JPH0624714B2 - インパクトレンチの締付制御装置 - 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、ナッ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
パクトレンチによって被締結物の締付作業を行なうに当
たっては、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
ルトやナッ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った場合には
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
転量検出機構によっ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
タによって積算、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って、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、上記カウンタに
入力されている所定のカウンタ値つまり基準値は、被締
結物に合わせて予め設定する必要があるが、例えば直径
の異なる数種のボルトを締付けるような場合、各ボルト
の基準値は直径によって異なることから、それぞれの種
類のボルトを締付ける度にその種類に応じた基準値を設
定しなければならないため、その作業に手数を要し、作
業能率が低下するという不具合が生じている。またボル
トの種類を変更する度毎に基準値を設定するのでは、設
定ミスの生ずる可能性があり、したがって精度のよいト
ルク管理を行ないにくいという欠点もある。そこで複数
の基準値設定手段を配設し、これらに予め各種被締結物
に合わせて基準値を設定しておき、被締結物の締付作業
を行なうときに切換要のスイッチ等を介して対応する基
準値を選択することも考えられるが、この場合でも異な
る種類の被締結物を締付ける度に上記スイッチ等の切換
作業を行なう必要があり、また締付用ソケットの交換を
行なう必要があるので、大幅な作業能率の向上は望み得
ない。

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
てものであって、その目的は、種類の異なる被締結物を
締付ける場合でも、なんら手数を要さずにかつ精度よく
締付け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、各種被締結物に対応させて配置した複数台のイ
ンパクトレンチに対してそれぞれ、エアーモータと、こ
のエアーモータによって駆動される締付トルク発生機構
と、この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、制御手段からの指令信号
により給気通路を閉じる給気遮断機構とを設ける一方、
各インパクトレンチの検出手段によって検出されたトル
ク特性値の入力される制御装置においては、基準値を予
め各種締結物に合わせて設定しておくための複数の基準
値設定手段と、作動させたインパクトレンチの判別を行
う作動レンチ判別手段と、この作動レンチ判別手段から
の信号により上記作動インパクトレンチに対応する基準
値を選択する設定値切換手段と、上記検出されたトルク
特性値が上記選択された基準値に達した際に上記指定信
号を発する制御手段と、上記作動レンチ判別手段からの
信号により上記作動インパクトレンチに対応する給気遮
断機構に上記制御手段からの指令信号を入力するための
給気遮断機構選択手段とをそれぞれ具備していことを特
徴としている。

（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、当該被締結物に対応するインパクトレンチを
選択するだけで、即座に締付作業を開始することがで
き、そのため異なる種類の被締結物を締付ける度に基準
値を設定し直さなくても済み、またスイッチ等の操作は
不要である。

また上記制御を一元化された制御装置で行うようにして
あるので、装置構成の簡素化によるコストダウンが図れ
ると共に、搬送時等における取扱いが容易になる。

（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３図及び第４図に示すような、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の出力軸９の
先端部にスプラインによって結合されたカム１１と、カ
ム１１によって回転駆動されるハンマー１２と、このハ
ンマー１２を支持し、ハンマー１２と共に回転するハン
マー枠１３と、ハンマー１２からの打撃を受けるアンピ
ル１４と、アンピル１４に固着され、ハンマー１２に打
撃によってアンピル１４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の先端部は前部ケーシ
ング４の前端部を越えて外方へ導出され、締付用ソケッ
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を経て正逆切換及び流
量調整弁機構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からの排気は適
宜経路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を形成し、把持部１に嵌設したスリ
ーブ状の弁体２５の内端孔縁を弁座２６としたものであ
って、操作ノブ２２を押入することによって弁子部２４
を弁座２６から引離し、この部分に形成される間隔及び
弁体２５内側を経て、弁体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。また操作ノブ２２の裏面側には磁石２８が、把持部
１の前部にはリードスイッチ２９がそれぞれ取着されて
おり、操作ノブ２２を押入してエアーモータ６への給気
を開始する際にリードスイッチ２９が磁石２８の近接を
検出し、後記する締付制御装置を起動させ得るようにな
っている。したがって、このリードスイッチ２９の結線
３１、３１はコネクタ３２を介して外部へ導出されてい
る。なお３３は正逆切換用レバー、３４は流量調整用つ
まみである。

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ィスク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
された一対のフォトインタラプタ３６、３７とより成る
ロータリーエンコーダ式のものである。回転ディスク３
５はその周方向に沿って多数のスリット３８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
導出シャフト３９の自由端部に、差金４１を介して、ボ
ルト４２によって固着されている。各フォトインタラプ
タ３６、３７は、回転ディスク３５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ォト
トランジスタとより成るもので、その間を通過したスリ
ット３８の数、すなわち回転ディスク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
ォトインタラプタ３６、３７を位相をずらせて配設して
あるため、一方のフォトインタラプタ３６の信号と他方
のフォトインタラプタ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ッジにおける他方の信号
のレベルを判断することによって回転ディスク３５の回
転方向を検知することが可能となる。したがって、上記
のロータリーエンコーダを用いることによって、ハンマ
ー１２がアンピル１４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。

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、給気遮断機構等の各機構を
有しているが、次にこのインパクトレンチＡを用いて種
類の異なる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Ｂにつき、第１図及び第２図に基
づいて説明する。まず上記インパクトレンチＡは、例え
ば被締結物が直径８mm、１０mm、１４mmの三種のボルト
である場合には、各種類と同数つまり３台配置され、各
インパクトレンチA1、A2、A3の主軸１５先端部には対応す
るボルトを締付けるための締付用ソケットが取着される
ものとする。そして制御装置Ｂは、いずれかのインパク
トレンチA1、A2又はA3が作業者によって選択され、その
操作ノブ２２が操作されると、上記リードスイッチ２９
からの信号により起動状態となるが、例えば直径８mmの
ボルトに対応するインパクトレンチA1の操作ノブ２２が
操作されたとすると、インパクトレンチA1における反動
回転量検出機構８のフォトインタラプタ３６、３７から
の出力は、まずシュミット回路５１に送られて波形整形
される。そしてシュミット回路５１から出たカウントパ
ルスはゲート５２へと、また方向パルスは回転方向切換
スイッチ５３を介してゲート５２へと送られるが、この
回転方向切換スイッチ５３は、いすれの方向が締付回転
方向であり、またいずれの方向が反動回転方向かを定め
ておく部分である。前記のように、エアーモータ６の回
転方向は正逆切換用レバー３３を操作することにより、
正逆切換弁機構２１によって定められるものであるた
め、上記回転方向切換スイッチ５３は、切換用レバー３
３あるいは正逆切換弁機構２１を連動させるようにする
こともある。そして上記の結果ゲート５２からは、反動
回転方向のカウントパルスのみ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５
５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ッチ６５、６６、６
７に予め設定してある設定カウント数に達した際に指令
信号を給気遮断機構選択回路７１に発する。そうすると
給気遮断機構選択回路７１は、リレー５７を作動させ、
後記する作動レンチ判別回路７０からの信号により選択
したインパクトレンチA1の給気遮断機構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。なお上記において、シュミット回
路５１から加減算カウンタ５５に至る回路により、第１
図に示すように、制御装置Ｂのコントロール回路Ｃが形
成される。

ところで上記制御装置においては、所定のカウント数を
設定するためのサミールスイッチ（デジタルスイッチ）
が複数（図の場合には３つ）設けられており、これらサ
ミールスイッチ６５、６６、６７には予め三種のボルト
に合わせて所定のカウント数がそれぞれ設定されてい
る。そして、このうち直径８mmのボルトに対応する設定
カウント数がインパクトレンチA1の操作ノブ２２を操作
することにより、自動的に上記加減算カウンタ５５に入
力される。すなわち、各インパクトレンチA1、A2、A3は、
その操作ノブ２２が操作されているときには、レバー連
動スイッチの信号が作動レンチ判別回路７０に入力する
構造とされているのである。したがってこの場合の例で
は、インパクトレンチA1から発せられたレバー連動スイ
ッチ信号が作動レンチ判別回路７０に入力されることと
なり、作動レンチ判別回路７０は、上記レバー連動スイ
ッチ信号により、作動インパクトレンチがA1であること
の判別を行なって、その信号をカウンタ切換回路６８及
び給気遮断機構選択回路７１に出力する。これにより、
カウンタ切換回路６８は、作動インパクトレンチA1に対
応する設定カウント数を選択して上記加減算カウンタ５
５に入力することになり、また給気遮断機構選択回路７
１は、作動インパクトレンチA1に対応する給気遮断機構
５８に上記加減算カウンタ５５からの指令信号を入力す
ることとなるのである、なお、５９はデジタル表示装置
であって、デコーダ６０を介して加減算カウンタ５５に
接続されており、サミールスイッチ６５、６６または６
７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、テスト用スイッチ、６２はテスト用リセットスイッ
チ、２９は上記したレバー連動スイッチをそれぞれ示し
ている。

次に、上記各サミールスイッチ６５、６７、６７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。この場合、上記のように被締結物が直径８mm、１０
mm、１４mmの三種のボルトである場合には、それぞれに
ついて次のテスト作業を行なって各サミールスイッチ６
５、６６、６７にその設定カウント数を設定する。ま
ず、上記テスト用スイッチ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、テスト用スイッチ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はアップカウン
トとなり、カウントパルスが入力されるとアップカウン
トを行なう。したがって、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。次に上記によって締付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って測定することによって行な
う。このゆるめトルクは、締結物によって異なるもの
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、テスト用リセットスイッチ６
２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った際のデジタル表示装
置５９の数値を読み取り、この数値を設定ダイヤルを回
していずれかのサミールスイッチ６５、６６、または６
７に設定することによりテスト作業を終了し、テスト用
スイッチ６１を解除する。そして上記のテスト作業を各
種のボルトについて行なうことにより、各サミールスイ
ッチ６５、６６、６７には、それぞれ締付トルクが最適
値となる際の、反動回転方向の積算カウント数の最適値
がセッ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を用いて例えば
上記直径の異なる三種のボルトの締付作業を行なう場合
について説明する。まず作業者は、これから締付けよう
とするボルトの直径に基づいて、対応するインパクトレ
ンチA1、A2またはA3を選択する。そして作業者が選択し
たインパクトレンチA1、A2又はA3の操作ノブ２２を操作
すると、エアーモータ６が作動し、当該ボルトの締付け
を開始することになるが、これと同時にリードスイッチ
２９からの信号によって制御装置Ｂも起動状態となり、
上記加減算カウンタ５５には自動的に当該作動インパク
トレンチA1、A2又はA3に対応する設定アクント数が入力
されることとなる。すなわち、当該作動インパクトレン
チA1、A2又はA3のレバー連動スイッチが作動レンチ判別
回路７０に入力され、この判別回路７０にて作動インパ
クトレンチが判別されると、カウンタ切換回路６８は上
記判別回路７０からの信号により作動インパクトレンチ
A1、A2又はA3に対応する設定カウント数を選択し、上記
加減算カウンタ５５に入力することとなるのである。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、サミールスイッチ６５、６６または６７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。そしてカウントパルスの積算数が設
定カウント数に達してデジタル表示装置５９の表示数が
零となった場合、加減算カウンタ５５から指令信号を発
し、給気遮断機構選択回路７１によって選択されたソレ
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トリッガー
を戻し、同時に設定カウント数が再度自動的にセットさ
れ、上記と同様な次の締付作業の準備が完了する。そし
て、次に締付けるボルトの直径が先に締付けたボルトの
直径と異なる場合には、作業者が当該ボルトに対応する
インパクトレンチA1、A2又はA3を選択することにより、
締付用ソケットの交換を行なわなくても即座に上記と同
様のボルトの締付作業を開始することが可能となる。こ
のように、上記インパクトレンチＡの締付制御装置によ
れば、一台の制御装置Ｂと複数台のインパクトレンチA
1、A2、A3で種類の異なる被締結物をなんら手数を要さず
に締付けることが可能となり、しかも基準値をその都度
設定する必要がないので、設定ミスの発生を防止でき、
精度のよいトルク管理を行なうことが可能である。

また上記制御を一元化された制御装置で行うようにして
あるので、装置構成の簡素化によるコストダウンが図れ
ると共に、搬送時等における取扱いが容易になる。

（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、インパクトレンチを各種被締結物に対応させて複数
台配設し、さらに作動させたインパクトレンチの判別を
行なう作動レンチ判別手段と、この作動レンチ判別手段
からの信号により上記作動インパクトレンチに対応する
基準値を選択して制御手段に入力するための設定値切換
手段と、上記作動レンチ判別手段からの信号により上記
作動インパクトレンチに対応する給気遮断機構に上記制
御手段からの指令信号を入力するための給気遮断機構選
択手段とを具備しているので、異なる種類の被締結物を
締付ける場合でも、作業者が当該被締結物に対応するイ
ンパクトレンチを選択することにより、即座に締付作業
を開始することができる。したがって、種類の異なる被
締結物をなんら手数を要さずに締付けることができ、こ
れにより作業能率を大幅に向上させることが可能とな
る。しかも被締結物の変更による基準値の設定作業が不
要であるため、設定ミスが発生せず、この結果、精度の
よい締付トルク管理を行なうことが可能となる。

また上記制御を一元化された制御装置で行うようにして
あるので、装置構成の簡素化によるコストダウンが図れ
ると共に、搬送時等における取扱いが容易になる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示し、第１図はこの発明のイン
パクトレンチの締付制御装置の全体回路図、第２図は同
ブロック図、第３図はインパクトレンチの縦断正面図、
第４図は第３図のIV−IV矢視断面図である。 Ａ……インパクトレンチ、Ｂ……制御装置、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、５５……加減算カウンタ、５８……給気遮
断機構、６５、６６、６７……サミールスイッチ、６８
……カウンタ切換回路、７０……作動レンチ判別回路、
７１……給気遮断機構選択手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各種被締結物に対応させて配置した複数台
   のインパクトレンチに対してそれぞれ、エアーモータ
   と、このエアーモータによって駆動される締付トルク発
   生機構と、この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、制御手段からの指
   令信号により給気通路を閉じる給気遮断機構とを設ける
   一方、各インパクトレンチの検出手段によって検出され
   たトルク特性値の入力される制御装置においては、基準
   値を予め各種締結物に合わせて設定しておくための複数
   の基準値設定手段と、作動させたインパクトレンチの判
   別を行う作動レンチ判別手段と、この作動レンチ判別手
   段からの信号により上記作動インパクトレンチに対応す
   る基準値を選択する設定値切換手段と、上記検出された
   トルク特性値が上記選択された基準値に達した際に上記
   指令信号を発する制御手段と、上記作動レンチ判別手段
   からの信号により上記作動インパクトレンチに対応する
   給気遮断機構に上記制御手段からの指令信号を入力する
   ための給気遮断機構選択手段とをそれぞれ具備している
   ことを特徴とするインパクトレンチの締付制御装置。