JP2011224705A - 衝撃式締付工具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】操作部の操作によって回転駆動するモータと、モータの出力によってメインシャフトに衝撃を加える衝撃発生部とを備える衝撃式締付工具であって、設定トルクに達するとモータを停止し、停止後の所定時間内は操作部の操作によってモータを駆動可能な状態に制御し、前記所定時間内に行われる操作部の操作によって生じる締付けトルクが許容範囲であるか否か判定することを特徴とする衝撃式締付工具。
【選択図】図3
Description
まず、本発明によって締め付けられる締結具である溝付きナットについて説明する。
本発明の対象とする締結具は、一の部材と、当該一の部材との相対的な位置を調整する必要のある他の部材とからなる締結具である。具体的には、キャッスルナットとボルト、ベアリングナットと座金等である。
図2は、従来周知のキャッスルナットを示すものである。キャッスルナット8は、中央部に螺子孔を有する六角形状の本体部の一端面に切削加工を施し、放射状に溝81を複数形成したものである。また、キャッスルナット8用の対応部材であるボルト9は、外周面に形成された螺子部に貫通孔91が穿設されたボルト9である。
図2に示すとおり、通常のナット10とキャッスルナット8の間に締結されるワークW、Wを位置させ、キャッスルナット8を設定トルクまで締め付ける。その後、キャッスルナット8の溝81がボルト9の貫通孔91と直線状に連通する位置するようにキャッスルナット8を締め付けて位置合わせを行い、ピン11を挿通して折り曲げる。このようにして、キャッスルナット8は緩み止め状態に締結される。
また、従来周知のベアリングナットは、通常、軸方向に溝(キー溝)を切削加工したボルトにベアリングを組み付けた後、内周部において内側方向に突出する内側突起部と、外周部において外側方向に突出外側突起部とを有するリング状の座金を、当該内側突起部とボルトの溝が合うように組み付け、その上からベアリングナットを組み付けて締め付けるものである。ベアリングナットは、周辺に複数の切欠溝を有するリング状のナットであり、ナットの溝と、対応部材である座金の外側突起部が上下方向に重なる位置になるようにナットを締め付けて調整し、緩み止めとして、座金の外側突起部を折り曲げる。このようにして、ベアリングナット8は緩み止め状態に締結される。
次に、本発明の衝撃式締付工具について説明する。
本発明の衝撃式締付工具は、操作部であるスロットルレバーSLの操作によって回転駆動するモータMと、モータMの出力によってメインシャフト7に衝撃を加える衝撃発生部Pと、締付けトルクを検知するトルク検知手段とを備える衝撃式締付工具であって、締付けトルクが設定トルクに達したか否かを判定し、前記設定トルクに達したときにモータMを一時停止させ、停止した後はスロットルレバーSLの操作によってモータMを駆動可能な状態に制御し、停止した後に行われるスロットルレバーSLの操作によって生じる締付けトルクが許容範囲(上限トルクから下限トルクの範囲)内にあるか否か判定することを特徴とする衝撃式締付工具である。仮締め工程における締付けトルクが設定トルクに達した時点でモータMを停止し、停止後の少なくとも所定時間t内は操作部の操作によってモータを駆動可能な状態に制御し、前記所定時間t内に行われる操作部の操作によって生じる締付けトルクが許容範囲であるか否か判定するのが好適である。
衝撃発生部Pは、モータMの出力を打撃衝撃に変換するものであって、公知の構造を用いることができ、例えば、内部に収容したオイルの圧力を利用してメインシャフト7に衝撃力を発生させる公知の油圧パルス発生装置を用いるのが好適である。具体的には、図1に示すように、ライナケース1内にライナ2を設け、前記ライナ2内にメインシャフト7を嵌挿してライナ2をメインシャフト7に対して回転自在とし、このライナ2内にトルクを発生させる為のオイルを充填してライナ2の両端に取り付けたライナ下板3とライナ上板4によって密封している。ライナ2内部は断面楕円形のライナ室を形成しており、メインシャフト7に形成した溝にバネ6を介してブレード5を挿入し、ブレード5がライナ2の断面楕円形の内面に出没可能に当接するものとしている。締め付け作業時にナットが着座するまでの低負荷時は、ライナケース1とメインシャフト7が一体的に回転する一方、着座した後の高負荷時は、ライナケース1の一回転中に一度だけオイルにピーク圧を発生させ、締め付けトルクを発生するものである。
駆動源であるモータMは、切り換えスイッチの操作に応じて正転又は逆転可能な公知のモータであり、電池電源によって回転駆動する電動モータや、エア供給通路から供給される駆動流体圧によって回転駆動するエアモータである。操作部であるスロットルレバーSLのON/OFF操作によって回転/停止し、また、スロットルレバーSLの引き込み量に応じてモータMの回転速度は変化する。
エアモータの場合、エア供給源からエアを供給する外部エアホースが工具本体にコネクタを介して連結されている。エアホースから供給されるエアは、工具本体中に形成されたエア供給通路を通ってモータに供給されるものであり、スロットルレバーSLの操作によって開閉操作されるメインバルブから、切り換えスイッチによって操作される切り換えバルブを介して、モータMに供給される。
また、エア供給通路には、キャッスルナットの締付けトルクが設定トルクに達したときに制御手段からの制御信号によって、モータMへのエア供給を停止するシャットオフバルブを設けている。
制御手段は、設定トルクに達するとモータMを一時停止するように制御し、また、停止後の所定時間t内はスロットルレバーSLの操作によってモータMを駆動可能な状態に制御するものである。
例えば、エアモータである場合は、シャットオフバルブ(電磁弁)を開放位置から閉鎖位置に変位させてエア供給通路を閉鎖することによってモータMへのエア供給を遮断してモータMの駆動を停止した後、停止後の所定時間t内はシャットオフバルブを閉鎖位置から開放位置に変位させて当該位置を維持させることによってモータMをスロットルレバーSLの操作によって駆動可能な状態とするものである。
トルク検知手段は、例えば出力軸であるメインシャフトにかかるトルクを検知するものであれば特定の構造に限定されるものではなく、公知の構造を採用することができる。具体的には、メインシャフトの外周面に歪ゲージを貼着して成り、締め付けたときに生じるメインシャフトの捩れ量を歪ゲージを介して電圧変換するようにして、トルクを検知するものを採用できる。具体的には、計測対象となるメインシャフトの表面に4つの歪ゲージを貼着してブリッジ回路を形成し、トルクによる軸の捩れに伴う歪ゲージの抵抗の変化を検知してトルクを求めるものである。例えば、2つのコイルを回転軸に近接して直交配置し(コイルと回転軸は非接触)、一方のコイルを励磁して発生させた磁束が回転軸中を透過するようにし、他方のコイルによって軸の歪みに基づいて生じた磁化方向の変化による変形した磁束を検出するようにした磁歪センサであってもよい。或いは、ライナケース内に充填された作動油に発生する圧力を圧力センサで検出して、圧力からトルクを演算するものであっても良い。
回転方向検知手段は、メインシャフト7又はモータMの回転方向(締付け方向/締付け反対方向)を検知する手段であれば特に限定されない。例えば、ロータリエンコーダ等の公知のセンサ要素や、モータMへ出力される回転方向を指令する信号から検知するものであっても良い。
図3は、本発明に基づく仮締め工程と本締め工程におけるトルク変化を示すものである。
仮締め工程は、設定トルクまでキャッスルナット8を締め付けるものである。
メインシャフト7の先端に連結されるソケットにキャッスルナット8を嵌合し、スロットルレバーSLを引き込み操作して、キャッスルナット8の締め付けを開始する。トルク検知手段によって検知された締め付けトルクが、設定トルクである設定トルクに到達すると、制御手段によってモータMは一旦停止するように自動的に制御される。具体的には、エア供給通路内に配置されたシャットオフバルブを開放位置から閉鎖位置に変位させてモータMへのエア供給通路を閉鎖することによってモータMへのエア供給を遮断してモータMの駆動を停止するように制御される。
仮締め工程の後は、図2(a)に示すように、通常、ボルト9の貫通孔91の位置と、キャッスルナット8の溝81の位置が一致しない場合が多い。したがって、次の本締め工程において、図2(a)の状態から、図2(b)に示すように、ボルト9の貫通孔91とキャッスルナット8の溝81の位置を一致させる。
P 衝撃発生部
7 メインシャフト
t 所定時間
Claims (3)
- 操作部の操作によって回転駆動するモータと、モータの出力によってメインシャフトに衝撃を加える衝撃発生部とを備える衝撃式締付工具であって、設定トルクに達するとモータを停止し、停止後の所定時間内はモータを操作部の操作によって駆動可能な状態に制御し、前記所定時間内に行われる操作部の操作によって生じる締付けトルクが許容範囲であるか否か判定することを特徴とする衝撃式締付工具。
- 操作部の操作によって回転駆動するエアモータへのエア供給通路を閉鎖してモータの駆動を停止した後、停止後の所定時間内は供給通路を開放してモータを駆動可能な状態に制御することを特徴とする請求項1に記載の衝撃式締付工具。
- 所定時間内におけるモータ又はメインシャフトの回転方向を検出する回転方向検知手段を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の衝撃締付工具。
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