JP2017500214A - パルスドライバーを制御する方法、対応する制御装置、およびドライバー装置 - Google Patents
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Abstract
Description
− エネルギー源としての圧縮機に関連した空気モータのエネルギー効率が悪く、地球温暖化の一因となっている。
− これらのツールで実行される油圧トランスミッションは、適切な持続可能性から利益を得るために、頻繁でコストのかかる保守を必要とする。
− トランスミッション内の遊びがねじ込み方向に最大である最大後退位置であって、この位置は、ドライバーの出力シャフトおよびグリップが不動である場合、逆ねじ込み方向の回転の終わりでモータの回転子が、トランスミッション当接時に不動化されるとき得られ、このトランスミッションの遊びはねじ抜き方向に補償されたものである、最大後退位置と、
− ねじ込み方向の遊びが補償されている衝撃位置であって、この位置は、逆ねじ込み方向の回転の終わりでモータの回転子が、トランスミッション当接時に不動化されるとき得られ、このトランスミッションの遊びはねじ込み方向に補償されたものである、衝撃位置と
の間で移動可能である。
操作者の手の中のピストルグリップ型パルスモード電気ドライバーのリアクショントルクは、一般に、ねじ込み動作中に操作者を妨害しないように比較的小さいままであるが、これは締付けトルクが50N.mを超えるときにもはや当てはまらない
− 締付け衝撃中にドライバーの本体へ伝達されるねじ込みトルクインパルスの大きさ、
− ねじ込みトルクインパルスの継続期間の大きさ、
− ドライバーの本体の回転子慣性の低いレベル
によって増幅される。
本発明は、従来技術のこれらの欠点を克服することを特に目的としている。
これらの目的およびここで以下明らかになる他の目的は、電気モータを収容する本体を備えたインパルスドライバー装置を制御する方法であって、前記モータの回転子は、遊びを有するトランスミッションを介して、回転駆動されやすい末端要素に接続されており、回転子は、
− 遊びがねじ込み方向に最大である最大後退位置と、
− 遊びがねじ込み方向に補償されている衝撃位置と
の間で回転移動可能であり、
方法は、少なくとも1つのねじ込み段階を含み、ねじ込み段階は、少なくとも1つの衝撃サイクルを含み、衝撃サイクルは、連続して、
− 電気インパルスでモータに電力を供給するステップであって、より正確には、回転子が、遊びの補償時に運動エネルギーを蓄積し、次いでねじ込みトルク衝撃中にこのエネルギーをトランスミッションを介して末端要素へ伝達するように、回転子が最大後退位置から衝撃位置まで通り、本体はねじ抜き方向に末端要素の回転軸を中心にして反動で回転する傾向にある、ステップと、
− モータの電力供給を制御するステップを含む安定化するステップであって、制御するステップは、衝撃サイクルの開始時にそれが占めていた末端要素の回転軸を中心にした角度位置に本体を実質的に戻す、ステップと
を少なくとも含む、方法によって実現される。
− 一方では、高い締付けトルクを得る可能性がありつつ、操作者の手の中にごくわずかな反動を発生させるこれらのドライバーの利点を保持することによって、
− 他方では、それらの欠点(低い効率、圧縮空気を発生および輸送するネットワークの実装など)を有さないことによって
油圧空気式ドライバーの性能レベルと同等の性能レベルを有するパルスモード電気ドライバーを提案することを可能にする。
− 回転子が、ねじ抜き方向に回転し、回転周波数Wに従って最大後退位置へ戻ってくるように、モータへ第1の電力供給を行うサブステップ1と、
− 最大後退位置における回転子によってねじ抜き方向にトランスミッションに対して安定化トルク衝撃を伝達するサブステップ2と
を少なくとも含む。
− 最大後退位置へ戻る最中のトランスミッションに対しての回転子の反動から生じるねじ抜き方向の安定化トルク衝撃と、そして場合によって、
− ねじ抜き方向の電磁安定化トルク
といったものを末端要素へ伝達することにあるもっぱら元の手法に頼る。
進行中に衝撃サイクルの先のねじ込みトルク衝撃の値を測定するステップと、進行中に衝撃サイクルの先のねじ込みトルク衝撃の値の関数として回転周波数Wの値を計算するステップとを含む。
− ねじ込みトルク衝撃から生じる末端要素の回転軸を中心としたねじ抜き方向の空間内の本体の角度シフトの値を表す情報を決定するステップと、
− 安定化トルク衝撃および安定化電磁トルクから生じる末端要素の回転軸を中心としたねじ込み方向の空間内の本体の角度シフトの値を表す情報を決定するステップと、
− 安定化トルク衝撃および安定化電磁トルクから生じる末端要素の回転軸を中心としたねじ込み方向の本体の角度シフトの値が、ねじ込みトルクインパルスから生じる末端要素の回転軸を中心としたねじ抜き方向の本体の角度シフトの値に等しくなるときに、安定化ステップのモータへの第2の電力供給を停止するステップと
を含む。
− 遊びがねじ込み方向に最大である最大後退位置と、
− 遊びがねじ込み方向に補償されている衝撃位置と
の間で回転移動可能である、制御装置において、
− モータへ電気インパルスによるねじ込みのために電力供給を伝達するように設計された少なくとも1つの衝撃サイクル中にモータへ電力を供給する手段であって、回転子が最大後退位置から衝撃位置まで通り、遊びの補償時に運動エネルギーを蓄積し、次いでねじ込みトルク衝撃中にこのエネルギーをトランスミッションを介して末端要素へ伝達し、本体はねじ抜き方向に末端要素の回転軸を中心にして反動で回転する傾向にあるようになっている、電力を供給する手段と、
− モータへの電力供給を制御する手段を含む安定化手段であって、制御する手段は、モータへ電力供給を伝達し、衝撃サイクルの開始時にそれが占めていた末端要素の回転軸を中心にした角度位置に本体を実質的に戻すことを可能にさせるように設計されている、安定化手段と
を備えた制御装置にも関する。
− ねじ込みトルク衝撃から生じる末端要素の回転軸を中心としたねじ抜き方向の空間内の本体の角度シフトの値を表す情報を決定する手段と、
− 安定化トルク衝撃および安定化電磁トルクから生じる末端要素の回転軸を中心としたねじ込み方向の空間内の本体の角度シフトの値を表す情報を決定する手段と、
− 安定化トルク衝撃および安定化電磁トルクから生じるねじ込み方向の末端要素の回転軸を中心とした本体の角度シフトの値が、ねじ込みトルク衝撃から生じるねじ抜きの方向に末端要素の回転軸を中心とした本体の角度シフトの値に等しくなるときに、安定化ステップのモータへの第2の電力供給を停止する手段と
を備えている。
− 遊びがねじ込み方向に最大である最大後退位置と、
− 遊びがねじ込み方向に補償されている衝撃位置と
の間で回転移動可能である、インパルスドライバー装置において、
本明細書に上述した変形例のいずれか1つに記載の駆動装置を備えることを特徴とするインパルスドライバー装置を含むことが特徴とされるインパルスドライバー装置も包含している。
本発明の他の特徴および利点は、簡単で例示的で非排他的な例および添付図面によって与えられたとき、好ましい実施形態の以下の説明からより明らかになろう。
7.1.構成
本発明によるパルスモードドライバー装置は、好ましくはピストル形状でグリップ2を備えた本体1を備えている。この本体1は、電気モータ3を収容し、電気モータ3は回転駆動できるトランスミッションを介して末端要素4に接続されている。この末端要素4は、直接協働するように、またはねじまたはナットなどのねじ込まれる要素を有するスリーブによって協働するように設計されている。
− 遊びがねじ込み方向に最大である最大後退位置と、
− 遊びがねじ込み方向に補償されている衝撃位置と
の間で移動可能である。
− それらは、回転子が周波数Wで最大後退位置に向かって回転し、次いで最大後退位置に到達した回転子は安定化トルク衝撃をねじ抜き方向にトランスミッションへ伝達するように第1の電気的電力供給をモータへ伝達し、
− それらは、それが安定化電磁トルクをねじ抜き方向にトランスミッションへ伝達するように第2の電気的電力供給をモータへ伝達する
ように設計された安定化手段も備えている。
− 一定の強度レベルで、このレベルはモータの動力系が耐えることができるものに従って決定され、
− 場合によって、所与のモータ速度命令値に関連してもよい。
C=k.C’
になっている。
の場合、
C’は、進行中の衝撃サイクル中の先のねじ込みトルク衝撃の値(N.m.)である。
Ep=C2/(2.r)
に変形される。
rは、駆動シャフトで測定したトランスミッションの剛性(N.m./rd)
の場合である。
μ.Ec=Ep
になっている。
Ec=0,5.J.W2
に回転子の回転周波数W(rd/s)の関数として表される。
W=C/(μ.J.r)0,5
W=k.C’/(μ.J.r)0,5
を算定した。
本発明によるインパルスドライバーを使用して、ねじなどのねじ込まれることになる要素を締め付けることができる。
− 回転子の加速(図の符号A参照)
− ねじ込み方向の回転子によるトランスミッション内の遊びの補償
− トランスミッションに対する衝撃であり、その最中にねじ込みトルク衝撃(図の符号B参照)が末端要素に伝達される
− モータの反動
− その最大後退位置へのモータの戻り
になる。
− トランスミッション内の遊びが最大である最大後退位置であって、この位置は、ドライバーの出力シャフトおよびグリップが動かなくされる場合に、ねじ込みに対して逆方向の回転に従うモータの回転子はトランスミッション当接時に動かなくされているときに得られ、このトランスミッションの遊びは補償されている、最大後退位置と、
− 遊びが補償されている衝撃位置であって、この位置はドライバーの出力シャフトおよびグリップが動かなきされる場合、逆ねじ込み方向の回転の終わりでモータの回転子が、トランスミッション当接時に不動化されるときに得られ、このトランスミッションの遊びは補償されている、遊びが補償されている衝撃位置と
の間に移動可能である。
− サブステップ1では、最大後退位置に向かって周波数Wで回転子が回転するようにモータの第1の電流供給を行う。
− サブステップ2では、ねじ抜き方向にトランスミッションに対して安定化トルク衝撃を最大後退位置において回転子により伝達する(図の符号C参照)。
− サブステップ3では、ねじ抜き方向に安定化電磁トルクをトランスミッションへ伝達するようにモータの第2の電力供給を行う(図の符号D参照)。
C=k.C’
になっている。
の場合、
C’は、トルクセンサによって測定された進行中の衝撃サイクル中の先のねじ込みトルク衝撃の値(N.m.)である。
Ep=C2/(2.r)
になる。
rは、駆動シャフトで測定したトランスミッションの剛性(N.m./rd)
の場合である。
μ.Ec=Ep
である。
Ec=0,5.J.W2
で表される。
W=C/(μ.J.r)0.5
W=k.C’/(μ.J.r)0.5
を推定した。
− 最大後退位置における衝撃前の回転子の回転周波数W
− 段階3中の安定化電磁トルクのレベル
− 段階3の継続期間
− 動力学の基礎原理をそのトルクセンサのリアクショントルクを受けるドライバーの本体に適用することにおいて、ねじ込み衝撃中に反時計回りの意味でドライバーの本体のシフティングのリアルタイム計算を行う。
− 上記と同じ原理に従って安定化段階中に時計回りの意味でドライバーの本体のシフティングのリアルタイム計算をする。
Claims (18)
- 電気モータを収容する本体を備えたインパルスドライバー装置を制御する方法であって、前記モータの回転子は、遊びを有するトランスミッションを介して、回転駆動されやすい末端要素に接続されており、前記回転子は、
− 前記遊びがねじ込み方向に最大である最大後退位置と、
− 前記遊びが前記ねじ込み方向に補償されている衝撃位置と
の間で回転移動可能であり、
前記方法は、少なくとも1つのねじ込み段階を含み、前記ねじ込み段階は、少なくとも1つの衝撃サイクルを含み、前記衝撃サイクルは、連続して、
− 電気インパルスで前記モータのねじ込み用電力の供給をするステップであって、前記回転子が、前記遊びの補償時に運動エネルギーを蓄積し、次いでねじ込みトルク衝撃中にこのエネルギーを前記トランスミッションを介して前記末端要素へ伝達するように、前記回転子が前記最大後退位置から前記衝撃位置まで通り、前記本体はねじ抜き方向に前記末端要素の回転軸を中心にして反動で回転する傾向にある、ステップと、
− 前記モータの電力供給を制御するステップを含む安定化するステップであって、前記制御するステップは、前記衝撃サイクルの開始時にそれが占めていた前記末端要素の前記回転軸を中心にした角度位置に前記本体を実質的に戻す、ステップと
を少なくとも含む、方法。 - 前記モータの前記電力供給を制御する前記ステップは、前記モータに電力を供給し、前記ねじ抜き方向に安定化トルクの発生を可能にするステップを好ましくは含み、前記本体は、前記ねじ込み方向に前記末端要素の前記回転軸を中心にして反動で回転する傾向があることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記安定化するステップは、連続して、
− 前記回転子が、前記ねじ抜き方向に回転し、回転周波数Wで前記最大後退位置へ戻ってくるように、前記モータへ第1の電力供給を行うサブステップと、
− 前記最大後退位置における前記回転子によって前記ねじ抜き方向に前記トランスミッションに対して安定化トルク衝撃を伝達するサブステップと
を少なくとも含む、請求項2に記載の方法。 - 前記最大後退位置における前記回転子によって前記ねじ抜き方向に前記トランスミッションへ安定化トルク衝撃を前記伝達することの後に、前記ねじ抜き方向に前記トランスミッションへ電磁安定化トルクを伝達するように前記モータへ第2の電力供給を行うことを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 前記モータの前記回転周波数Wの値は、前記安定化トルク衝撃の値が進行中に前記衝撃サイクルの前記前のねじ込みトルク衝撃の値よりも低いように決定されることを特徴とする、請求項3または4に記載の方法。
- 前記モータの前記回転周波数Wの前記値は、前記安定化トルク衝撃の前記値が、進行中に前記衝撃サイクルの前記前のねじ込みトルク衝撃の値の80%以下であるようになっていることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 進行中に前記衝撃サイクルの前記先のねじ込みトルク衝撃の前記値を測定するステップと、進行中に前記衝撃サイクルの前記先のねじ込みトルク衝撃の前記値の関数として前記回転周波数Wの前記値を計算するステップとを含むことを特徴とする、請求項5または6に記載の方法。
- − 前記ねじ込みトルク衝撃から生じる前記末端要素の前記回転軸を中心とした前記ねじ抜き方向の空間内の前記本体の角度シフトの値を表す情報を決定するステップと、
− 前記安定化トルク衝撃および前記安定化電磁トルクから生じる前記末端要素の前記回転軸を中心とした前記ねじ込み方向の空間内の前記本体の前記角度シフトの前記値を表す情報を決定するステップと、
− 前記安定化トルク衝撃および前記安定化電磁トルクから生じる前記末端要素の前記回転軸を中心とした前記ねじ込み方向の前記本体の角度シフトの前記値が、前記ねじ込みトルクインパルスから生じる前記末端要素の前記回転軸を中心とした前記ねじ抜き方向の前記本体の前記角度シフトの前記値に等しくなるときに、前記安定化ステップの前記モータへの前記第2の電力供給を停止するステップと
を含むことを特徴とする、請求項3から7のいずれか1項に記載の方法。 - 電気モータを収容する本体を備えたインパルスドライバー装置を制御する制御装置であって、前記モータの回転子は、遊びを有するトランスミッションを介して、回転駆動されやすい末端要素に接続されており、前記回転子は、
− 前記遊びがねじ込み方向に最大である最大後退位置と、
− 前記遊びが前記ねじ込み方向に補償されている衝撃位置と
の間で回転移動可能である、制御装置において、
− 前記モータへ電気インパルスによるねじ込みのために電力供給を伝達するように設計された少なくとも1つの衝撃サイクル中に前記モータへ電力を供給する手段であって、前記回転子が、前記最大後退位置から前記衝撃位置まで通り、前記遊びの補償時に運動エネルギーを蓄積し、次いでねじ込みトルク衝撃中にこのエネルギーを前記トランスミッションを介して前記末端要素へ伝達し、前記本体は、ねじ抜き方向に前記末端要素の回転軸を中心にして反動で回転する傾向にあるようになっている、電力を供給する手段と、
− 前記モータへの前記電力供給を制御する手段を含む安定化手段であって、前記制御する手段は、前記モータへ電力供給を伝達し、前記衝撃サイクルの開始時にそれが占めていた前記末端要素の前記回転軸を中心にした角度位置に前記本体を実質的に戻すことを可能にさせるように設計されている、安定化手段と
を備えた、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法を実施する制御装置。 - 前記モータへの前記電力供給を前記制御する手段は、前記モータへ電力供給を伝達し、前記ねじ抜き方向に安定化トルクの発生を可能にするように設計されていることを特徴とする、請求項9に記載の駆動装置。
- 前記制御する手段は、
− 前記回転子が周波数Wに従って前記最大後退位置に向かって回転し、最大後退位置における前記回転子が前記ねじ抜き方向の安定化トルク衝撃を前記トランスミッションに伝達するように前記モータへ第1の電力供給を伝達する
ように設計されていることを特徴とする、請求項10に記載の装置。 - 前記制御する手段は、前記トランスミッションへ前記ねじ抜き方向に安定化電磁トルクを伝達するように前記モータへ第2の電力供給を伝達するように設計されていることを特徴とする、請求項11に記載の装置。
- 前記安定化手段が引き渡す前記第1の電力供給の値は、前記安定化トルク衝撃の値が進行中に前記衝撃サイクルの前記先のねじ込みトルク衝撃の値未満になるように回転周波数Wに従って前記モータを駆動するように好ましくは選ばれることを特徴とする、請求項11または12に記載の装置。
- 前記モータの前記回転周波数Wの値は、前記安定化トルク衝撃の値が、進行中に前記衝撃サイクルの前記先のねじ込みトルク衝撃の値の80%以下であるように好ましくは決定されていることを特徴とする、請求項13に記載の装置。
- 進行中に前記衝撃サイクルの前記先のねじ込みトルク衝撃の値を測定する手段と、進行中に前記衝撃サイクルの前記先のねじ込みトルク衝撃の前記値の関数として前記回転周波数Wの値を計算する手段とを備えていることを特徴とする、請求項13または14に記載の装置。
- − 前記ねじ込みトルク衝撃から生じる前記末端要素の前記回転軸を中心とした前記ねじ抜き方向の空間内の前記本体の前記角度シフトの値を表す情報を決定する手段と、
− 前記安定化トルク衝撃および前記安定化電磁トルクから生じる前記末端要素の前記回転軸を中心とした前記ねじ込み方向の空間内の前記本体の前記角度シフトの前記値を表す情報を決定する手段と、
− 前記安定化トルク衝撃および前記安定化電磁トルクから生じる前記ねじ込み方向の前記末端要素の前記回転軸を中心とした前記本体の前記角度シフトの前記値が、前記ねじ込みトルク衝撃から生じる前記ねじ抜きの方向に前記末端要素の前記回転軸を中心とした前記本体の前記角度シフトの前記値に等しくなるとき、前記安定化ステップの前記モータへの前記第2の電力供給を停止する手段と
を備えていることを特徴とする、請求項13から15のいずれか1項に記載の装置。 - 前記角度シフトを決定する前記手段は、少なくとも1つのジャイロスコープを好ましくは備えていることを特徴とする、請求項16に記載の装置。
- 電気モータを収容する本体を備えたインパルスドライバー装置であって、前記モータの回転子は、遊びを有するトランスミッションを介して、回転駆動され得る末端要素に接続されており、前記回転子は、
− 前記遊びが前記ねじ込み方向に最大である最大後退位置と、
− 前記遊びが前記ねじ込み方向に補償されている衝撃位置と
の間で回転移動可能である、インパルスドライバー装置において、
請求項9から18のいずれか1項に記載の制御装置を備えていることを特徴とする、インパルスドライバー装置。
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