JPS5822666A - インパクトレンチにおける締付力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はボルト、ナツト等の締付作業に使用するインパ
クトレンチに自いて、締付終期に発生する打撃時による
リバウンドを検ａし゛〔インパクトレンチの作動を停止
させるようにした締付力制御装置に関するものである。

従来から、自動車工場等において、多数のボルト、ナラ
）ＩＩのねじの締付けを行う場合、ワンハンマータイプ
或いはツーハンマータイプのインパクトレンチにトーシ
ョンバーを装着して締付作業を行っているが、ハンマー
タイプによる締付時間については作業員に個人差があり
、同一作業でも無駄な締付けを行ったり、或いは締め不
足が生じ、多数のボルト、ナツトの締付力にバラツキが
発生して精度の良い締付作業が行えない等の欠点があっ
た。

本発明はこのような欠点をなくして常に所定の締付はト
ルクでねじの締付けを行うことを目的とするもので、イ
ンパクトレンチによりボルト、ナツト醇の螺子を回転、
螺合させる際に螺合終了時化ハンマー片の係脱により発
生する打撃回転を回転歯車体とセンサーによって検出し
、その打撃時に生じるリバウンド角度が予め設定した数
値に達した時から所定の打撃数又は時間経過後にインパ
クトレンチの作動を停止させるように構成したことを特
長とするインパクトレンチにおける締付力制御装置を提
供するものである。

本発明の実施例を図面について説明すると、（１１はイ
ンパクトレンチで、そのエアーモータ（２）のロータ軸
（３）の前端に嵌着したカム円板（４）のボス部（４ｎ
）にクラッチ枠（５）の後側壁（５ｂ）を嵌合させ、該
後側壁（５ｂ）の外周に、所定数の歯（６ａ）を有する
回転歯車体（６）を一体重に且つ同心的に固着しである
。。

なお、この回転歯車体（６）は第１１．１２図に示すよ
うにエアーモータ（２）の後端ローター軸（３りに一体
的に固着してもよく、要はインパクトレンチ（１１の回
転部に設けておけばよい。

（７）（８１はこの回転歯車体（６）の外周面に近接し
てインパクトレンチ（１１のケーシング（１１）の内面
に固定した半導体磁気抵抗素子からなる一対の磁気セン
サーで、その出力の波形が９０°の位相差をもつように
取付けである。これらのセンサー　（７）　（８）は夫
々制御器内の増幅器（９ｍ）（９ｂ）からシュミットト
リガ回路（１０１）（１０ｂ）を介してμｍフリップフ
ロップ回路（ロ）の端子（ＤＪ　（Ｃ）に配線により電
気的に接続すると共にセンサー（８）の出力（ロ）とｐ
−フリップフロップ回路０１）の出力ＱＨとの間でアン
ド回路（２）を構成し、このアンド回路（２）の出力に
）とか−フリップフロップ回路ａυの出力みｅ場とを夫
々リバウンド角度（歯数）を設定するプリセットカウン
タ□□□に接続（Ｃ１、（ＰＥ）　してある。さらにプ
リセットカウンタ（至）の出力側（Ｃａ）を打撃数を設
定するプリセットカウンタα４に接続（ＣＩ　Ｌ、　、
このプリセットカウンタα４の出力（ＰＥ）（Ｃρ）を
夫々Ｒ−Ｓフリップ７０ツブ回路（至）を介して電磁弁
Ｑｔｔを作動させる電磁リレーａηに接続しである。

（至）はフリップフロップＱｌ）に接続したリセットボ
タンである。

電磁弁０１は圧縮空気供給源（至）からインパクトレン
チ（１）に圧縮空気を供給する配管（１）中に配設され
、この電磁弁θＱと圧縮空気供給源（６）間の配管中に
止め弁ｅυ、空気圧１整ユニット■が配設されである。

なお、電磁弁αＱはインパクトレンチ（１１のケーシン
グ（１ａ）に内蔵しておいてもよい。

圧縮空気の供給によって作動するインパクトレンチの構
造としては公知の種々の構造のものが採用できるが、例
示したものは、繰作レバー（２）及び切換用パルプ（図
示せず）を操作してケーシング（１＠）内のエアーモー
タ（２）を左又は右方向に高速回転させるようにし、該
エアーモータ（２）のロータ軸（３）の前端に一体的に
スプライン嵌合したカム円板（４）からクラッチ枠（５
）の前後側＠１　（５ａ）（５ｂ）の外周部間に左右揺
動自在に軸承（ハ）されたハンマー片に）を介して該ハ
ンマー片（ホ）をケーシング（１）の前端部に回転自在
に支承されたアンビル（ホ）の胴体（転）に係脱自在に
係合させることによりエアーモータ（２）側からの回転
をアンビル四に伝達するようにしである。

ハンマー片（２）は第７〜１０図に示すようにく字状に
屈曲形成されてその中央部を軸（ハ）に支承され、両側
内端部（２５ｍ）（２５ｂ）をアンビル胴体（財）の外
周部に刻設した両側係合溝（２７ａ）（２７ｂ）に夫々
係脱させるようにすると共にノへンマー片（ホ）の後部
中央に保合片（ハ）を一体重に設けて該係合片−の下端
両側向（２８ａ）（２８ｂ）をカム円板（４）の外周一
部に凹設した凹所−の対向側面（２９ｍ）（２９ｂ）に
夫々当接可能に介在させてなるものである。

以上のように構成した実施例の作用を述べると、まず、
インパクトレンチ（１）を圧縮供給源四側の配管（イ）
に連結すると共に該インパクトレンチ（１１に内蔵され
たセンサー（７）　（８１側をプリセットカウンタに接
続し、さらに配管上の電磁弁α０とプリセットカウンタ
とを電気的に接続したのちプリセットカウンタの電源を
入れ、プリセットカウンタ（２）を所望のリバウンド角
度に設定すると共に他方のプリセットカウンタ側によっ
て所望の打撃数に設定し、リセットボタン（至）を押し
て自動スタートの状態にする。

こうして作業準備が完了すれば、操作レパ−（２）を押
してエアーモータ（２）を時計方向に回転させ、その回
転をロータ軸Ｃ３）、カム円板（４）、クララｆ−枠（
５１、ハンマー片（至）からアンビル（ホ）に伝達して
該アンビル（２）の先端角軸部に嵌着したソケット体（
図示せず）を回転させて該ソケット体に嵌合したボルト
、ナツト等を回転、螺進させる。

こうしてエアーモータ（２）の回転トルクをカム円板（
４１からハンマー片（至）を介してアンビル（１）に伝
達し、ボルト、ナツトを回転螺進させるものであるが、
この時、エアーモータ（２）のロータ軸或いはクラッチ
枠（５）等のような回転部分に固着した回転歯車体（６
）も一体重に回転してセンサー　（７１＜ｉＩ＋により
パルスを発生させる。これらのセンサー（７）（８）に
よるパルスの波形は第４図のヒ）（ロ）に夫々示すよう
に一定の位相差を有して発生する。

次に、ボルト、ナツトが螺締されてアンビル側からの抵
抗トルクがモータトルクに達すると、アンビル−の回転
が停止に近すき、従ってハンマー片（ハ）の−側内端部
（２５峠とアンビル胴体翰の係合溝（２７ｍ）との係止
力が弱くなって両者問答こすべりを生じさせながらハン
マー片（ホ）が係合溝（２７１）から外れエアーモータ
（２）と一体重にフリーランニングを行い、再びアンビ
ル胴体翰の係合溝（２７１）とハンマー片四の一側内端
部（２５峠とが係合することになる。

しかしながら、アンビル（至）側にモータ（２）の回転
トルク以上の抵抗トルクがあるときは、アンヒル胴体翰
の係合＠　（２７ａ）とハンマー片（ホ）トノ係合が生
じても直ちに外れ、抵抗トルクが大きくなるに従って両
者の係合が衝撃的に行われてクラッチ枠（５）が一旦ハ
ンマー片（ハ）を介してリバウンド（逆方向の回動）を
行いながら正回転（右回転）することになり、この衝撃
打を繰返す毎に徐々にそのリバウンド角度が大となって
ねじが完全に締着され１．、るものである。

今、このようなねじの締着を自動的に検出して所定の締
付トルクに達した時にエアーモータ（２）を停止させる
方法について次に説明する。

フリーランニング及び衝撃打時において、磁気センサー
（７１（８１により検出された信号は、制御器内の増幅
器（９ａ）（９ｂ）で夫々増幅され、次いでシュミット
トリガ回路（１０ａ）（１０ｂ）で波形を整形されたの
ちＤ−フリップフロップ回路ａυに入る。Ｄ−フリップ
フロップ回路αυはクラッチ枠（５）の回転部β）ｆ）
１変形することに出力Ｑ（Ｑ）が反転し、てインパクト
レンチ（１）に打撃があったことを検出する。又、これ
らのセンサー（７１（８）がらの出力波形（イ）（０）
は９０度の位相差をもつので、ハンマー片（ホ）による
打撃時や反転時（リバウンド時）のように回転方向が逆
転する位置を中心として左右対称の波形になる。

今、第４　ｆ’２１において、センサー（８）の出方波
形（ロ）のアップエツジ（上向きの端）に着目するキ、
ハンマー片（イ）がアンビル胴体（ロ）の係合溝（２Ｔ
＆　）に当接して打撃が行われるまでの間（〜息）は、
センサー〈７）の出力波形（イ）は全て１１〃の状態に
あるのでＤ−フリップフロップ回路ＱＩＪの出力Ｑは＃
１１になる。坤ちクラッチ枠（５）の右回転時のＤ−フ
リップフロップ１９」路０υの出力は＃１＃となる。

同様にしてハンマー片（ホ）による打撃が行われてハン
マー片（ホ）がリバウンド（左回転）を行う間（＆〜ｂ
）のセンサー（８）の波形（切のアップエツジに着目す
ると、一方のセンサー（７）の波形は全て＃Ｏ＃の状態
にあるので、Ｄ−フリップフロップ回路ａυの出力Ｑは
・０＃になる。即ち左回転時のＤ−フリップフロップ回
路の出力Ｑは〜Ｏｌとなる。但し、このように右回転時
の出力ｑが＃１＃、左回転時の出力Ｑが・０・となるの
は、予めセンサーをその様に結線しておくからであって
、第２図において、センサ（７）と（８）を互に迎に接
続すると出力Ｑは逆相となる。

さらに、ハンマー片（ホ）がリバウンド後、再び右回転
を行う間（ｂ−ｃ）のＤ−フリップフロップ回路（川の
出力Ｑは〜１〃となり、次いでリバウンドを行って左回
転をする間（Ｃ〜）ではその出力は＃０〃となる。

即ち、Ｄ−フリップフロップ回路０υの出力Ｑは右回転
時には常に＃１＃となり、左回転時−こは常に＃０＃と
なる。

こうして、レンチのハンマー片（２）により打撃回転力
がアンビル側に伝達される際に、ハンマー片（ホ）の打
撃によりリバウンドが始まるとき、ｌ）−フリップフロ
ップ回路αυの出力Ｑは】→０に変わり、リバウンドに
打ち勝ってモータ（２）が正転し始めた時に出力Ｑは０
→１となる。

一方、Ｄ−フリップフロップ回路０υの出力ｑは、一方
の出力Ｑの逆相の出力であり、その出力ｑは右回転時に
一〇＃、左回転時（リバウンド時）にａｌｅとなる。

ここで、センサー（８）の出力（ロ）とＤ−フリップフ
ロップ回路０］Ｊの出力ＱＨとの間で前記アンド回路（
２）を構成しておくと、このアンド回路出力−は前記出
力−）とｅ場が共に＃１＃のときのみ＃１＃となり、リ
バウンド時の検出歯数を出力するようになるものである
。

今、予めプリセットカウンタ叫に所望のリバウンド角度
（歯数）を設定しておき、次に所望する打撃数を他方の
プリセットカウンタＱ４１に設定しておく。例えば、リ
バウンド角度を３６＠に設定すると、回転歯車体（６）
の歯数が６０であれば、１つの歯が６°の分解能を有す
ることになるので、歯数が６となる。

しかるのち、インパクトレンチ（１）を作動させて、ボ
ルト、ナツト等の蚊遣終期においてハンマー片（ホ）に
よる打撃が発生し、リバウンドが始まると、第３図にお
ける出力に）にはリバウンド時の歯数が現われるが、こ
の出力に）をリバウンド角度設定用プリセットカウンタ
Ｃ９に入力しても、（ａ−ｂ）間ではパルスが５個しか
入力されないので、設定角度「６」以下となってプリセ
ットカウンタ（ＣＯ）からは桁上げ信号ＣＯが出力され
ず、有効な打撃とは認められない。

次に、右回転時（ｂ　−＋）間では、出力Ｑが反転され
てプリセットカウンタ（ＣＯ）内部はリセットされ、再
び打撃が起ってリバウンドを行う（Ｃ〜）間でその出力
歯数が前記同様にプリセットカウンタ（Ｃりに入力され
る。この時、この出力歯数が最初に設定された数「６」
に達するとプリセットカウンタ（ｃｏ）から桁上は信号
（川が出力され、有効打撃とみなされて次段のプリセッ
トカウンタ（ｃｌ）に入力される。

こうして、リバウンドが生じるに従い、有効打撃のみが
プリセットカウンタ（ｃｌ）に加算されてゆき、該プリ
セットカウンタ（ｃｌ）に予め設定された打撃数に達す
ると、このプリセットカウンタ（Ｃ１）から桁上げ信号
かに−Ｓフリップフロップ回路（至）に出力され、その
出力によって電磁リレーＱ７）が作動し、これに連動す
る電磁弁Ｑ６によってレンチ作動用エアーの供給が遮断
され、レンチ（１）が停止するものである。

なお、リセットボタン（至）は電磁リレー作動用ＩＬ−
Ｓフリップフロップ回路ａ５を初期化（エア供給準備状
態）にするためのものであり、本発明実施例においては
電磁リレーαηの作動（エア供給遮断）後、タイマーが
作動し、一定時間（０，１〜α９秒の間で選択）後に自
動的に作動開始状態に戻るようになっている。

第１３図は本発明の別な実施例を示すもので、前記実施
例における打撃数設定用プリセットカウンタ（Ｃ１）に
代えてプリセットタイマａ着を採用したものであり、そ
の他の構成は前記実施例と同様である。このように構成
したので、リバウンド角度設定用プリセットカウンタ（
ＣＯ）から出力される有効打撃の桁−Ｆげ信号件）がプ
リセットタイマー０４に入力した時に、該タイマーが予
め設定した時間だけ作動し、その時間が経過するとこの
タイマー０７から停止信号が出力されてＲ−Ｓフリップ
フロップ回路ａ四を作動させ、電磁リレー０ηに連動さ
れた電磁弁ＯＱを閉じてレンチ（１）を停止させるもの
である。

以上の実施例においては、センサー（７）（８１として
磁気センサーを採用したか、第１４図に示すように光セ
ン→ｒ−＜ｐｆ　（ｓｆを使用して外周に多数のスリッ
トを所定間隔毎に設けたスリット板からなる回転歯車体
（６）′にこれらの光センサ−（７１’（８１’を対設
させてもよい。

以上のように本発明は、インパクトレンチの回転部に回
転歯車体を一体的に固着すると共に非回転部に前記回転
歯車体に対向させて一対のセンサーを所定の位相差でも
って対設してこれらのセンサーによりインパクトレンチ
の打撃時に生じるリバウンドを検出させるようにし、該
リバウンドの角度が設定値以上になった時から、所定の
リバウンド数に達した時に、又は所定の時間経過後にイ
ンパクトレンチの作動を停止させるように構成したこと
を特徴とするインパクトレンチにおける締付力制御装置
に係るものであるから、締付けられる螺子が座面につく
までの間や、すべり打ち或いはボルト等の締付不足など
でリバウンド角が予め設定した角度よりも小さいときに
はその打撃を無効にでき、有効打撃のみを設定された数
値又は時間進行わせて締付力の不足を完全になくするこ
とができるものであ一す、従って従来のインパクトレン
チにおけるような無駄な打撃による締め過ぎや打撃回数
の不足による締付力の不足を完全に排して自動的に所定
のトルクになるまで締付けを行い得るものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図はその簡略
側面図、第２図は配線回路図、第３図は配管回路図、第
４図はパルスの線図、第５図はインパクトレンチの縦繊
）側面図、第６図は第５図Ａ−Ａ線における断面図、第
７図乃至第１０図はその作用を説明するための縦断正面
図、１Ｊ１１図は検出部をロータ軸側に固着した場合の
インパクトレンチの要部の縦断側面図、第１２図は第１
１図Ｉｓ　−Ｈｆｌｌにおける断面図、第１３り１は本
発明の他の実施例を示す配線回路図、第１４図は別なセ
ンサーと回転歯車体との使用を示す正面図である。 （１）はインパクトレンチ、（２Ｊはエアーモータ、（
４１はカム円板、ｌ’＋＋　ｉｆ回転歯車体、（−／＋
　（８１ＬＪセンサー、αＬはＤ−フリップフロップ回
路、υはアンド回路、（１３Ｑ４）はプリセットカウン
タ、（へ）はに−Ｓフリップフロップ回路、Ｏｅｌは電
磁弁、（ト）はリセットボタン、０旧よ圧縮空気供給源
、に）はハンマー片、（ホ）はアンビル。 第１１．］ 第７図 ３ 第ｑ図 第６図 第ｆＯＬ４ 手　続　　補　　正　書（自＠）− １事件の表示 昭和５６年特許　　　願第１２１０７６　　’号２、発
明の名称 インパクトレンチにおける締付力制御装置３　補正をす
る者 事件との関係　特許　　　　　　　出願人住　所　大阪
府羽曳野市野々上３丁目６番１５号氏　名　　　株式会
社　空　研 （名称） 代表増締役　芝　１）良　− 昭和　　　年　　　月　　　日（発送日　昭和　　年　
　月　　　日）（１）　　明細書のｔｌ＃Ｆｌｆ請求の
範囲を次のとおり袖正します。 「インパクトレンチの非回転Ｓに一対のセンサー管所定
の位相差でもって対設して、これらのセンサーによりイ
ンパクトレンチの打撃時に生じるリバウンドを検出させ
るよ・うにし。 該リバウンドの角度が設定値以上になった時から所定の
リバウンド数に達した時に、又は所定の時間経過後にイ
ンパクトレンチの作動を停止させるように構成したこと
を時機とするインパクトレンチにおける締付力制御装置
。」（２）　　明細４Ｆ第１５頁駆１行目から第２行目
の「の回転部・・・−・一対」を「の非回転邪に一対」
と補正します。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インパクトレンチの回転部に回転歯車体を一体的に■看
   すると共にインパクトレンチの非回転部に前記回転歯車
   体に対向させて一対のセンサーを所定の位相差でもって
   対設してこれらのセンサーによりインパクトレンチの打
   撃時に生じるリバウンドを検出さぜるようにし、該リバ
   ウンドの角度が設定値以上になった時から所定のリバウ
   ンド数に達した時に、又は所定の時間経過後にインパク
   トレンチの作動を停止させるように構成したときを特徴
   とするインパクトレンチにおける締付力制御装置。