JPH0583344B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はインパクトレンチの締付制御装置に
関するものである。

（従来の技術） インパクトレンチは、締付作業時の反動が少な
いことから、ボルト、ナツト等の各種被締結物の
締付工具として比較的多用されている工具であ
る。ところで、このインパクトレンチによつて被
締結物の締付作業を行なうに当たつては、被締結
物に作用する締付トルクが所定の値に達した状態
で締付作業を停止する必要がある。つまりボルト
やナツトに作用する締付トルクが小さい内に締付
作業を停止した場合には充分な締付力が得られな
いし、また高いトルクに達するまで締付作業を行
なつた場合にはボルトが破損してしまうことがあ
るからである。そこで所定の締付トルクに達した
状態でインパクトレンチの作動を停止させる装置
が種々開発され、また実用化されて来ているが、
その一例として、本出願人の先の出願（実開昭59
−163467号）に記載されたインパクトレンチの締
付制御装置を挙げることができる。この装置は、
反動回転量検出機構によつてエアーモータの出力
軸の打撃後の反動回転量を検出し、その検出した
反動回転量をカウンタによつて積算、カウント
し、これが所定のカウント値に達したときに給気
遮断機構に指令信号を発し、給気通路を閉じるよ
うにしたものであつて、この装置によれば被締結
物の締付トルクを精度良く、自動的に制御するこ
とが可能となる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の制御装置においては、次
のような不具合の生ずることがある。すなわち、
例えばボルトの締付不良が生じ、そのゆるめ作業
を行なうような場合、インパクトレンチの正逆切
換用レバーを操作してエアーモータの回転方向を
正転方向から逆転方向に切換えるようにしただけ
では、上記反動回転量検出機構が出力軸の回転量
を正転時における反動回転量として検出してしま
い、その結果、給気通路を閉じてしまうことにな
るということである。このため作業者は制御装置
に設けられている制御機能解除用のスイツチを操
作することにより、制御装置による制御を解除し
てインパクトレンチをフリーの状態として使用し
得るようにすることが考えられるが、通常、上記
制御装置の本体は、作業を行なう場所からある程
度離れた場所に配置されていることから、作業者
はその都度、制御装置本体の配置されている所ま
で出向かなければならず、このため制御機能の解
除に手数を要することとなつている。そこで上記
制御機能解除用のスイツチを制御装置本体から分
離してインパクトレンチの近傍に配置したり、イ
ンパクトレンチ自体に取付けることも考えられる
訳であるが、何れの場合にも正逆切換えのための
操作と、制御機能を解除するための操作の二つの
操作が必要であることには変わりはなく、さほど
の作業能率の向上は望み得ないという問題があ
る。

この発明は上記した従来の欠点を解決するため
になされたものであつて、インパクトレンチのエ
アーモータの回転方向に切換えと、制御機能の解
除とをワンタツチ操作にて行なうことができ、こ
れにより作業能率を向上することのできるインパ
クトレンチの締付制御装置を提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段） そこでこの発明のインパクトレンチの締付制御
装置においては、エアーモータと、このエアーモ
ータによつて駆動される締付トルク発生機構と、
上記エアーモータの回転方向を切換えるべく給気
通路に介設された切換弁機構とを有するインパク
トレンチにおいて、上記締付トルク発生機構によ
る締付トルクのトルク特性値を検出する検出手段
と、上記検出手段によつて検出されたトルク特性
値が基準値に達した際に指令信号を発する制御手
段と、上記制御手段からの指令信号により上記給
気通路を閉じる給気遮断機構と、上記制御手段か
らの指令信号の出力を停止する解除手段とを有
し、上記解除手段を上記インパクトレンチの切換
弁機構に連動可能に組込んだ構成としてある。

（作用） 上記したインパクトレンチの締付制御装置にお
いては、作業者がインパクトレンチの切換弁機構
を操作すると、エアーモータの回転方向の切換え
が行なわれると共に、解除手段が上記切換弁機構
に連動し、制御手段からの指令信号の出力を停止
して制御機能の解除を行なうことになる。つまり
ワンタツチ操作にて、エアーモータの回転方向の
切換えと制御機能の解除とを行なえることにな
る。

（実施例） 次にこの発明のインパクトレンチの締付制御装
置の具体的な実施例につき、図面を参照しつつ詳
細に説明する。

まず第１図〜第３図に示すように、このインパ
クトレンチＡは、把持部１と、把持部１に連なる
と共に前後方向に延びる本体ケーシング２とを有
している。本体ケーシング２は、把持部１の上端
部に一体的に連接された中央ケーシング３と、中
央ケーシング３の前端部からさらに前方へと延び
る前部ケーシング４と、中央ケーシング３の後部
を覆う後部ケーシング５とを有しており、中央ケ
ーシング３内にはエアーモータ６が、前部ケーシ
ング４内には締付トルク発生機構７が、後部ケー
シング５内には反動回転量検出機構８がそれぞれ
収納されている。締付トルク発生機構７は、エア
ーモータ６の出力端９の先端部にスプラインによ
つて結合されたカム１１と、カム１１によつて回
転駆動されるハンマー１２，１２と、このハンマ
ー１２，１２を支持し、ハンマー１２，１２と共
に回転するハンマー枠と、ハンマー１２，１２か
らの打撃を受けるアンビル（図示せず）と、アン
ビルに固着され、ハンマー１２，１２の打撃によ
つてアンビルと共に回転駆動される主軸１５とよ
り成るもので、この主軸１５の先端部は前記ケー
シング４の前端部を越えて外方へ導出され、締付
用ソケツト（図示せず）が着脱可能に取着し得る
ようなされている。エアーモータ６を作動させる
空気は、把持部１の下端部に取着された給気管接
続口１７から把持部１内の給気通路１８を通り、
給気弁機構１９を経て正逆切換弁機構２１を介し
てエアーモータ６へと供給されるようになされて
おり、エアーモータ６からの排気は上記給気通路
１８に隣接して設けられた排気通路２０を経て外
部へと放出される。なお上記エアーモータ６へと
作動空気を供給する給気通路には、後記するソレ
ノイドバルブ等の給気遮断機構が介設されてい
る。上記給気弁機構１９は、把持部１の前方に操
作ノブ２２を突出させ、この操作ノブ２２と直結
する弁棒２３の内側先端部に弁子部２４を形成す
ると共に、この弁子部２４の外周面に周設した凹
溝内にシールリング１６を嵌め込み、上記弁棒２
３を囲うようにして把持部１に嵌設した有底筒状
の弁部材２５の内周面に上記シールリング１６が
当接するための段部を周設してこの段部を弁座２
６としたものであつて、上記弁子部２４の端面と
弁部材２５の底面側との間には、ばね１０が介設
されている。したがつて上記ばね１０の作用によ
り、上記シールリング１６は弁子部２４を介して
常時、弁座２６側に付勢されており、操作ノブ２
２を押入することによつて弁子部２４のシールリ
ング１６が弁座２６から引き離される。そしてこ
の部分に形成される間隔及び弁部材２５の内側を
経て、弁部材２５に穿設した透孔２７を通り、エ
アーモータ６方向へと給気し得るようなされてい
る。また上記弁子部２４の端面には第１磁石２８
が、弁部材２５の底面には上記第１磁石２８に対
応して配置されたホールI.C.から成る第１リード
スイツチ（レバー連動スイツチ）２９がそれぞれ
取着されており、操作ノブ２２を挿入してエアー
モータ６への給気を開始する際に第１リードスイ
ツチ２９が第１磁石２８の近接にてON作動し、
後記する締付制御装置を起動し得るようになつて
いる。したがつて、この第１リードスイツチ２９
の結線（図示せず）は排気通路２０内を通り、把
持部１の下端に設けたコネクタ３２を介して外部
へ導出されている。上記給気通路１８に介設され
た正逆切換弁機構２１は、把持部１の前方に正逆
切換用レバー３３を突出させると共に、該レバー
３３の基部を有底筒状のケーシング３４を介して
把持部１側に回動自在に支持し、上記レバー３３
の基部にエアーモータ６への給気方向を変えるた
めの弁部４３を形成して成るものである。上記正
逆切換用レバー３３の基端面の偏心位置には、第
２磁石４４がその一端面をケーシング３４底面側
に臨ませた状態で埋設されており、また上記ケー
シング３４の底面には、上記第２磁石４４に対応
した位置にホールI.C.から成る第２リードスイツ
チ（切換弁連動スイツチ）４５が取着されてい
る。この場合、上記第２リードスイツチ４５は、
第５図に示すように、正逆切換用レバー３３が逆
転（左回転）位置を指すときに第２磁石４４と相
対向する位置に配置されている。つまり第４図に
示すように、正逆切換用レバー３３が正転（右回
転）位置を指しているときには上記第２リードス
イツチ４５はOFFの状態にあり、正逆切換用レ
バー３３が第５図に示すように、逆転位置を指そ
うとした際に第２磁石４４の近接を検出し、これ
によりONの状態となつて後記する締付制御装置
の制御機能を解除し得るようになつている。この
第２リードスイツチ４５の結線（図示せず）も把
持部１の下端部の上記コネクタ３２を介して外部
へ導出されている。

次に後部ケーシング５内に配設された反動回転
量検出機構８について説明するが、この機構８は
この場合、エアーモータ６の出力軸９に直結され
た回転デイスク３５と、後部ケーシング５内に互
いに位相差をもたせて配設された一対のフオトイ
ンタラプタ３６，３７とより成るロータリーエン
コーダ式のものである。回転デイスク３５はその
周方向に沿つて多数のスリツトを穿設したもの
で、エアーモータ６の出力軸９後端部に固着され
た導出シヤフト３９の自由端部に、座金４１を介
して、ボルト４２によつて固着されている。各フ
オトインタラプタ３６，３７は、回転デイスク３
５を介して互いに相対向する位置に配設された一
組の発光ダイオードとフオトトランジスタとより
成るもので、その間を通過したスリツトの数、す
なわち回転デイスク３５及び出力軸９の回転角度
に対応した数の信号を発生する。そして両フオト
インタラプタ３６，３７を位相をずらせて配設し
てあるため、一方のフオトインタラプタ３６の信
号と他方のフオトインタラプタ３７の信号とは位
相差を持つことになり、一方の信号のパルスエツ
ジにおける他方の信号のレベルを判断することに
よつて回転デイスク３５の回転方向を検知するこ
とが可能となる。したがつて、上記のロータリー
エンコーダを用いることによつて、ハンマー１２
がアンビルに衝突した後、この衝突の反動でエア
ーモータ６の出力軸９が逆方向に戻る際の反動回
転角度のみを検出することができる。なお上記各
フオトインタラプタ３６，３７の出力は、第１図
及び第６図のように、コネクタ３０から排気通路
２０を経由し、コネクタ３２から制御装置へと導
出される。

このようにインパクトレンチＡは、締付トルク
発生機構７、反動回転量検出機構８、正逆切換弁
機構２１等の各機構を有しているが、次にこのイ
ンパクトレンチＡを用いて被締結物を締付ける際
に、その締付トルクの制御を行なう制御装置につ
き、第７図に基づいて説明する。図において、回
転デイスク３５及びフオトインタラプタ３６，３
７は上記したとおりものであるが、フオトインタ
ラプタ３６，３７からの出力は、まずシユミツト
回路５１に送られて波形整形される。そしてシユ
ミツト回路５１から出たカウントパルスはゲート
５２へと送られる。次に上記ゲート５２からは、
反動回転方向のカウントパルスが出力されること
になるが、この出力は分解能を上げるため逓倍回
路５４を通して加減算カウンタ５５へと送られ
る。加減算カウンタ５５はこのカウントパルスを
積算してカウントするが、さらにこのカウント数
がサミールスイツチ６５に予め設定してある設定
カウント数に達した際に指令信号を発してリレー
５７を作動させ、ソレノイドバルブ等の気遮断機
構５８を作動させて給気通路を閉じ、エアーモー
タ６の作動を停止させて締付作業を完了する。上
記において、シユミツト回路５１から加減算カウ
ンタ５５に至る回路により、締付制御装置のコン
トロール回路Ｂが形成されるが、上記レバー連動
スイツチ２９及び切換弁連動スイツチ４５は、そ
れぞれこのコントロール回路Ｂの加減算カウンタ
５５に接続されている。なお、５９はデジタル表
示装置であつて、デコーダ６０を介して上記加減
算カウンタ５５に接続されており、サミールスイ
ツチ６５の設定カウント数と、検出された積算カ
ウント数との差を可視的に表示し得るようなされ
ている。また６１はテスト用スイツチ、６２はテ
スト用リセツトスイツチをそれぞれ示している。
なお上記におけるレバー連動スイツチ２９、切換
弁連動スイツチ４５及びフオトインタラプタ３
６，３７は、第６図に示すコネクタ３２から上記
コントロール回路Ｂに接続される。

次に、上記サミールスイツチ６５に設定カウン
ト数を設定するための締付テストについて説明す
る。まず、上記テスト用スイツチ６１をテスト位
置に切換え、締付時の作動音や手応え等に基づい
て被締結物を締付ける。この場合、テスト用スイ
ツチ６１をテスト位置に切換えることにより、加
減算カウンタ５５はアツプカウントとなり、カウ
ントパルスが入力されるとアツプカウントを行な
う。したがつて締付終了時にはデジタル表示装置
５９に、締付開始から締付終了に至るまでの間の
反動回転方向のカウントパルスの積算カウント数
が表示される。次に上記によつて締付けられた被
締結物の実際の締付トルクを測定するが、これは
被締結物のゆるめトルクをトルクレンチ等によつ
て測定することによつて行なう。このゆるめトル
クは、締結物によつて異なるものの、ほとんどの
場合締付トルクの80％程度の値となるため、実用
的にはゆるめトルクの測定結果から締付トルクを
推定することが可能である。測定されたトルク値
が適正であれば、テストはこれで終了するが、締
付トルクに過不足が生じた場合には、テスト用リ
セツトスイツチ６２を作動させて再度テストを行
ない、適正な締付トルクとなるまでこのテストを
繰返す。そして上記テストの結果、締付トルク値
が適正であつた際のデジタル表示装置５９の数値
を読み取り、この数値をサミールスイツチ６５の
設定ダイヤルを回すことにより設定カウント数と
して設定し、テスト作業を終了する。そしてテス
ト用スイツチ６１を解除する。その結果、サミー
ルスイツチ６５には、締付トルクが最適値となる
際の、反動回転方向の積算カウント数の最適値が
セツトされることになる。

次に、上記のようなインパクトレンチＡを用い
てボルトの締付作業を行なう場合について説明す
る。まず操作ノブ２２を操作することによつてエ
アーモータ６が作動して締付けを回始すると共
に、第１リードスイツチ２９からの信号によつて
締付制御装置も起動状態となる。そして締付中に
おけるエアーモータ６の出力軸９の反動回転角度
がカウントパルスとして検出され、この検出され
たカウントパルスは加減算カウンタ５５において
積算される。デジタル表示装置５９には、締付開
始時においては、サミールスイツチ６５における
設定カウント数が表示されているが、この表示数
は締付開始後、上記のように積算されたカウント
パルス数に応じて減算されていく。デジタル表示
装置５９の表示数が零となつた場合、すなわちカ
ウントパルスの積算数が設定カウント数に達した
場合、加減算カウンタ５５から指令信号を発し、
ソレノイドバルブ等の給気遮断機構５８を作動さ
せてエアーを遮断し、インパクトレンチの作動を
停止させて締付作業を完了する。そして締付作業
の終了と共に操作ノブ２２を元の位置に戻し、同
時に設定カウント数が再度自動的にセツトされ、
上記と同様な次の締付作業の準備が完了する。こ
のように、上記インパクトレンチＡによれば、基
準となる締付トルク値を締付られる部材、ボルト
及びねじ穴等の種々の状態に応じて設定すること
ができるので、きわめて精度の高い締付トルク制
御を行なうことが可能となる。

一方、ボルトの締付不良が生じてゆるめ作業を
行なう場合には、正逆切換用レバー３３を第４図
の状態から第５図の状態に回動操作して、エアー
モータ６の回転方向を正転方向から逆転方向に切
換えるようにする。そうすると上記正逆切換用レ
バー３３の操作と共に、第２リードスイツチ４５
が第２磁石４４の近接を検出し、加減算カウンタ
５５にカウントを停止させるべく指令信号を発す
ることになる。これにより加減算カウンタ５５か
らは給気遮断機構５８に指令信号が発せられるこ
とはなくなり、締付制御装置の制御機能は解除さ
れることになる。つまり正逆切換用レバー３３を
操作するだけで、エアーモータ６の回転方向の切
換えと、締付制御装置の制御機能の解除とが同時
に行なわれる訳である。そしてボルトのゆるめ作
業完了後、再び上記正逆切換用レバー３３を第５
図の状態から第４図の状態に回動操作すると、エ
アーモータ６は正転方向に回転可能になると共
に、第２リードスイツチ４５は第２磁石４４が離
れることによつてOFFの状態となり、その結果、
締付制御装置は制御機能を回復することになる。

このように上記実施例のインパクトレンチの締
付制御装置においては、ワンタツチ操作にて、イ
ンパクトレンチＡのエアーモータ６の回転方向の
切換えと、制御機能の解除又は回復を行なうこと
ができる。またレバー連動スイツチ２９及び切換
弁連動スイツチ４５に、非接触スイツチを使用し
ていることから、各スイツチ２９，４５の寿命を
長く保つことができる。

なお上記実施例においては、第２リードスイツ
チ４５をコントロール回路Ｂの加減算カウンタ５
５に接続した回路を例に挙げて説明したが、要す
るに、エアーモータ６の回転方向を正転方向から
逆転方向に切換えたときに、コントロール回路Ｂ
からの指令信号の出力を停止することのできる回
路であれば、どのようなものであつてもよい。ま
た上記実施例の構成に加えて、設定値に対しての
締付け不足を感知、警告するためのNG表示手段
を設けるようにしてもよく、この場合は上記第２
リードスイツチ４５をNGリセツト兼用スイツチ
とすれば、操作の手数を増加させることがなくて
済む。

（発明の効果） この発明のインパクトレンチの締付制御装置に
おいては、締付トルク発生機構による締付トルク
のトルク特性値を検出する検出手段と、上記検出
手段によつて検出されたトルク特性値が基準値に
達した際に指令信号を発する制御手段と、上記制
御手段からの指令信号により上記給気通路を閉じ
る給気遮断機構と、上記制御手段からの指令信号
の出力を停止する解除手段とを有し、上記解除手
段を上記インパクトレンチの切換弁機構に連動可
能に組込んであるので、上記切換弁機構を操作す
るだけで、すなわちワンタツチ操作にてエアーモ
ータの回転方向の切換えと、制御機能の解除とを
共に行なうことができる。したがつて従来のイン
パクトレンチの締付制御装置よりも作業能率を向
上することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示し、第１図はインパ
クトレンチの縦断面図、第２図は第１図の−
矢視断面図、第３図は第１図のインパクトレンチ
の正面図、第４図、第５図はそれぞれ切換弁機構
の動作説明の正面図、第６図はインパクトレンチ
の配線図、第７図は締付制御装置のブロツク図で
ある。 Ａ……インパクトレンチ、Ｂ……コントロール
回路、６……エアーモータ、７……締付トルク発
生機構、８……反動回転量検出機構、２１……正
逆切換弁機構、４５……第２リードスイツチ、５
８……給気遮断機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エアーモータと、このエアーモータによつて
   駆動される締付トルク発生機構と、上記エアーモ
   ータの回転方向を切換えるべく給気通路に介設さ
   れた切換弁機構とを有するインパクトレンチにお
   いて、上記締付トルク発生機構による締付トルク
   のトルク特性値を検出する検出手段と、上記検出
   手段によつて検出されたトルク特性値が基準値に
   達した際に指令信号を発する制御手段と、上記制
   御手段からの指令信号により上記給気通路を閉じ
   る給気遮断機構と、上記制御手段からの指令信号
   の出力を停止する解除手段とを有し、上記解除手
   段は上記インパクトレンチの切換弁機構に連動可
   能に組込んであることを特徴とするインパクトレ
   ンチの締付制御装置。