モータであっても良い。Next, embodiments of the invention will be described.
Animpact wrench 10 as an impact-type tightening tool will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, theimpact wrench 10 is a tool used to tighten thescrew 100 when, for example, thebase material 101 and thebase material 102 are fastened with ascrew 100 and anut 105. Theimpact wrench 10 includes a toolmain body 20 and a controller 50 (see FIG. 2) as control means. The toolmain body 20 includes anair motor 23 as a rotational drive source, amain shaft 24, and astriking torque generator 28 in ahousing 22, and thehousing 22 has a grippingportion 22a. Theair motor 23 may be an electric motor.

エアモータ２３は、高圧空気により回転トルクを発生させるロータ２５を具備している。主軸２４は、ツール本体２０における出力軸であり、ハウジング２２に回転可能に支持されている。主軸２４の先端部２４ａは、ハウジング２２から突出し、アタッチメント６０を介してネジ１００に対して係合する部分である。打撃トルク発生装置２８は、エアモータ２３からの連続的な回転トルクをパルス状の打撃トルクに変換する装置である。打撃トルク発生装置２８により変換されたパルス状の打撃トルクは主軸２４に伝達され、主軸２４を回転駆動する。 Theair motor 23 includes arotor 25 that generates rotational torque with high-pressure air. Themain shaft 24 is an output shaft in thetool body 20 and is rotatably supported by thehousing 22. Thedistal end portion 24 a of themain shaft 24 is a portion that protrudes from thehousing 22 and engages with thescrew 100 via theattachment 60. Thestriking torque generator 28 is a device that converts continuous rotational torque from theair motor 23 into pulsed striking torque. The pulsed impact torque converted by the impacttorque generating device 28 is transmitted to themain shaft 24 to drive themain shaft 24 in rotation.

ハウジング２２の把持部２２ａには、操作レバー２６と、メインバルブ２７とが備えられている。操作レバー２６は、メインバルブ２７と連動しており、ロータ２５に対する高圧空気の供給および停止の操作を行うものである。メインバルブ２７は、ロータ２５へ高圧空気の供給および停止を行うものである。 Anoperation lever 26 and amain valve 27 are provided on thegrip portion 22 a of thehousing 22. Theoperation lever 26 is interlocked with themain valve 27 and performs operations for supplying and stopping high-pressure air to therotor 25. Themain valve 27 supplies and stops high-pressure air to therotor 25.

このような構成とすることで、エアモータ２３からの連続的な回転トルクが、主軸２４に対するパルス状の打撃トルクに変換され、打撃トルクはアタッチメント６０を介してネジ１００を締め付けることができる。つまり、打撃トルク発生装置２８から伝達された打撃トルクにより主軸２４が回転駆動され、この主軸２４の回転駆動力により、アタッチメント６０を介して主軸２４に接続されたネジ１００が締め付けられる。 With such a configuration, the continuous rotational torque from theair motor 23 is converted into a pulsed impact torque on themain shaft 24, and the impact torque can tighten thescrew 100 via theattachment 60. That is, themain shaft 24 is rotationally driven by the impact torque transmitted from the impacttorque generating device 28, and thescrew 100 connected to themain shaft 24 via theattachment 60 is tightened by the rotational driving force of themain shaft 24.

ツール本体２０は、締め付けトルク検出手段としてのトルクセンサ３０と、回転角度検出手段としての角度センサ４０と、を具備している。トルクセンサ３０は、ネジ１００の締め付けトルクを検出するセンサである。トルクセンサ３０は、ハウジング２２内に設けられ、主軸２４の所定の部分を周回するように配設される励磁コイル３１と検出コイル３２とを備える磁歪式センサとして構成されている。 The toolmain body 20 includes atorque sensor 30 as a tightening torque detection unit and anangle sensor 40 as a rotation angle detection unit. Thetorque sensor 30 is a sensor that detects the tightening torque of thescrew 100. Thetorque sensor 30 is configured as a magnetostrictive sensor that is provided in thehousing 22 and includes anexcitation coil 31 and adetection coil 32 that are arranged so as to go around a predetermined portion of themain shaft 24.

角度センサ４０は、主軸２４の回転角度を検出するセンサである。角度センサ４０は、ハウジング２２内に設けられ、主軸２４の所定の部分に設けられるロータ鉄心４１と、ロータ鉄心４１を周回するように設けられるステータ鉄心４２と、ステータ鉄心４２に巻着されるステータコイル４３と、を備える磁気式センサとして構成されている。 Theangle sensor 40 is a sensor that detects the rotation angle of themain shaft 24. Theangle sensor 40 is provided in thehousing 22, a rotor iron core 41 provided in a predetermined portion of themain shaft 24, astator iron core 42 provided so as to circulate around the rotor iron core 41, and a stator wound around thestator iron core 42. The magnetic sensor is provided with acoil 43.

図２に示すように、コントローラ５０には、トルクセンサ３０と、角度センサ４０と、表示部５１と、が接続されている。コントローラ５０は、インパクトレンチ１０の締め付け動作を制御するとともに、ネジ１００の締め付け完了を判断するものである。表示部５１は、例えばグラフ等で示される、トルクセンサ３０により検出された締め付けトルクＴと角度センサ４０により検出された主軸４の回転角度Ｒとの関係や、ネジ１００の締め付けに際しての締め付け不良の検知結果等を表示するものである。 As shown in FIG. 2, thetorque sensor 30, theangle sensor 40, and thedisplay unit 51 are connected to thecontroller 50. Thecontroller 50 controls the tightening operation of theimpact wrench 10 and determines completion of tightening of thescrew 100. Thedisplay unit 51 displays, for example, a relationship between the tightening torque T detected by thetorque sensor 30 and the rotation angle R of the main shaft 4 detected by theangle sensor 40 as shown by a graph or the like, or a tightening failure when thescrew 100 is tightened. A detection result or the like is displayed.

図３を用いて、インパクトレンチ１０を用いてネジ１００を締め付ける際の打撃数Ｎと締め付けトルクＴとの関係、打撃数Ｎと回転角度Ｒとの関係について説明する。
図３（Ａ）のグラフは、インパクトレンチ１０を用いてネジ１００を締め付ける時の打撃数Ｎと締め付けトルクＴとの関係を示している。基準締め付けトルクＴｓは、ネジ１００の締め付けが完了したことを判断するための基準となる締め付けトルクである。なお、インパクトレンチ１０において、操作レバー２６がＯＮされてからがワークに仮に着座する（ネジがワークの座面に対して接触する）までの状態、いわゆるフリーランの状態については図示を省略している。そのため、スタートトルクＴ０は、ネジ１００が母材１０１に着座することによって生じる締め付けトルクである。With reference to FIG. 3, the relationship between the number of impacts N and the tightening torque T when tightening thescrew 100 using theimpact wrench 10 and the relationship between the number of impacts N and the rotation angle R will be described.
The graph in FIG. 3A shows the relationship between the number of impacts N and the tightening torque T when thescrew 100 is tightened using theimpact wrench 10. The reference tightening torque Ts is a tightening torque that serves as a reference for determining that the tightening of thescrew 100 has been completed. In theimpact wrench 10, the state from the time when theoperation lever 26 is turned on until the seat is temporarily seated on the workpiece (the screw comes into contact with the seat surface of the workpiece), that is, the so-called free-run state is not shown. Yes. Therefore, the start torque T0 is a tightening torque generated when thescrew 100 is seated on thebase material 101.

図３（Ｂ）のグラフは、インパクトレンチ１０を用いてネジ１００を締め付ける時の打撃数Ｎと回転角度Ｒとの関係を示している。図３（Ａ）と同様に、フリーランの状態については図示を省略している。そのため、スタート回転角度Ｒ０は、上述した締め付けスタートトルクＴ０が生じる時の回転角度を示している。 The graph of FIG. 3B shows the relationship between the number of hits N and the rotation angle R when theimpact wrench 10 is used to tighten thescrew 100. As in FIG. 3A, the illustration of the free-run state is omitted. Therefore, the start rotation angle R0 indicates a rotation angle when the above-described tightening start torque T0 is generated.

ここで、現在の打撃としてのＮ回目の打撃による回転角度Ｒから、前回の打撃としてのＮ―１回目の打撃による回転角度Ｒ−１を引いた回転角度を、回転角度の増加度合いを示す回転角度増加分ΔＲと定義する。言い換えれば、回転角度増加分ΔＲとは、Ｎ回目の打撃のみによって主軸２４が回転した分の回転角度とも言える。 Here, the rotation angle obtained by subtracting the rotation angle R-1 due to the N-1th hit as the previous hit from the rotation angle R due to the Nth hit as the current hit is a rotation indicating the degree of increase in the rotation angle. This is defined as an angle increase ΔR. In other words, the rotation angle increase ΔR can be said to be a rotation angle corresponding to the rotation of themain shaft 24 only by the Nth hit.

このとき、正常な状態でインパクトレンチ１０を用いてネジ１００を締め付けるのであれば、スタート回転角度Ｒ０からネジ１００が十分に締め付けられるまでは、回転角度Ｒは所定角度以上の大きさの回転角度増加分ΔＲずつ増加していくが、ネジ１００が十分に締め付けられた後は、回転角度Ｒの増加は、所定角度よりも小さな回転角度増加分ΔＲとなる。すなわち、ネジ１００が十分に締め付けられた時には、回転角度Ｒの増加分が小さくなることが分かっている（図中の範囲Ｘ）。ここで、ネジ１００の締め付けが完了したことを判断するための基準となる回転角度増加分ΔＲを基準増加分ΔＲｓとする。 At this time, if thescrew 100 is tightened using theimpact wrench 10 in a normal state, the rotation angle R increases by a rotation angle larger than a predetermined angle until thescrew 100 is sufficiently tightened from the start rotation angle R0. The rotation angle R increases in increments of ΔR, but after thescrew 100 is sufficiently tightened, the increase in the rotation angle R becomes a rotation angle increase ΔR smaller than the predetermined angle. That is, it is known that when thescrew 100 is sufficiently tightened, the increment of the rotation angle R becomes small (range X in the figure). Here, the rotation angle increment ΔR that serves as a reference for determining that the tightening of thescrew 100 has been completed is defined as a reference increment ΔRs.

図４を用いて、インパクトレンチ１０の締め付け制御について説明する。
インパクトレンチ１０は、コントローラ５０の制御により締め付けを開始した後、ステップＳ１１０において、Ｎ回目の打撃による締め付けを行う。
次に、コントローラ５０は、ステップＳ１２０において、Ｎ回目の打撃による締め付け時の、トルクセンサ３０によって検出される締め付けトルクＴを認識し、締め付けトルクＴが予めコントローラ５０に設定されている基準締め付けトルクＴｓより大きい値であるかを確認する。締め付けトルクＴが基準締め付けトルクＴｓより大きい値であれば、ステップＳ１３０へ移行する。締め付けトルクＴが基準締め付けトルクＴｓ以下の値であれば、ステップＳ１１０へ移行し、継続して締め付けを行う。The tightening control of theimpact wrench 10 will be described with reference to FIG.
After theimpact wrench 10 starts tightening under the control of thecontroller 50, in step S110, theimpact wrench 10 performs tightening by the Nth impact.
Next, in step S120, thecontroller 50 recognizes the tightening torque T detected by thetorque sensor 30 at the time of tightening by the Nth hit, and the tightening torque T is set in thecontroller 50 in advance. Check if the value is larger. If the tightening torque T is larger than the reference tightening torque Ts, the process proceeds to step S130. If the tightening torque T is a value equal to or smaller than the reference tightening torque Ts, the process proceeds to step S110 and the tightening is continued.

次に、コントローラ５０は、ステップＳ１３０において、Ｎ回目の打撃の締め付けによる回転角度Ｒを認識し、回転角度Ｒと回転角度Ｒ−１との差である回転角度増加分ΔＲを演算して算出する。ここで、回転角度Ｒ−１とは、Ｎ−１回目の打撃数の締め付けによる回転角度である。そして、回転角度増加分ΔＲが、予めコントローラ５０に設定されている基準増加分ΔＲｓより小さい値であるかを確認する。回転角度増加分ΔＲが基準増加分ΔＲｓより小さい値であれば、ステップＳ１４０へ移行する。回転角度増加分ΔＲが基準増加分ΔＲｓ以上の値であれば、ステップＳ１１０へ移行し、継続して締め付けを実施する。 Next, in step S130, thecontroller 50 recognizes the rotation angle R due to the tightening of the Nth strike, and calculates and calculates a rotation angle increment ΔR that is the difference between the rotation angle R and the rotation angle R-1. . Here, the rotation angle R-1 is a rotation angle obtained by tightening the number of strikes for the (N-1) th time. Then, it is confirmed whether the rotation angle increase ΔR is smaller than a reference increase ΔRs set in thecontroller 50 in advance. If the rotation angle increase ΔR is smaller than the reference increase ΔRs, the process proceeds to step S140. If the rotation angle increase ΔR is equal to or greater than the reference increase ΔRs, the process proceeds to step S110, and tightening is continued.

そして、コントローラ５０は、ステップＳ１４０において、締め付けトルクＴが基準締め付けトルクＴｓより大きい値となった後に、現在の打撃による回転角度Ｒと前回の打撃による回転角度Ｒ−１との差、すなわち回転角度増加分ΔＲが基準増加分ΔＲｓより小さい値となったことを確認すると、締め付け完了と判断し、締め付け動作を停止する。 Then, in step S140, after the tightening torque T becomes larger than the reference tightening torque Ts, thecontroller 50 determines the difference between the current rotation angle R and the previous rotation angle R-1, that is, the rotation angle. When it is confirmed that the increase ΔR is smaller than the reference increase ΔRs, it is determined that the tightening is completed, and the tightening operation is stopped.

なお、ステップＳ１３０において、基準締め付けトルクＴｓに達してから所定時間経過した、あるいは、基準締め付けトルクＴｓより所定値分だけ大きいトルクとなった時であっても、回転角度増加分ΔＲが基準増加分ΔＲｓより小さい値とならない場合には、締め付け異常と判断して、締付を終了する構成としても良い。 In step S130, even when a predetermined time has elapsed after reaching the reference tightening torque Ts or when the torque becomes larger than the reference tightening torque Ts by a predetermined value, the rotation angle increase ΔR is equal to the reference increase. If the value is not smaller than ΔRs, it may be determined that the tightening is abnormal and the tightening is terminated.

なお、ステップＳ１２０とステップＳ１３０とは逆の順序であっても良い。すなわち、回転角度増加分ΔＲが基準増加分ΔＲｓより小さい値であるかを確認した後に、締め付けトルクＴが基準締め付けトルクＴｓより大きい値であるかを確認する構成としても良い。 Note that step S120 and step S130 may be in the reverse order. That is, after confirming whether the rotation angle increase ΔR is smaller than the reference increase ΔRs, it may be configured to confirm whether the tightening torque T is greater than the reference tightening torque Ts.

図５及び図６を用いて、本実施形態のインパクトレンチ１０の締め付け制御による効果について説明する。
本実施形態の効果は、従来のインパクトレンチの締め付け制御と対比しながら説明する。図５及び図６のグラフは、インパクトレンチ１０を用いてネジ１００を締め付ける時の締め付けトルクＴと回転角度Ｒとの関係を示している。なお、図３と同様にフリーランの状態については図示を省略している。そのため、締め付けスタートトルクＴ０は、ネジ１００が母材１０１に着座することによって生じる締め付けトルクを示している。同様に、スタート回転角度Ｒ０は、スタートトルクＴ０が生じる時の回転角度を示している。The effect by tightening control of theimpact wrench 10 of this embodiment is demonstrated using FIG.5 and FIG.6.
The effect of this embodiment will be described in comparison with the tightening control of a conventional impact wrench. The graphs of FIGS. 5 and 6 show the relationship between the tightening torque T and the rotation angle R when thescrew 100 is tightened using theimpact wrench 10. Note that the illustration of the free-run state is omitted as in FIG. Therefore, the tightening start torque T0 indicates the tightening torque generated when thescrew 100 is seated on thebase material 101. Similarly, the start rotation angle R0 indicates the rotation angle when the start torque T0 is generated.

従来のインパクトレンチの締め付け制御の構成としては、例えば上述した特許文献１（特開２００９−１１３１３２号公報）を従来の構成とする。特許文献１の構成（以下、従来の構成）によれば、締め付けトルクＴが合格範囲の上限締め付けトルクＴｂに達した時に回転角度Ｒが合格範囲の下限回転角度Ｒａ以上である場合には締め付けを完了する。同様に、回転角度Ｒが合格範囲の上限回転角度Ｒｂに達した時に締め付けトルクＴが合格範囲の下限締め付けトルクＴａ以上である場合には締め付けを完了する。 As a configuration of the conventional impact wrench tightening control, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-113132) described above is a conventional configuration. According to the configuration of Patent Document 1 (hereinafter, a conventional configuration), when the tightening torque T reaches the upper limit tightening torque Tb within the acceptable range, the rotation angle R is equal to or greater than the lower limit rotational angle Ra within the acceptable range. Complete. Similarly, when the tightening torque T is equal to or higher than the lower limit tightening torque Ta within the acceptable range when the rotation angle R reaches the upper limit rotational angle Rb within the acceptable range, the tightening is completed.

まず、図５を用いて、正常な状態での締め付けによる締め付けトルクＴと回転角度Ｒとの関係（以下、相関Ｘ）について説明する。
従来の構成によれば、相関Ｘを示す状態では、締め付けトルクＴが合格範囲（Ｔａ〜Ｔｂ）の上限締め付けトルクＴｂに達した時に回転角度Ｒが合格範囲（Ｒａ〜Ｒｂ）の下限回転角度Ｒａ以上であれば、締め付けが完了される（図示略）。
本実施形態によれば、相関Ｘを示す状態では、締め付けトルクＴが基準締め付けトルクＴｓより大きい値となった後に、回転角度Ｒの増加が所定値よりも小さくなったことが確認されると（図中Ｘａ）、ネジ１００の締め付けが完了したと判断してインパクトレンチ１０による締め付け動作が終了される（図中■印）。なお、ネジ１００が正常な状態で十分に締め付けられた時には、回転角度Ｒの増加が締め付けトルクＴの増加に対して十分に小さいものとなるため、ネジ１００の締め付け完了は、締め付けトルクＴと回転角度Ｒとの関係を示す図５および図６のようなグラフによっても確認できる。First, the relationship (hereinafter referred to as correlation X) between the tightening torque T and the rotation angle R by tightening in a normal state will be described with reference to FIG.
According to the conventional configuration, in the state showing the correlation X, when the tightening torque T reaches the upper limit tightening torque Tb within the acceptable range (Ta to Tb), the rotational angle R is the lower limit rotational angle Ra within the acceptable range (Ra to Rb). If it is above, clamping will be completed (illustration omitted).
According to the present embodiment, in a state where the correlation X is shown, it is confirmed that the increase in the rotation angle R becomes smaller than a predetermined value after the tightening torque T becomes larger than the reference tightening torque Ts ( In the figure, Xa), it is judged that the tightening of thescrew 100 is completed, and the tightening operation by theimpact wrench 10 is finished (marked with ■ in the figure). When thescrew 100 is sufficiently tightened in a normal state, the increase in the rotation angle R is sufficiently small with respect to the increase in the tightening torque T. It can also be confirmed by graphs such as FIG. 5 and FIG. 6 showing the relationship with the angle R.

次に、図５を用いて、例えば母材同士がずれている状態で締め付けを行った場合の締め付けトルクＴと回転角度Ｒとの関係（以下、相関Ｙ１）について説明する。
相関Ｙ１の状態とは、図５のグラフの上部に示すように、母材１０１と母材１０２とが、母材１０１および母材１０２に形成されるネジ１００の貫通孔の位置が互いにずれるように配置された状態でネジ１００を締め付ける場合である。このような状態では、締め付け途中にネジ１００とネジ１００の貫通孔とが接触して、一時的に強い締め付けトルクが必要となる。Next, with reference to FIG. 5, for example, a relationship between the tightening torque T and the rotation angle R in the case where the tightening is performed in a state where the base materials are shifted from each other (hereinafter, correlation Y1) will be described.
As shown in the upper part of the graph of FIG. 5, the state of the correlation Y <b> 1 is such that thebase material 101 and thebase material 102 are displaced from each other in the positions of the through holes of thescrew 100 formed in thebase material 101 and thebase material 102. This is a case where thescrew 100 is tightened in a state where thescrew 100 is disposed. In such a state, thescrew 100 and the through hole of thescrew 100 are in contact with each other during the tightening, and a strong tightening torque is required temporarily.

従来の構成によれば、相関Ｙ１を示す状態では、正常な状態（相関Ｘ）よりも小さい回転角度Ｒの時に締め付けトルクＴが基準締め付けトルクＴｓより大きい値となる（図中▲印）。この相関Ｙ１においては、締め付けトルクＴが上限締め付けトルクＴｂに達したときに、回転角度Ｒが下限回転角度Ｒａ以上になるため、ネジ１００の締め付けが完了したと判断され、インパクトレンチの締め付け動作が終了される。しかし、実際には、締め付けトルクＴが上限締め付けトルクＴｂに達した時点では回転角度Ｒの増加が所定値よりも小さくなっていないため、ネジ１００の締め付けが十分ではない状態でインパクトレンチの締め付け動作が終了されていることになる。 According to the conventional configuration, in the state showing the correlation Y1, the tightening torque T is larger than the reference tightening torque Ts at a rotation angle R smaller than that in the normal state (correlation X) (marked with ▲). In this correlation Y1, when the tightening torque T reaches the upper limit tightening torque Tb, the rotation angle R becomes equal to or greater than the lower limit rotation angle Ra. Therefore, it is determined that the tightening operation of the impact wrench is completed. Is terminated. However, in reality, when the tightening torque T reaches the upper limit tightening torque Tb, the increase in the rotation angle R is not smaller than a predetermined value, and therefore the tightening operation of the impact wrench is not performed with the sufficient tightening of thescrew 100. Will be terminated.

これに対し、本実施形態によれば、相関Ｙ１を示す状態では、締め付けトルクＴが基準締め付けトルクＴｓより大きい値となった後に、回転角度Ｒの増加が所定値よりも小さくなったこと（図中Ｙ１ａ）を確認した後にインパクトレンチ１０の締め付け動作が終了される（図中■印）。そのため、母材１０１と母材１０２とがずれている状態であっても確実に締め付けができる。 On the other hand, according to the present embodiment, in the state showing the correlation Y1, the increase in the rotation angle R becomes smaller than the predetermined value after the tightening torque T becomes larger than the reference tightening torque Ts (see FIG. After confirming the middle Y1a), the tightening operation of theimpact wrench 10 is completed (marked with ■ in the figure). Therefore, even if thebase material 101 and thebase material 102 are deviated, the fastening can be surely performed.

なお、上述したように、基準締め付けトルクＴｓに達してから所定時間経過した、あるいは、基準締め付けトルクＴｓより大きいトルクとなった時であっても、回転角度増加分ΔＲが基準増加分ΔＲｓより小さい値とならない場合には、締め付け異常と判断して、締付を終了する構成としても良い。 As described above, even when a predetermined time has elapsed after reaching the reference tightening torque Ts or when the torque becomes larger than the reference tightening torque Ts, the rotation angle increase ΔR is smaller than the reference increase ΔRs. When it does not become a value, it is good also as a structure which judges that it is fastening abnormality and complete | finishes fastening.

また、図５を用いて、例えば母材同士が離れている状態での締め付けによる締め付けトルクＴと回転角度Ｒとの関係（以下、相関Ｙ２）について説明する。
相関Ｙ２の状態とは、図５のグラフの下部に示すように、母材１０１と母材１０２とが離れている（母材１０１と母材１０２との間に隙間が空いている）状態でネジ１００を締め付ける場合である。このような状態では、正常な状態と比較して、締め付け完了までに大きい回転角度Ｒが必要となる。Moreover, the relationship (henceforth correlation Y2) of the fastening torque T and the rotation angle R by fastening in the state where the base materials are separated from each other will be described with reference to FIG.
The state of the correlation Y2 is a state in which thebase material 101 and thebase material 102 are separated from each other (a gap is left between thebase material 101 and the base material 102) as shown in the lower part of the graph of FIG. This is a case where thescrew 100 is tightened. In such a state, as compared with a normal state, a large rotation angle R is required until the tightening is completed.

従来の構成によれば、相関Ｙ２を示す状態では、正常な状態（相関Ｘ）よりも小さい締め付けトルクＴの時に回転角度Ｒが上限回転角度Ｒｂより大きい値となる（図中▲印）。この相関Ｙ２においては、回転角度Ｒが上限回転角度Ｒｂに達したときに、締め付けトルクＴが下限締め付けトルクＴａ以上になるため、ネジ１００の締め付けが完了したと判断され、インパクトレンチの締め付け動作が終了される。しかし、実際には、回転角度Ｒが上限回転角度Ｒｂに達した時点では回転角度Ｒの増加が所定値よりも小さくなっていないため、ネジ１００の締め付けが十分ではない状態でインパクトレンチの締め付け動作が終了されていることになる。 According to the conventional configuration, in the state indicating the correlation Y2, the rotation angle R becomes larger than the upper limit rotation angle Rb when the tightening torque T is smaller than that in the normal state (correlation X) (indicated by a black triangle in the figure). In this correlation Y2, when the rotation angle R reaches the upper limit rotation angle Rb, the tightening torque T becomes equal to or higher than the lower limit tightening torque Ta, so that it is determined that thescrew 100 has been tightened, and the impact wrench tightening operation is performed. Is terminated. However, in actuality, when the rotation angle R reaches the upper limit rotation angle Rb, the increase in the rotation angle R is not smaller than a predetermined value, so that the impact wrench is tightened in a state where thescrew 100 is not sufficiently tightened. Will be terminated.

これに対し、本実施形態によれば、相関Ｙ２を示す状態では、締め付けトルクＴが基準締め付けトルクＴｓより大きい値となった後に、回転角度Ｒの増加が所定値よりも小さくなったこと（図中Ｙ２ａ）を確認した後にインパクトレンチ１０の締め付け動作が終了される（図中■印）。そのため、母材１０１と母材１０２とが離れている状態であっても確実に締め付けができる。 On the other hand, according to the present embodiment, in the state showing the correlation Y2, after the tightening torque T becomes larger than the reference tightening torque Ts, the increase in the rotation angle R becomes smaller than the predetermined value (FIG. After confirming the middle Y2a), the tightening operation of theimpact wrench 10 is completed (marked with ■ in the figure). Therefore, even if thebase material 101 and thebase material 102 are separated from each other, the fastening can be reliably performed.

また、図６を用いて、例えば母材１０１とネジ１００の隙間に異物が混入している状態での締め付けによる締め付けトルクＴと回転角度Ｒとの関係（以下、相関Ｙ３及びＹ４）について説明する。
このような状態では、締め付け途中に一時的に強いトルクが必要となる。また、締め付けによって異物が除かれれば、締め付けトルクＴが急激に減少する。Further, with reference to FIG. 6, for example, a relationship between the tightening torque T and the rotation angle R due to the tightening in a state where foreign matter is mixed in the gap between thebase material 101 and the screw 100 (hereinafter, correlations Y3 and Y4) will be described. .
In such a state, a strong torque is required temporarily during tightening. Further, when the foreign matter is removed by the tightening, the tightening torque T is rapidly decreased.

従来の構成によれば、相関Ｙ３を示す状態では、正常な状態（相関Ｘ）よりも小さい回転角度Ｒの時に締め付けトルクＴが基準締め付けトルクＴｓより大きい値となる（図中▲印）。この相関Ｙ３においては、締め付けトルクＴが上限締め付けトルクＴｂに達たときに、回転角度Ｒが下限回転角度Ｒａ以上になるため、ネジ１００の締め付けが完了したと判断され、インパクトレンチの締め付け動作が終了される。しかし、実際には、締め付けトルクＴが上限締め付けトルクＴｂに達した時点では回転角度Ｒの増加が所定値よりも小さくなっていないため、ネジ１００の締め付けが十分ではない状態インパクトレンチの締め付け動作が終了されていることになる。 According to the conventional configuration, in the state showing the correlation Y3, the tightening torque T is larger than the reference tightening torque Ts at the rotation angle R smaller than that in the normal state (correlation X) (indicated by ▲ in the figure). In this correlation Y3, when the tightening torque T reaches the upper limit tightening torque Tb, the rotation angle R becomes equal to or greater than the lower limit rotation angle Ra. Is terminated. However, in reality, when the tightening torque T reaches the upper limit tightening torque Tb, the increase in the rotation angle R is not smaller than the predetermined value, and thus the tightening operation of the impact wrench is not sufficient. It will be terminated.

これに対し、本実施形態によれば、相関Ｙ３を示す状態では、締め付けトルクＴが基準締め付けトルクＴｓより大きい値となった後に、回転角度Ｒの増加が所定値よりも小さくなったこと（図中Ｙ３ａの部分）を確認した後にインパクトレンチ１０の締め付け動作が終了される（図中■印）。そのため、母材１０１とネジ１００の隙間に異物が混入している状態であっても確実に締め付けができる。なお、図６において締め付けトルクＴが急激に減少している部分（図中Ｙ３ｂ）は、異物が母材１０１とネジ１００との間から取り除かれたことによるものである。 On the other hand, according to the present embodiment, in the state showing the correlation Y3, after the tightening torque T becomes larger than the reference tightening torque Ts, the increase in the rotation angle R becomes smaller than the predetermined value (FIG. After confirming the middle Y3a portion), the tightening operation of theimpact wrench 10 is completed (marked with ■ in the figure). Therefore, even if the foreign material is mixed in the gap between thebase material 101 and thescrew 100, it can be securely tightened. In FIG. 6, the portion (Y3b in the figure) where the tightening torque T is rapidly decreased is due to the removal of foreign matter from between thebase material 101 and thescrew 100.

また、従来の構成によれば、相関Ｙ４を示す状態では、正常な状態（相関Ｘ）よりも小さい締め付けトルクＴの時に回転角度Ｒが上限回転角度Ｒｂより大きい値となる（図中▲印）。この相関Ｙ４においては、回転角度Ｒが上限回転角度Ｒｂに達したときに、締め付けトルクＴが下限締め付けトルクＴａ以上になるため、ネジ１００の締め付けが完了したと判断され、インパクトレンチの締め付け動作が終了される。しかし、実際には、回転角度Ｒが上限回転角度Ｒｂに達した時点では回転角度Ｒの増加が所定値よりも小さくなっていないため、締め付けが十分ではない状態でインパクトレンチの締め付け動作が終了されていることになる。 Further, according to the conventional configuration, in the state showing the correlation Y4, the rotation angle R becomes larger than the upper limit rotation angle Rb when the tightening torque T is smaller than that in the normal state (correlation X) (marked with ▲). . In this correlation Y4, when the rotation angle R reaches the upper limit rotation angle Rb, the tightening torque T becomes equal to or greater than the lower limit tightening torque Ta. Is terminated. However, in reality, when the rotation angle R reaches the upper limit rotation angle Rb, the increase in the rotation angle R is not smaller than the predetermined value, so that the tightening operation of the impact wrench is finished in a state where the tightening is not sufficient. Will be.

これに対し、本実施形態によれば、相関Ｙ４を示す状態では、締め付けトルクＴが基準締め付けトルクＴｓより大きい値となった後に、回転角度Ｒの増加が所定値よりも小さくなったこと（図中Ｙ４ａの部分）を確認した後にインパクトレンチ１０の締め付け動作が終了される（図中■印）。そのため、母材１０１とネジ１００の隙間に異物が混入している状態であっても確実に締め付けができる。なお、締め付けトルクＴが急激に減少している部分（図中Ｙ４ｂ）は、異物が取り除かれたことによるものである。 On the other hand, according to the present embodiment, in the state showing the correlation Y4, after the tightening torque T becomes larger than the reference tightening torque Ts, the increase in the rotation angle R becomes smaller than the predetermined value (FIG. After confirming the middle Y4a portion), the tightening operation of theimpact wrench 10 is completed (marked with ■ in the figure). Therefore, even if the foreign material is mixed in the gap between thebase material 101 and thescrew 100, it can be securely tightened. In addition, the part (Y4b in the figure) where the tightening torque T is rapidly decreased is due to the removal of foreign matter.

このようにして、本実施形態のインパクトレンチ１０によれば、ネジ１００を適正な状態で確実に締め付けることができる。 Thus, according to theimpact wrench 10 of this embodiment, thescrew 100 can be securely tightened in an appropriate state.

１０インパクトレンチ
３０トルクセンサ（トルク検出手段）
４０角度センサ（角度検出手段）
５０コントローラ
Ｒ回転角度
ΔＲ回転角度増加分
ΔＲ基準増加分
Ｔ締め付けトルク
Ｔｓ基準トルク10Impact wrench 30 Torque sensor (torque detection means)
40 Angle sensor (angle detection means)
50 Controller R Rotation angle ΔR Increase in rotation angle ΔR Reference increase T Tightening torque Ts Reference torque

Claims

Translated fromJapanese

回転駆動源と、該回転駆動源からの回転トルクが変換されたパルス状の打撃トルクが付与されて回転する主軸と、を備え、該主軸の回転により、ネジの締め付けを行う打撃式締め付け工具であって、
ネジの締め付けトルクを検出するトルク検出手段と、
前記主軸の回転角度を検出する角度検出手段と、
ネジの締め付け完了を判断する制御手段と、
を具備し、
前記制御手段は、
前記トルク検出手段により検出した締め付けトルクと、前記角度検出手段により検出した主軸の回転角度の増加度合いと、に基づいて、ネジの締め付け完了を判断する、打撃式締め付け工具。A striking-type tightening tool comprising: a rotational drive source; and a main shaft that is rotated by being applied with a pulsed striking torque converted from the rotational torque from the rotational drive source. There,
Torque detecting means for detecting the tightening torque of the screw;
Angle detection means for detecting the rotation angle of the spindle;
Control means for determining the completion of screw tightening;
Comprising
The control means includes
An impact-type tightening tool that determines the completion of screw tightening based on the tightening torque detected by the torque detecting means and the degree of increase in the rotation angle of the spindle detected by the angle detecting means.

請求項１記載の打撃式締め付け工具であって、
前記制御手段は、
現在の打撃トルクによる主軸の回転角度と前回の打撃トルクによる主軸の回転角度との差を、回転角度の増加度合いを示す回転角度増加分として算出し、
前記トルク検出手段により検出した締め付けトルクが所定値以上となった時に、前記回転角度増加分が所定値以下であれば、ネジの締め付け完了と判断する、打撃式締め付け工具。A striking tightening tool according to claim 1,
The control means includes
Calculate the difference between the rotation angle of the spindle due to the current impact torque and the rotation angle of the spindle due to the previous impact torque as a rotation angle increment indicating the degree of increase in the rotation angle,
An impact-type tightening tool that, when the tightening torque detected by the torque detection means is equal to or greater than a predetermined value, determines that the tightening of the screw is complete if the increase in the rotation angle is equal to or less than the predetermined value.