JP7030755B2 - Impulse tightening method with optimized rebound - Google Patents

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Description

本発明の分野は、インパルス式締付け方法及びインパルス式締付けデバイスの分野である。 The field of the present invention is the field of impulse type tightening method and impulse type tightening device.

インパルス式締付けの方法は、例えば、自動車産業、航空機産業等の様々な分野において、締付け対象となるアセンブリの締付けを行うために、一般に用いられる。 The impulse tightening method is generally used for tightening an assembly to be tightened in various fields such as the automobile industry and the aircraft industry.

インパルス式スクリュードライバ(impulse screwdriver)は、通常、回転子及び固定子を備えた電気モータを収容するケーシングを備え、その端部には、締付け対象の要素と協働する先端部材が、回転できるように取り付けられている。 Impulse screwdrivers typically include a casing that houses an electric motor with a rotor and stator, at the end of which a tip member that works with the element to be tightened can rotate. It is attached to.

ケーシングは、回転子を先端回転部材につなぐ伝動装置を収容する。したがって、伝動装置は、回転子の回転運動を先端部材に伝えることを可能にするものである。伝動装置は、モータの機械動力を、回転数を減少させて先端部材に伝達する。この伝動装置は、モータによって回転駆動される太陽歯車と、遊星歯車キャリヤによって保持される遊星歯車と、リングとを有する遊星歯車列とすることができる。 The casing houses a transmission device that connects the rotor to the tip rotating member. Therefore, the transmission device makes it possible to transmit the rotational motion of the rotor to the tip member. The transmission device transmits the mechanical power of the motor to the tip member by reducing the rotation speed. The transmission device can be a planetary gear train having a sun gear that is rotationally driven by a motor, a planetary gear held by a planetary gear carrier, and a ring.

かかるスクリュードライバは角度センサを備える。角度センサの回転子はモータの回転子に接続され、角度センサの固定子はモータの固定子に接続される。 Such a screwdriver is equipped with an angle sensor. The rotor of the angle sensor is connected to the rotor of the motor, and the stator of the angle sensor is connected to the stator of the motor.

かかるスクリュードライバは、伝動装置と一体のトルクセンサをも備える。例えば、遊星歯車列のリングをスクリュードライバのケーシングに連結するひずみゲージセンサである。リングは、ケーシング内で回転できるように取り付けられ、トルクセンサによって回転が停止する。 Such screwdrivers also include a torque sensor integrated with the transmission. For example, a strain gauge sensor that connects the ring of a planetary gear train to the casing of a screwdriver. The ring is mounted so that it can rotate within the casing and is stopped by a torque sensor.

伝動装置は、通常、機能的クリアランス(functional clearance)を備える。この機能的クリアランスは、設計上必要なクリアランスであり、伝動装置の別々の構成要素、例えば、別々の歯車装置が互いに対して相対的に運動して、モータと先端部材との間の回転運動の伝達が可能となる。 Transmission devices are usually equipped with functional clearance. This functional clearance is the required clearance by design, in which different components of the transmission, such as different gear devices, move relative to each other to provide rotational movement between the motor and the tip member. Communication is possible.

このクリアランスを前提として、回転子は以下のように位置することができる。
- クリアランスが反締付け方向(unscrewing sense)においてなくなった後方停止(backstop)位置。先端部材は、動かない状態にあり、回転子が反締付け方向において停止している。
- クリアランスが締付け方向(screwing sense)においてなくなった前方停止(forward-stop)位置。先端部材は、動かない状態にあり、回転子が締付け方向において停止している。
Given this clearance, the rotor can be positioned as follows.
-Backstop position where the clearance is no longer in the unscrewing sense. The tip member is in a stationary state, and the rotor is stopped in the anti-tightening direction.
-Forward-stop position where the clearance is no longer in the tightening sense. The tip member is in a stationary state, and the rotor is stopped in the tightening direction.

伝動装置における全機能的クリアランスは、これらの2つの位置、すなわち、前方停止位置と後方停止位置との間の回転子の回転角度に対応する。 The total functional clearance in the transmission corresponds to these two positions, the rotation angle of the rotor between the front stop position and the rear stop position.

アセンブリのインパルス式締付けは、所定の頻度に従って周期的に繰り返される一連の連続する締付けサイクルを含む。 Impulse tightening of an assembly comprises a series of successive tightening cycles that are periodically repeated according to a predetermined frequency.

各締付けサイクルは、以下の4つの連続するフェーズに分けることができる。
- 回転子が伝動装置内で利用可能なクリアランスを締付け方向において吸収する一定時間の間にモータへの電力供給の影響下にある回転子の自由加速フェーズ(抵抗トルクがない)。
- 加速フェーズにおいて回転構成要素によって蓄積された運動エネルギーが先端部材に伝わり、締付け対象要素の締付けが行われるインパクトフェーズ。このインパクトフェーズは、伝動装置のクリアランスが締付け方向において完全になくなる時点(すなわち、先行ステップの終了時)で開始し、締め付けられる要素が先端部材によって回転駆動されなくなるまで続く。
- インパクトフェーズにおいて弾性変形した伝動装置が弛緩(relax)して初期形状を取り戻す弛緩フェーズ。
- スクリュードライバの回転パーツ(先端部材、伝動装置及び回転子)が、伝動装置の機能的クリアランスの全て又は一部を取り込むときに反締付け方向に自然にリバウンドするリバウンドフェーズ。
Each tightening cycle can be divided into four consecutive phases:
-Free acceleration phase of the rotor (no resistance torque) under the influence of power supply to the motor for a period of time during which the rotor absorbs the clearance available in the transmission in the tightening direction.
-In the impact phase, the kinetic energy accumulated by the rotational components in the acceleration phase is transmitted to the tip member, and the tightening target element is tightened. This impact phase begins when the transmission clearance is completely eliminated in the tightening direction (ie, at the end of the preceding step) and continues until the element being tightened is no longer rotationally driven by the tip member.
-A relaxation phase in which the elastically deformed transmission device relaxes and regains its initial shape during the impact phase.
-A rebound phase in which the rotating parts of the screw driver (tip member, transmission and rotor) naturally rebound in the anti-tightening direction when taking in all or part of the functional clearance of the transmission.

サイクルの繰返し周期は、締付け工具の機能中は一定であり、変化することはない。 The cycle cycle is constant and does not change during the functioning of the tightening tool.

同様に、各サイクルの加速フェーズの間にモータに電力供給する時間は一定である。したがって、モータ電力供給フェーズのこの時間は、一定であり、変えることができない。したがって、モータの電力供給の時間は管理されない。 Similarly, the time to power the motor during the acceleration phase of each cycle is constant. Therefore, this time of the motor power supply phase is constant and cannot be changed. Therefore, the time of power supply of the motor is not managed.

理想的には、リバウンドの影響下にある回転子は、弛緩フェーズ及びリバウンドフェーズの終了時に、伝動装置内で利用可能なクリアランスが締付け方向において最大である後方停止位置にあるべきである。これによって、回転子は、機能的クリアランス全体に対応する角度範囲において自由に加速し、工具の最適な動作を保証することができる。 Ideally, the rotor under the influence of the rebound should be in the rear stop position at the end of the relaxation and rebound phases where the clearance available in the transmission is maximum in the tightening direction. This allows the rotor to accelerate freely over the angular range corresponding to the overall functional clearance, ensuring optimal operation of the tool.

したがって、サイクルの弛緩フェーズ及びリバウンドフェーズにおいて、モータの自然なリバウンドは、本工具をその初期位置にリセットする、すなわち、回転子を後方停止位置に戻すのに役立つ。 Therefore, in the relaxation and rebound phases of the cycle, the natural rebound of the motor helps to reset the tool to its initial position, i.e., to return the rotor to its rear stop position.

この自然リバウンドは、トーションバネのように振る舞う工具内の内部要素、主として伝動装置の変形により可能である。したがって、このバネは、インパクトフェーズの終了時に、以下の2つのパラメータに依存する蓄積されたポテンシャルエネルギーを有することになる。
- 変形する一組の要素の剛性(N・m/度)
- インパクト時に加えられるトルク
This natural rebound is possible due to the deformation of internal elements in the tool that behave like torsion springs, primarily the transmission. Therefore, at the end of the impact phase, this spring will have stored potential energy that depends on the following two parameters.
-Rigidity of a set of deforming elements (Nm / degree)
-Torque applied at impact

この剛性は、一定であり、工具の設計(材料、形状、サイズ等)に依存する。慣例により、剛性は、本明細書においては、スクリュードライバのトルクセンサによって測定されるトルクと、モータの回転子に連結された角度センサによって測定される角度とに応じて評価される。この剛性は、スクリュードライバのケーシングに対して固定された出力シャフトを有するモータシャフトにおいて測定される。 This stiffness is constant and depends on the tool design (material, shape, size, etc.). By convention, rigidity is evaluated herein according to the torque measured by the torque sensor of the screw driver and the angle measured by the angle sensor coupled to the rotor of the motor. This stiffness is measured in a motor shaft with an output shaft fixed to the casing of the screwdriver.

この剛性KTRは、以下のように表される。

Figure 0007030755000001
ただし、
sensor:トルクセンサによって測定された締付けトルクを表すトルク。
motor:太陽歯車又はドライブシャフトの回転角度。
sun gear:伝動装置の太陽歯車の歯数。
ring:伝動装置のリングの歯数。
η:ドライブシャフトとリングとの間の伝動効率。 This rigidity K TR is expressed as follows.
Figure 0007030755000001
However,
C sensor : A torque that represents the tightening torque measured by the torque sensor.
motor : Rotation angle of the sun gear or drive shaft.
Z sun gear : The number of teeth of the sun gear of the transmission device.
Z ring : The number of teeth in the ring of the transmission device.
η 1 : Transmission efficiency between the drive shaft and the ring.

インパクト時に加えられるトルクは、所与のインパルスにおいてねじに加えられるトルクに対応する。このトルクは、ねじが締め付けられる限り徐々に増加する。したがって、このトルクは、各インパルス(すなわち、各サイクル)において増加する。このトルクは、ねじ、したがって、モータの回転子の回転が停止するときに測定される。このトルクは、スクリュードライバのトルクセンサによって間接的に測定され、このセンサは、スクリュードライバの機械式伝動装置に一体化されている。 The torque applied at impact corresponds to the torque applied to the screw at a given impulse. This torque gradually increases as long as the screw is tightened. Therefore, this torque increases with each impulse (ie, each cycle). This torque is measured when the rotation of the screw, and therefore the rotor of the motor, stops. This torque is indirectly measured by the screwdriver's torque sensor, which is integrated into the screwdriver's mechanical transmission.

当業者に知られているように、ねじに加わるトルクCscrewと、センサによって測定されるトルクCsensorとの関係は、以下のとおりである。

Figure 0007030755000002
ただし、
R:遊星歯車列の入力太陽歯車と遊星歯車キャリヤとの間の減速比。
η:太陽歯車と遊星歯車キャリヤとの間の伝動効率。
Figure 0007030755000003
As is known to those skilled in the art, the relationship between the torque C screw applied to the screw and the torque sensor measured by the sensor is as follows.
Figure 0007030755000002
However,
R: Reduction ratio between the input sun gear of the planetary gear train and the planetary gear carrier.
η: Transmission efficiency between the sun gear and the planetary gear carrier.
Figure 0007030755000003

したがって、締付け動作において、インパクト終了時に伝動装置に蓄積されているポテンシャルエネルギーETRは、各インパルス後に増加する(したがって、このポテンシャルエネルギーはサイクルごとに増加する)ことが分かる。 Therefore, in the tightening operation, it can be seen that the potential energy ETR stored in the transmission device at the end of the impact increases after each impulse (and therefore, this potential energy increases with each cycle).

このポテンシャルエネルギーETRは、以下のように表される。

Figure 0007030755000004
This potential energy ETR is expressed as follows.
Figure 0007030755000004

インパクト後、モータ端子に電流は印加されない。したがって、モータはフリーホイールモード(惰性で動くモード)となる。したがって、伝動装置に蓄積されたポテンシャルエネルギーETRは、変換効率ηを有する伝動装置の弛緩の影響下で、回転子の運動エネルギーEに変換される。 After impact, no current is applied to the motor terminals. Therefore, the motor is in freewheel mode (inertial mode). Therefore, the potential energy ETR stored in the transmission device is converted into the kinetic energy EC of the rotor under the influence of the relaxation of the transmission device having the conversion efficiency η 2 .

回転子の運動エネルギーEは、以下のように表される。

Figure 0007030755000005
The kinetic energy EC of the rotor is expressed as follows.
Figure 0007030755000005

弛緩フェーズの終了時に、回転子の跳ね返り(recoil)及び伝動装置の機能的クリアランスを前提として、伝動装置チェーンにおける接触が失われる。この接触が途切れた時点で、回転子は初期回転数ωinitialに達する。 At the end of the relaxation phase, contact in the transmission chain is lost, subject to rotor recoil and functional clearance of the transmission. When this contact is interrupted, the rotor reaches the initial rotation speed ω initial .

したがって、利用可能なポテンシャルエネルギー及び運動エネルギーへの変換効率が分かっている場合、この運動エネルギーを計算し、次に、この運動エネルギーから以下の式によってリバウンド回転数を抽出することができる。

Figure 0007030755000006
ここで、Jは、回転子の慣性である。 Therefore, if the available potential energy and conversion efficiency to kinetic energy are known, this kinetic energy can be calculated and then the rebound rotation speed can be extracted from this kinetic energy by the following equation.
Figure 0007030755000006
Here, J is the inertia of the rotor.

したがって、各サイクルの終了時に、以下のように、その初期回転数ωinitialにたとえられるモータの回転子のリバウンド速度を計算することが可能である。

Figure 0007030755000007
ただし、
Figure 0007030755000008
である。 Therefore, at the end of each cycle, it is possible to calculate the rebound speed of the rotor of the motor, which is likened to its initial rotation speed ω initial , as follows.
Figure 0007030755000007
However,
Figure 0007030755000008
Is.

したがって、サイクルの弛緩フェーズの終了時における回転子の回転数は、このサイクル中の締付けトルクが高いほど、ますます高くなる。 Therefore, the number of revolutions of the rotor at the end of the relaxation phase of the cycle becomes higher and higher as the tightening torque during this cycle increases.

回転子のリバウンドの角度振幅は、まずその初期回転数と、サイクルにおいてリバウンドに与えられる時間とに依存する。サイクル中にリバウンドに与えられる時間は、サイクルの弛緩フェーズの開始と次のサイクルの開始との間の経過時間に等しい。 The angular amplitude of the rotor's rebound first depends on its initial speed and the time given to the rebound in the cycle. The time given to the rebound during a cycle is equal to the elapsed time between the start of the relaxation phase of the cycle and the start of the next cycle.

サイクルにおいてモータに電力供給している時間及び電力供給していない時間は固定されている。その結果、リバウンドに利用可能な時間は、サイクルごとに基本的に一定である。 The time during which power is supplied to the motor and the time during which power is not supplied to the motor in the cycle are fixed. As a result, the time available for rebound is essentially constant from cycle to cycle.

したがって、リバウンド時間は、サイクルごとにほぼ一定であるので、回転子が進むリバウンド角度は、その初期回転数が小さいほど、ますます小さくなる。 Therefore, since the rebound time is almost constant for each cycle, the rebound angle at which the rotor advances becomes smaller and smaller as the initial rotation speed is smaller.

その結果、締付け動作の開始時に、回転子の締付けトルク及び初期回転数が小さいとき、回転子のリバウンド角度もそれ自体小さい可能性があり、加速の最大角度クリアランスよりもはるかに低い可能性がある。言い換えると、伝動装置の機能的クリアランスは、回転子によって反締付け方向において完全になくなるわけではない。各サイクルにおいて回転子の自由リバウンドを伴うインパルス式締付け技法に関するこの一組の問題は、もちろん、モータの回転方向の反転によって指令され、したがって自由ではない回転子のリバウンドを伴うインパルス式締付け技法の場合には起こらない。 As a result, at the start of the tightening operation, when the rotor tightening torque and initial speed are small, the rotor rebound angle may also be small in itself, much lower than the maximum acceleration clearance. .. In other words, the functional clearance of the transmission is not completely eliminated by the rotor in the anti-tightening direction. This set of problems with the impulse tightening technique with free rebound of the rotor in each cycle is, of course, the case of the impulse tightening technique with the non-free rotor rebound, which is directed by the reversal of the direction of rotation of the motor. Does not happen.

その結果、締付けトルクが小さく、回転子のリバウンドが小さい最初のサイクルにおいて、回転子が自由に加速することを可能にするために伝動装置において真に利用可能なクリアランスは、伝動装置の全体的な機能的クリアランスよりも小さい。 As a result, in the first cycle with low tightening torque and low rotor rebound, the clearance truly available in the transmission to allow the rotor to accelerate freely is the overall transmission of the transmission. Smaller than functional clearance.

これは特に、以下の結果をもたらす。
- 回転子の加速行程は、通常の行程(伝動装置の最大角度クリアランス)よりも小さいので、インパクト前に回転子に蓄積された運動エネルギーは、通常よりも小さく、したがって、締付け効率が減少する。
- モータの電力供給時間は、サイクルごとに一定であるため、モータの電力供給が、回転子が自由に加速するのに利用可能な角度クリアランスが小さい最初のサイクルのインパクトを越えて維持されるというリスクがある。このようにインパクトを超えて電力供給を延長することは、リバウンドを減衰させ、したがって、上記で指摘したことが増長する可能性がある。したがって、スクリュードライバが最適な機能状態に決して達しないということが起こり得る。
- 加えて、モータの電力供給はインパクト時に拡大するのに対し、モータが自由に加速することを可能にするクリアランスはもはや存在しないため、モータは、コントローラによってそれ自体に割り当てられた回転数の定点値にもはや達することができない。これは、過電流をもたらし、コントローラにおけるセキュリティによってプログラミングされた最大強度を超えると、スクリュードライバを故障させる。システムがこのように故障すると、これを修復するために、技術者による操作が必要となる。これは、生産性を害し、したがって、望ましくない。
This in particular has the following consequences:
-Since the rotor acceleration stroke is smaller than the normal stroke (maximum angular clearance of the transmission), the kinetic energy stored in the rotor before impact is smaller than normal and therefore the tightening efficiency is reduced.
-The motor's power supply time is constant from cycle to cycle, so the motor's power supply is maintained beyond the impact of the first cycle, where the angular clearance available for the rotor to accelerate freely is small. There is a risk. Prolonging the power supply beyond the impact in this way attenuates the rebound and thus may increase what was pointed out above. Therefore, it is possible that the screwdriver will never reach the optimum functional state.
-In addition, the motor's power supply expands at impact, while there is no longer any clearance that allows the motor to accelerate freely, so the motor has a fixed point of rotation speed assigned to itself by the controller. The value can no longer be reached. This results in overcurrent and fails the screwdriver when the maximum strength programmed by security in the controller is exceeded. If the system fails in this way, it will require technician action to repair it. This impairs productivity and is therefore undesirable.

電流消費限界を超えるこれらの場合を回避する1つの方法として、モータ電力供給時間を削減することが考えられる。しかし、この解決策は、リバウンドがより大きいときに工具の性能を低下させ、したがって、満足のゆくものではない。 One way to avoid these cases where the current consumption limit is exceeded is to reduce the motor power supply time. However, this solution reduces the performance of the tool when the rebound is greater and is therefore unsatisfactory.

したがって、インパルス式スクリュードライバが概ね満足のゆくものであっても、それらの動作を更に改良することができる。 Therefore, even if the impulse screwdrivers are generally satisfactory, their operation can be further improved.

本発明は、特に、これらの種々の問題の少なくとも幾つかに対する効率的な解決策を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention, in particular, to provide an efficient solution to at least some of these various problems.

特に、少なくとも1つの実施形態によれば、本発明の目的は、インパルス締付けを最適化することである。 In particular, according to at least one embodiment, an object of the present invention is to optimize impulse tightening.

特に、本発明の目的は、少なくとも1つの実施形態によれば、基本的にインパルス締付けによるアセンブリの締付けの全体を通して最適な締付け性能を維持するこの種の技法を提供することである。 In particular, it is an object of the present invention to provide this type of technique that, according to at least one embodiment, maintains optimum tightening performance essentially throughout the tightening of the assembly by impulse tightening.

本発明の別の目的は、少なくとも1つの実施形態によれば、モータ電力供給がサイクル中にインパクトフェーズを越えて継続することを防止するこの種の技法を提供することである。 Another object of the invention is to provide, according to at least one embodiment, a technique of this kind that prevents motor power supply from continuing beyond the impact phase during a cycle.

本発明の別の目的は、少なくとも1つの実施形態によれば、モータ電力供給において過電流を回避するこの種の技法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide this kind of technique for avoiding overcurrent in motor power supply, according to at least one embodiment.

本発明の別の目的は、少なくとも1つの実施形態によれば、実施するのに信頼性があり及び/又はロバストであり及び/又はシンプルであるこの種の技法を提供することである。 Another object of the invention is to provide this kind of technique that, according to at least one embodiment, is reliable and / or robust and / or simple to implement.

この目的のため、本発明は、
回転子及び固定子を備えたモータと、
締付け対象の要素と協働する回転出力部材(先端部材とも呼ぶ)と、
上記回転子を上記出力部材に接続する伝動装置であって、機能的クリアランスを有する伝動装置と
を備えるインパルス式スクリュードライバによって締付けを行う方法であって、
所定の頻度に従った一連の基本締付けサイクルを含み、
上記締付けサイクルの各々は、
上記モータに電力を供給し、上記回転子を締付け方向において回転駆動するステップと、
上記回転子の角度位置を表す情報をリアルタイムで求めることと、
トルクインパルスが上記回転出力部材に伝わるインパクトステップであって、上記伝動装置の機能的クリアランスが、締付け方向において除かれる時点で開始し、上記回転出力部材が締付け方向において回転することを停止する時点で終了するインパクトステップと、
上記回転子が反締付け方向において自由にリバウンドする自由リバウンドステップと
を含む、方法を提案する。
To this end, the present invention is:
Motors with rotors and stators,
A rotary output member (also called a tip member) that cooperates with the element to be tightened,
It is a transmission device for connecting the rotor to the output member, and is a method of tightening with an impulse type screw driver including a transmission device having a functional clearance.
Includes a series of basic tightening cycles according to a given frequency
Each of the above tightening cycles
A step of supplying electric power to the motor and rotationally driving the rotor in the tightening direction,
Obtaining information representing the angular position of the rotor in real time,
An impact step in which the torque impulse is transmitted to the rotary output member, which starts when the functional clearance of the transmission device is removed in the tightening direction and stops rotating in the tightening direction. The impact step to end and
We propose a method including a free rebound step in which the rotor freely rebounds in the anti-tightening direction.

本発明によれば、各サイクルは、上記インパクトステップの終了時に上記回転子の最終角度位置を表す情報を求めるステップを更に含み、所与の締付けサイクルの電力供給ステップは、上記回転子が、基本的に、直前の締付けサイクルにおいて位置していた最終角度位置になるまで実施される。 According to the present invention, each cycle further includes a step of obtaining information representing the final angular position of the rotor at the end of the impact step, and the power supply step of a given tightening cycle is based on the rotor. Therefore, it is carried out until the final angle position that was located in the immediately preceding tightening cycle is reached.

したがって、本発明によれば、インパルス式締付け動作において、各サイクルはインパクト後のモータの自由リバウンドを含む。あるサイクルにおいて、モータへの電力供給は、基本的に、回転子が以前のサイクルのインパクトステップの終了時の角度位置を占めるようになるまで、続けられる。 Therefore, according to the present invention, in the impulse tightening operation, each cycle includes free rebound of the motor after impact. In one cycle, powering the motor is essentially continued until the rotor occupies the angular position at the end of the impact step of the previous cycle.

このように、本発明の手法によれば、必要に応じて、短い過渡的動作状態の後に、以下のような安定状態の動作がもたらされる。
- 伝動装置の機能的クリアランスが、各自由リバウンドにおいて回転子により全て取り込まれる。そして、回転子が次の加速フェーズにて機能的クリアランス全体にわたって自由に加速することを可能とし、各サイクルにおいて最適なインパクトフェーズが確保される。
- モータへの電力供給が、伝動装置の弛緩及び回転子のリバウンドにおいて続くことはない。したがって、上記の問題が生ずることが防止されるとともに、電力供給における過電流のリスク及びシステムが不能となるリスクが引き起こされることが防止される。
Thus, according to the method of the present invention, if necessary, after a short transient operating state, the following stable operating state operation is brought about.
-The functional clearance of the transmission is fully captured by the rotor at each free rebound. Then, the rotor can be freely accelerated over the entire functional clearance in the next acceleration phase, and the optimum impact phase is secured in each cycle.
-Powering to the motor does not continue with the relaxation of the transmission and the rebound of the rotor. Therefore, the above problems are prevented from occurring, and the risk of overcurrent in the power supply and the risk of system incapacity are prevented.

したがって、本発明による手法は、最適化された回転子の自由リバウンドタイプのインパルス式締付けの実現を保証する。 Therefore, the method according to the present invention guarantees the realization of an optimized free rebound type impulse tightening of the rotor.

1つの変形形態によれば、上記所与の締付けサイクルの電力供給ステップは、上記回転子が、直前の締付けサイクルの間に位置していた最終角度位置よりも所定の値だけ後方の角度位置に位置するまで実施される。 According to one variant, the power supply step of the given tightening cycle is at an angular position that is a predetermined value behind the final angular position that the rotor was located during the previous tightening cycle. It will be carried out until it is located.

1つの変形形態によれば、上記所与の締付けサイクルの電力供給ステップは、上記回転子が、直前の締付けサイクルの間に位置していた最終角度位置よりも所定の値だけ後方の角度位置に位置するまで実施される。 According to one variant, the power supply step of the given tightening cycle is at an angular position that is a predetermined value behind the final angular position that the rotor was located during the previous tightening cycle. It will be carried out until it is located.

1つの変形形態によれば、締付けサイクルの各々は、当該サイクルの間に上記回転子の回転方向の反転を検出するステップを含む。上記回転子の回転方向の反転が或る締付けサイクルにて検出されると、当該締付けサイクルにて上記回転子の最終角度位置を表す情報を求めるステップが行われる。 According to one variant, each of the tightening cycles comprises a step of detecting a rotational reversal of the rotor during the cycle. When the reversal of the rotation direction of the rotor is detected in a certain tightening cycle, a step of obtaining information representing the final angular position of the rotor is performed in the tightening cycle.

1つの変形形態によれば、上記締付けサイクルの各々は、上記自由リバウンドステップにおける上記回転子の自由リバウンド角度を表す情報を求めるステップを含む。上記所与の締付けサイクルの電力供給ステップは、上記回転子が、直前の締付けサイクルの間の回転子の自由リバウンド角度に実質的に等しい角度にわたって締付け方向に進むまで行われる。 According to one variant, each of the tightening cycles comprises a step of seeking information representing the free rebound angle of the rotor in the free rebound step. The power supply step of the given tightening cycle is carried out until the rotor advances in the tightening direction over an angle substantially equal to the free rebound angle of the rotor during the previous tightening cycle.

1つの変形形態によれば、上記締付けサイクルの各々は、上記回転子の自由リバウンド速度を求めるステップと、上記回転子の自由リバウンド時間を求めるステップとを含む。上記回転子の自由リバウンド角度を表す情報は、上記回転子の自由リバウンド速度及び自由リバウンド時間に応じて求められる。 According to one variant, each of the tightening cycles includes a step of determining the free rebound speed of the rotor and a step of determining the free rebound time of the rotor. Information representing the free rebound angle of the rotor is obtained according to the free rebound speed and the free rebound time of the rotor.

1つの変形形態によれば、各締付けサイクルは、上記インパクトステップの終了時に到達する締め付けトルクを求めるステップを含む。上記回転子の自由リバウンド速度は、上記締め付けトルクと上記伝動装置の剛性と上記伝動装置の比とに応じて求められる。 According to one variant, each tightening cycle includes a step of determining the tightening torque reached at the end of the impact step. The free rebound speed of the rotor is obtained according to the tightening torque, the rigidity of the transmission device, and the ratio of the transmission device.

1つの変形形態によれば、各締付けサイクルは、上記電力供給ステップの開始から上記インパクトステップの終了までの経過時間を求めるステップを含む。上記自由リバウンドステップは、上記経過時間だけ減じた所定の時間に等しい時間において行われる。 According to one variant, each tightening cycle includes a step of determining the elapsed time from the start of the power supply step to the end of the impact step. The free rebound step is performed at a time equal to a predetermined time subtracted by the elapsed time.

本発明はまた、
回転子及び固定子を備えたモータと、
締付け対象の要素と協働するように設計された回転出力部材と、
上記回転子を上記出力部材に接続する伝動装置であって、機能的クリアランスを有する伝動装置と、
上記回転子の角度位置を表す情報をリアルタイムで求める手段と、
所定の頻度に従って一連の基本締付けサイクルを実施する指令手段と
を備え、
上記締付けサイクルの各々は、
上記モータに電力を供給し、上記回転子を締付け方向において回転駆動するステップと、
上記回転子の角度位置を表す情報をリアルタイムで求めることと、
トルクインパルスが上記回転出力部材に伝わるインパクトステップであって、上記伝動装置の機能的クリアランスが、締付け方向において除かれる時点で開始し、上記回転出力部材が締付け方向における回転を停止する時点で終了するインパクトステップと、
上記インパクトステップの終了時に上記回転子の最終角度位置を表す情報を求めるステップと、
上記回転子が反締付け方向において自由にリバウンドする自由リバウンドステップと
を含み、
所与の締付けサイクルの電力供給ステップは、上記回転子が、基本的に、直前の締付けサイクルにおいて位置していた最終角度位置となるまで行われる、インパルス締付けデバイスに関する。
The present invention also
Motors with rotors and stators,
Rotational output members designed to work with the elements to be tightened,
A transmission device that connects the rotor to the output member and has a functional clearance.
A means for obtaining information representing the angular position of the rotor in real time,
Equipped with a command means to carry out a series of basic tightening cycles according to a predetermined frequency,
Each of the above tightening cycles
A step of supplying electric power to the motor and rotationally driving the rotor in the tightening direction,
Obtaining information representing the angular position of the rotor in real time,
An impact step in which the torque impulse is transmitted to the rotational output member, which starts when the functional clearance of the transmission device is removed in the tightening direction and ends when the rotational output member stops rotating in the tightening direction. Impact step and
At the end of the impact step, a step to obtain information indicating the final angular position of the rotor, and a step to obtain information.
Including the free rebound step in which the rotor freely rebounds in the anti-tightening direction.
The power supply step for a given tightening cycle relates to an impulse tightening device, which is performed until the rotor is essentially at the final angular position where it was located in the previous tightening cycle.

1つの変形形態によれば、上記所与の締付けサイクルの電力供給ステップが、上記回転子が以前の締付けサイクルにおいて位置していた最終角度位置よりも所定の値だけ前方の所定値の角度位置となるまで行われるように、上記指令手段が構成される。 According to one variant, the power supply step of the given tightening cycle is at a predetermined angular position ahead of the final angular position where the rotor was located in the previous tightening cycle by a predetermined value. The above-mentioned command means is configured so as to be performed until it becomes.

一変形形態によれば、上記所与の締付けサイクルの電力供給ステップが、上記回転子が直前の締付けサイクルにおいて位置していた最終角度位置よりも所定値だけ後方の角度位置となるまで行われるように、上記指令手段が構成される。 According to one variant, the power supply step of the given tightening cycle is performed until the rotor is at an angular position a predetermined value behind the final angular position where the rotor was located in the immediately preceding tightening cycle. The above-mentioned command means is configured.

一変形形態によれば、本発明によるデバイスは、サイクルにおいて回転子の回転方向の反転を検出する手段を備える。上記指令手段は、締付けサイクルの各々が、当該サイクルにおいて上記回転子の回転方向の反転を検出するステップを含むものとなるように構成される。上記回転子の回転方向の反転が締付けサイクルにおいて検出されると、上記回転子の最終角度位置を表す情報を求めるステップが当該締付けサイクルにて行われる。 According to one variant, the device according to the invention comprises means for detecting a rotational reversal of the rotor in a cycle. The command means is configured such that each of the tightening cycles comprises a step of detecting a rotational reversal of the rotor in the cycle. When the reversal of the rotation direction of the rotor is detected in the tightening cycle, a step of obtaining information representing the final angular position of the rotor is performed in the tightening cycle.

1つの変形形態によれば、上記指令手段は、各締付けサイクルにおいて、上記自由リバウンドステップにおける上記回転子の自由リバウンド角度を表す情報を求めるように構成される。上記所与の締付けサイクルの電力供給ステップは、上記回転子が以前の締付けサイクルにおける回転子の自由リバウンド角度に実質的に等しい角度にわたって締付け方向に進むまで、実施される。 According to one variant, the command means is configured to seek information representing the free rebound angle of the rotor in the free rebound step in each tightening cycle. The power supply step of the given tightening cycle is carried out until the rotor advances in the tightening direction over an angle substantially equal to the free rebound angle of the rotor in the previous tightening cycle.

1つの変形形態によれば、本発明によるデバイスは、上記回転子の自由リバウンド速度を表す情報を求める手段を備える。上記指令手段は、上記締付けサイクルの各々が、上記回転子の自由リバウンド速度を求めるステップと、上記回転子の自由リバウンド時間を求めるステップとを含むように構成される。上記回転子の自由リバウンド角度を表す情報は、上記回転子の自由リバウンド速度及び自由リバウンド時間に応じて求められる。 According to one variant, the device according to the invention comprises means for obtaining information representing the free rebound speed of the rotor. Each of the tightening cycles is configured to include a step of determining the free rebound speed of the rotor and a step of determining the free rebound time of the rotor. Information representing the free rebound angle of the rotor is obtained according to the free rebound speed and the free rebound time of the rotor.

1つの変形形態によれば、本発明によるデバイスは、締付けトルクを表す情報を測定する手段を備える。上記指令手段は、各締付けサイクルが上記インパクトステップの終了時に到達する締付けトルクを求めるステップを含むように構成される。上記回転子の自由リバウンド速度は、上記締付けトルクと、上記伝動装置の剛性と、上記伝動装置の比とに応じて求められる。 According to one variant, the device according to the invention comprises means for measuring information representing tightening torque. The command means is configured to include a step of determining the tightening torque that each tightening cycle reaches at the end of the impact step. The free rebound speed of the rotor is obtained according to the tightening torque, the rigidity of the transmission device, and the ratio of the transmission device.

1つの変形形態によれば、上記指令は、各締付けサイクルにおいて、上記電力供給ステップの開始から上記インパクトステップの終了までの経過時間を求めるように構成される。上記自由リバウンドステップは、経過時間だけ減じた所定の時間に等しい時間の間にわたり行われる。 According to one variant, the directive is configured to determine the elapsed time from the start of the power supply step to the end of the impact step in each tightening cycle. The free rebound step is performed for a period of time equal to a predetermined time minus the elapsed time.

本発明の他の特徴及び利点は、単なる例示であり、網羅的ではない例として与えられる特定の実施形態の以下の記載及び添付図から明らかとなる。 Other features and advantages of the present invention will be apparent from the following description and accompanying figures of the particular embodiments given as mere examples and non-exhaustive examples.

本発明によるインパルス式スクリュードライバの一例の部分断面側面図である。It is a partial cross-sectional side view of an example of an impulse type screwdriver by this invention. 図1のスクリュードライバのコントローラの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the controller of the screwdriver of FIG. 本発明によるインパルス式締付け方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the impulse type tightening method by this invention. 本発明によるインパルス式締付け方法の別の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows another example of the impulse type tightening method by this invention. 回転子の自由加速の角度範囲がサイクルごとに徐々に増加して伝動装置の機能的クリアランスに近づく過渡的機能状態から、回転子の自由加速の角度範囲が各サイクルにおいて伝動装置の機能的クリアランスに等しい安定化作業状態への推移を示す図である。From the transient functional state in which the free acceleration angle range of the rotor gradually increases with each cycle and approaches the functional clearance of the transmission, the angle range of the free acceleration of the rotor becomes the functional clearance of the transmission in each cycle. It is a figure which shows the transition to the equal stabilization work state.

[1.アーキテクチャ]
図1及び図2を参照して、本発明による工具、この実施形態では、パルスモード式スクリュードライバとも呼ばれるインパルス式スクリュードライバの一例を示す。
[1. architecture]
With reference to FIGS. 1 and 2, an example of a tool according to the present invention, in this embodiment, an impulse screwdriver, also referred to as a pulse mode screwdriver, is shown.

本スクリュードライバは、好ましくは拳銃の形状を有するとともにグリップ2を有する本体1を備える。この本体は、拳銃形状ではなく、代替形態として軸に沿って延在する形状とすることもできる。この本体1には電気モータ3が収容されている。 The screwdriver preferably comprises a body 1 having the shape of a pistol and having a grip 2. The main body may have a shape extending along the axis as an alternative form instead of the shape of a pistol. An electric motor 3 is housed in the main body 1.

モータ3は、好ましくは永久磁石同期モータである。ただし、このモータは、例えば、DC電流に適合した他の任意のタイプの電気モータとすることができる。このモータは、固定子31及び回転子32を備える。 The motor 3 is preferably a permanent magnet synchronous motor. However, this motor can be, for example, any other type of electric motor adapted to DC current. This motor includes a stator 31 and a rotor 32.

回転子32は、回転駆動が可能な先端部材4と伝動装置Tを介して連結される。この先端部材4は、ねじ又はナット等の締付け対象の要素と、直接的に又はスリーブによるいずれかで協働するように設計されている。 The rotor 32 is connected to the tip member 4 capable of rotational drive via a transmission device T. The tip member 4 is designed to work directly or with a sleeve with a tightening element such as a screw or nut.

この実施形態では、伝動装置は単一の遊星歯車列7を備える。この歯車列において、太陽歯車71は、モータ3の回転子32のシャフト33とともに回転するようにシャフト33に固定して取り付けられている。この歯車列の遊星歯車72は、遊星歯車キャリヤ74に固定して取り付けられたピン73の回りを回転運動できるように取り付けられている。遊星歯車キャリヤ74は、先端部材4とともに回転するよう先端部材4に固定して取り付けられている。伝動装置は、複数の遊星歯車列を含むこともできる。 In this embodiment, the transmission device comprises a single planetary gear train 7. In this gear train, the sun gear 71 is fixedly attached to the shaft 33 so as to rotate together with the shaft 33 of the rotor 32 of the motor 3. The planetary gear 72 of this gear train is attached so as to be able to rotate around a pin 73 fixedly attached to the planetary gear carrier 74. The planetary gear carrier 74 is fixedly attached to the tip member 4 so as to rotate together with the tip member 4. The transmission device can also include a plurality of planetary gear trains.

本スクリュードライバは、締付けトルクを表す情報を測定するために用いられるトルクセンサ8を備える。 The screwdriver comprises a torque sensor 8 used to measure information representing the tightening torque.

遊星歯車列7のリング9は、本スクリュードライバの本体1に対し、本体内でのリングの回転を阻止する変形要素によって接続されている。トルクセンサ8を部分的に構成するこの変形要素は、歪ゲージを保持し、締付けトルクに応じて変形する。このトルクセンサは、締付け動作中にリングの反作用トルクを測定するのに用いられる。この反作用トルクは、締付けトルクに応じたものである。 The ring 9 of the planetary gear train 7 is connected to the main body 1 of the screwdriver by a deforming element that prevents the ring from rotating in the main body. This deforming element, which partially constitutes the torque sensor 8, holds a strain gauge and deforms according to the tightening torque. This torque sensor is used to measure the reaction torque of the ring during the tightening operation. This reaction torque corresponds to the tightening torque.

本スクリュードライバは、モータの回転子と固定子との間の回転の角度を表す情報を測定するために用いられる角度センサ10を備える。 The screw driver comprises an angle sensor 10 used to measure information representing the angle of rotation between the rotor and stator of the motor.

伝動装置は、機能的クリアランス、すなわち、アセンブリと、伝動装置を構成する種々のパーツの応力のない相対運動とに必要な機械的クリアランスを有する。このクリアランスを前提として、モータの回転子は、
- クリアランスが締付け方向において最大である最大跳ね返り位置すなわち後方停止位置と、
- クリアランスが締付け方向においてなくなるインパクト位置すなわち前方停止位置と
の間で動くことができる。
The transmission has a functional clearance, i.e., the mechanical clearance required for the assembly and the stress-free relative motion of the various parts that make up the transmission. Given this clearance, the rotor of the motor
-The maximum bounce position, that is, the rear stop position, where the clearance is the maximum in the tightening direction,
-Can move between the impact position where the clearance disappears in the tightening direction, that is, the forward stop position.

最大跳ね返り位置は、本スクリュードライバの出力シャフト(又は先端部材)及びグリップが固定され、締付けの逆方向での回転の終了時においてモータの回転子が伝動装置における停止位置に固定され、この伝動装置のクリアランスが取り込まれたときに得られる。 At the maximum bounce position, the output shaft (or tip member) and grip of this screwdriver are fixed, and the rotor of the motor is fixed at the stop position in the transmission device at the end of rotation in the opposite direction of tightening, and this transmission device Obtained when the clearance of is taken in.

インパクト位置は、本スクリュードライバの出力シャフト及びグリップが固定され、締付け方向での回転の終了時においてモータの回転子が伝動装置における停止位置に固定され、伝動装置のクリアランスが取り込まれたときに得られる。 The impact position is obtained when the output shaft and grip of this screwdriver are fixed, the rotor of the motor is fixed at the stop position in the transmission device at the end of rotation in the tightening direction, and the clearance of the transmission device is taken in. Be done.

本スクリュードライバは、作業者が締付け動作を開始することを可能にする作動トリガ11を備える。 The screwdriver comprises an actuating trigger 11 that allows the operator to initiate a tightening operation.

本スクリュードライバ1は、コントローラ17等の指令手段を備える。このコントローラ17は、本工具の内部に設けることもできるし、外部に設けることもできる。このコントローラは、事前にプログラミングされた締付け方針又は穿孔方針を実施するように工具を制御することを可能にする。 The screw driver 1 includes a command means such as a controller 17. The controller 17 may be provided inside the tool or may be provided outside. This controller allows the tool to be controlled to implement a pre-programmed tightening or drilling policy.

コントローラは、工具内に一体化されていない場合、有線手段又は非有線手段(例えば無線)によって工具に接続される。 If not integrated within the tool, the controller is connected to the tool by wired or non-wired means (eg, wireless).

工具が1以上のケーブルによってコントローラに接続されている場合、コントローラは、それ自体既知の方法で、工具にエネルギーを供給することを可能にする。 When the tool is connected to the controller by one or more cables, the controller allows the tool to be energized in a manner known per se.

無線工具の場合、この工具の電源は1つ以上の電池を含むことができる。 For wireless tools, the power source for this tool can include one or more batteries.

コントローラ17は、例えば、マイクロプロセッサを備えた処理ユニット170と、ランダムアクセスメモリ171と、締付け又は穿孔の方法、又はより一般的には本発明による方法を実行するプログラムコード命令を含むコンピュータプログラムを含むリードオンリメモリ172とを特に備える。 The controller 17 includes, for example, a processing unit 170 with a microprocessor, random access memory 171 and a computer program comprising program code instructions that perform a tightening or drilling method, or more generally a method according to the invention. A read-only memory 172 is particularly provided.

本発明による方法を実行するのに必要となる手段は、工具に統合することもできるし、コントローラに統合することもできる。 The means required to carry out the method according to the invention can be integrated into a tool or a controller.

コントローラは、ケーブルによって工具に接続されていない場合、工具と通信することを可能にする無線送受信モジュール173を備える。 The controller comprises a wireless transmit / receive module 173 that allows communication with the tool if it is not connected to the tool by a cable.

有線であるか否かを問わず、コントローラは、工具とコントローラとの間の通信を通じて、
工具と一体化された種々の測定手段(センサ)から送られる信号を受信することと、
指令を工具に送ることと
を行うことができる。
Whether wired or not, the controller communicates between the tool and the controller.
Receiving signals sent from various measuring means (sensors) integrated with the tool,
You can send commands to the tool.

コントローラは、有線手段によってコンピュータネットワーク等の他のデバイスと通信することができる。 The controller can communicate with other devices such as computer networks by wired means.

工具は、コントローラと通信する送受信モジュール18をも備える。 The tool also includes a transmit / receive module 18 that communicates with the controller.

コントローラは、指令入力手段175(キーボード、タッチパッド画面、マウス等)と、表示手段176(画面、ディスプレイデバイス、インジケータライト)と、場合によっては、可聴周波数の音響信号を出す手段177とを管理するユーザインタフェースである入出力インタフェース174と、電力供給用のコネクタ178とをも備える。 The controller manages the command input means 175 (keyboard, touchpad screen, mouse, etc.), the display means 176 (screen, display device, indicator light), and in some cases, the means 177 that outputs an audible frequency acoustic signal. It also includes an input / output interface 174, which is a user interface, and a connector 178 for power supply.

コントローラは、モータ手段に電力供給するインバータ179をも備える。 The controller also includes an inverter 179 that supplies power to the motor means.

以下でより詳細に説明するように、コントローラ(指令手段)は、インパルス式締付けの方法を実施するようにプログラミングされる。 As described in more detail below, the controller (command means) is programmed to implement the impulse tightening method.

[2.締付け方法]
[2.1.第1の方法]
続いて図3を参照して、本発明によるインパルス式締付け方法の一例を説明する。
[2. Tightening method]
[2.1. First method]
Subsequently, an example of the impulse type tightening method according to the present invention will be described with reference to FIG.

締付け動作は、これまでと同様、締付けフェーズ41の前に行われる締付け前フェーズ40を含む。もちろん、締付け前処理フェーズ40を実施しなくてもよい。 The tightening operation includes the pre-tightening phase 40 performed before the tightening phase 41 as before. Of course, it is not necessary to carry out the pre-tightening treatment phase 40.

締付け前処理フェーズ40において、モータに電力供給がなされ、連続的な速度でのモータの回転が得られる(ステップ401)。 In the tightening pretreatment phase 40, power is supplied to the motor to obtain rotation of the motor at a continuous speed (step 401).

締付け前処理フェーズにおいて、締付けトルクを表す少なくとも1つの情報を測定するステップ402が、好ましくは連続的にリアルタイムで行われる。本ステップは、例えば、伝動装置に設けられたトルクセンサによって締付けトルクを測定することとすることができる。 In the tightening pretreatment phase, step 402 of measuring at least one piece of information representing the tightening torque is preferably performed continuously in real time. In this step, for example, the tightening torque can be measured by a torque sensor provided in the transmission device.

測定されたトルクは、締付け前処理の終了時のトルクに対応する所定の締付け前トルク閾値とリアルタイムで比較される(ステップ403)。 The measured torque is compared in real time with a predetermined pre-tightening torque threshold corresponding to the torque at the end of the pre-tightening process (step 403).

モータは、測定された締付けトルクが、締付け前処理の終了時の所定のトルク閾値に達するまで電力供給を受ける。 The motor is powered until the measured tightening torque reaches a predetermined torque threshold at the end of the pre-tightening process.

この条件が満たされると、モータへの電力供給が停止され、時刻T1がコントローラ17によって記録される(ステップ404)。 When this condition is satisfied, the power supply to the motor is stopped and the time T1 is recorded by the controller 17 (step 404).

続いて締付けステップ41が開始する。 Subsequently, the tightening step 41 starts.

締付けステップ41において、モータは、電気インパルスによって電力供給を受ける。そして、締付けフェーズは、アセンブリが所望の目標トルクに締め付けられるまで、所定の頻度で繰り返し行われる複数の基本締付けサイクルを含む。このため、モータはパルスによる電力供給を受ける。2つの連続するパルスを隔てる時間は所定の時間Pである。 In the tightening step 41, the motor is powered by an electric impulse. The tightening phase then includes a plurality of basic tightening cycles that are repeated at a predetermined frequency until the assembly is tightened to the desired target torque. Therefore, the motor is supplied with power by a pulse. The time separating two consecutive pulses is a predetermined time P.

最初の基本締付けサイクルの前に、締付け準備サイクルが行われる。 A tightening preparation cycle is performed before the first basic tightening cycle.

この締付け準備サイクルは、リバウンドステップ410を含む。実際、締付け前処理フェーズの終了時に、伝動装置は弛緩し、モータの回転子は、伝動装置の機能的クリアランスを少なくとも部分的に取り込んで反締付け方向に自然にリバウンドし、後方停止位置に接近又は到達する。 This tightening preparation cycle includes the rebound step 410. In fact, at the end of the pre-tightening treatment phase, the transmission relaxes and the rotor of the motor naturally rebounds in the anti-tightening direction, at least partially capturing the functional clearance of the transmission, approaching or approaching the rear stop position. To reach.

リバウンドステップにおいて、コントローラは、回転子が自由にリバウンドすることができるようにする。すなわち、モータへの電力供給がない状態で、時刻T1以降、経験的に定められる所定の時間が経過する間、回転子は、後方停止位置に向かって反締付け方向にシフトする(ステップ411)。 In the rebound step, the controller allows the rotor to rebound freely. That is, in the absence of power supply to the motor, the rotor shifts in the counter-tightening direction toward the rear stop position while a predetermined time empirically determined elapses after the time T1 (step 411).

この所定の時間が経過すると、コントローラは時刻T2を記録する(ステップ412)。 After this predetermined time has elapsed, the controller records the time T2 (step 412).

次に、自由加速ステップ413が行われる。回転子の自由加速ステップ413において、モータは、所定の一定時間にわたり電力供給を受ける(ステップ414)。この時間は、モータの電力供給が次のインパクトステップを越えて続かないことを保証するために、試行において、(すなわち、弛緩及びリバウンドのステップ)予め定められる。 Next, the free acceleration step 413 is performed. In the free acceleration step 413 of the rotor, the motor is powered for a predetermined period of time (step 414). This time is predetermined in the trial (ie, the relaxation and rebound steps) to ensure that the motor power supply does not continue beyond the next impact step.

伝動装置の利用可能な機能的クリアランスが締付け方向においてなくなると、先端部材が締付け対象の要素に対してトルクを伝達するインパクトステップ415が開始する。 When the available functional clearance of the transmission is exhausted in the tightening direction, the impact step 415 in which the tip member transmits torque to the element to be tightened begins.

インパクトステップ415において、インパクトの終了を検出するステップが行われる。この検出ステップは、ここでは、回転子がその最大角度に到達したことを検出するステップを含む。このステップは、例えば、回転子の回転数がその符号を変化させた時点を検出することとすることができる。最大角度が検出されると、この値が記録される(検出及び記録するステップ416)。この最大角度は、ここでは、モータの角度センサによって与えられる絶対角度である。この最大角度は、任意の不変の位置からカウントされ、弛緩の開始時点における回転子の角度位置を特徴付ける。 In the impact step 415, a step of detecting the end of the impact is performed. This detection step, here, includes a step of detecting that the rotor has reached its maximum angle. This step can be, for example, to detect when the number of revolutions of the rotor changes its sign. When the maximum angle is detected, this value is recorded (step 416 of detection and recording). This maximum angle is here the absolute angle given by the angle sensor of the motor. This maximum angle is counted from any invariant position and characterizes the angular position of the rotor at the onset of relaxation.

締付けトルクを表す情報を求めるステップがリアルタイムで行われる。インパクトステップ415の終了時に、すなわち、インパクトステップの終了の検出416において、トルクを表す情報が、インパクト終了時の締付けトルクに等しいものとして記録される(ステップ417)。これは、インパクトの終了が検出されたときにトルクセンサによって測定される締付けトルクである。 The step of obtaining information representing the tightening torque is performed in real time. At the end of the impact step 415, i.e., at the end of the impact step detection 416, the torque information is recorded as equal to the tightening torque at the end of the impact (step 417). This is the tightening torque measured by the torque sensor when the end of impact is detected.

インパクト終了時のトルクは、目標トルクの閾値、すなわち、締め付ける対象の要素を締め付けるための所望のトルクと比較される(ステップ418)。 The torque at the end of impact is compared to the target torque threshold, i.e., the desired torque for tightening the element to be tightened (step 418).

インパクト終了時トルクが目標トルク以上である場合、原理上、締付け準備サイクルの終了時には該当せず、本処理は終了する。 If the torque at the end of impact is equal to or greater than the target torque, in principle, this does not apply at the end of the tightening preparation cycle, and this process ends.

インパクト終了時トルクが目標トルク閾値よりも小さい場合、伝動装置は弛緩し、その後、回転子は、リバウンドステップ419においてリバウンドする。 If the torque at the end of impact is less than the target torque threshold, the transmission relaxes and then the rotor rebounds in rebound step 419.

コントローラは、直近の時刻T2以降(すなわち、モータの直近の電力供給の開始)から時間Pが経過するまで、回転子が自由にリバウンドすることを可能にする(ステップ420)。 The controller allows the rotor to freely rebound after time T2 (ie, the start of the most recent power supply of the motor) until time P elapses (step 420).

自由リバウンドステップの終了時(すなわち、この時刻の経過時)(ステップ420)、コントローラは新たな時刻T2を記録する(ステップ421)。 At the end of the free rebound step (ie, at the end of this time) (step 420), the controller records a new time T2 (step 421).

次に、回転子の自由加速ステップ422が行われる。この自由加速ステップにおいて、モータは、回転子が、以前のインパクトステップ416の終了時に位置していた位置となるまで電力供給を受ける(ステップ423)。言い換えると、モータは、自由加速ステップ422にて以前のサイクルのインパクトの終了時の最大角度に到達するまで電力供給を受ける。 Next, the free acceleration step 422 of the rotor is performed. In this free acceleration step, the motor is powered until the rotor is in the position it was in at the end of the previous impact step 416 (step 423). In other words, the motor is powered in free acceleration step 422 until it reaches the maximum angle at the end of the impact of the previous cycle.

次に、インパクトステップ415が新たに行われる。本ステップでは、最大インパクト終了時角度を検出及び記録するステップ416が行われる。 Next, the impact step 415 is newly performed. In this step, step 416 of detecting and recording the maximum impact end angle is performed.

インパクト終了時締付けトルクを記録するステップ417と、この値を目標締付けトルク閾値と比較するステップ418とが行われる。 Step 417 to record the tightening torque at the end of impact and step 418 to compare this value with the target tightening torque threshold are performed.

目標締め付けトルクに到達しない限り、自由リバウンドステップ420と、時刻T2を記録するステップ421と、自由加速ステップ422と、インパクトステップ415と、インパクト終了時トルク記録ステップ417と、このトルクを目標締付けトルクと比較するステップ418とが新たに行われる。 Unless the target tightening torque is reached, the free rebound step 420, the step 421 to record the time T2, the free acceleration step 422, the impact step 415, the torque recording step 417 at the end of impact, and this torque are referred to as the target tightening torque. A new step 418 for comparison is performed.

インパクトステップ415の終了時に、目標締付けトルクに到達すると、締付け動作は終了する。 When the target tightening torque is reached at the end of the impact step 415, the tightening operation ends.

時刻T2を記録するステップ412と、自由加速ステップ413と、並びに最初のインパクトステップ415と、最初の記録ステップ417と、最初の比較ステップ418と、最初のリバウンドステップ420とは、準備サイクルを構成する。 Step 412 recording time T2, free acceleration step 413, as well as first impact step 415, first recording step 417, first comparison step 418, and first rebound step 420 constitute a preparatory cycle. ..

準備サイクルが完了すると、各基本サイクルは、時刻T2を記録するステップ421と、自由加速ステップ423と、インパクトステップ415と、インパクト終了時の締付けトルクを記録するステップ417と、このトルクを所定の目標締付けトルク閾値と比較するステップ418と、自由リバウンドステップ420とを含む。 When the preparation cycle is completed, each basic cycle has a predetermined target of step 421 to record the time T2, free acceleration step 423, impact step 415, and step 417 to record the tightening torque at the end of the impact. Includes step 418 for comparison with the tightening torque threshold and free rebound step 420.

基本サイクルは、インパクトステップの終了時に目標締め付けトルクに到達するまで引き続き行われる。 The basic cycle continues until the target tightening torque is reached at the end of the impact step.

目標締め付けトルクに到達したサイクルは、最終の基本サイクルである。この最終基本サイクルは、比較ステップ418の終了時に終了し、したがって、その後のステップを含まない。 The cycle that reaches the target tightening torque is the final basic cycle. This final basic cycle ends at the end of comparison step 418 and therefore does not include subsequent steps.

[2.2.第2の方法]
図4を参照しながら、本発明によるインパルス式締付け方法の第2の実施形態を説明する。
[2.2. Second method]
A second embodiment of the impulse type tightening method according to the present invention will be described with reference to FIG.

この第2の実施形態の、第1の実施形態との主な相違点を以下に説明する。 The main differences between the second embodiment and the first embodiment will be described below.

第2の実施形態による方法は、準備サイクルの自由加速ステップ413の終了までは第1の実施形態による方法と同じである。 The method according to the second embodiment is the same as the method according to the first embodiment until the end of the free acceleration step 413 of the preparation cycle.

自由加速ステップ413に続くインパクトステップ415において、最大インパクト終了時角度が検出されるが、記録されない(ステップ416’)。 In the impact step 415 following the free acceleration step 413, the maximum impact end angle is detected but not recorded (step 416').

最大インパクト終了時角度が検出された(ステップ416’)後、インパクト終了時締付けトルクが時刻T3とともに記録される。 After the maximum impact end angle is detected (step 416'), the impact end tightening torque is recorded with time T3.

次に、ステップ418において、インパクト終了時締付けトルクが目標締付けトルク閾値と比較される。このステップ418にて、インパクト終了時締付けトルクが目標締付けトルク閾値よりも小さいことが検出されると、本方法は、回転子のリバウンド角度を求めるステップに進む。 Next, in step 418, the tightening torque at the end of impact is compared with the target tightening torque threshold. When it is detected in step 418 that the tightening torque at the end of impact is smaller than the target tightening torque threshold value, the method proceeds to the step of obtaining the rebound angle of the rotor.

本実施形態では、回転子のリバウンド角度を求めるステップは、回転子のリバウンド速度を求めるステップ50を含む。 In the present embodiment, the step of obtaining the rebound angle of the rotor includes the step 50 of obtaining the rebound speed of the rotor.

このステップ50にて、コントローラは、以下のように、回転子のリバウンド速度ωinitialを求める。

Figure 0007030755000009
ただし、
Figure 0007030755000010
であるとともに、以下の通りである。
sensor:トルクセンサによって測定されたトルク。
sun gear:伝動装置の太陽歯車の歯数。
ring:伝動装置のリングの歯数。
η:モータシャフトとリングとの間の伝動効率。
η:伝動装置の変形ポテンシャルエネルギーを回転子の運動エネルギーに変える変換効率。
J:回転子の慣性。
TR:伝動装置の剛性。 In this step 50, the controller obtains the rebound speed ω initial of the rotor as follows.
Figure 0007030755000009
However,
Figure 0007030755000010
At the same time, it is as follows.
C sensor : Torque measured by a torque sensor.
Z sun gear : The number of teeth of the sun gear of the transmission device.
Z ring : The number of teeth in the ring of the transmission device.
η 1 : Transmission efficiency between the motor shaft and the ring.
η 2 : Conversion efficiency that converts the deformation potential energy of the transmission device into the kinetic energy of the rotor.
J: Inertia of the rotor.
K TR : Rigidity of the transmission device.

ステップ51において、コントローラは、残りのリバウンド時間を求める。この残りのリバウンド時間は、モータに電力供給する時間Pから、時刻T2とT3との間の経過時間を引いた結果、すなわち、P-(T3-T2)に等しい。 In step 51, the controller finds the remaining rebound time. This remaining rebound time is equal to P- (T3-T2), which is the result of subtracting the elapsed time between times T2 and T3 from the time P for powering the motor.

この計算において、T3からリバウンド開始までにわたる弛緩の時間は、無視できるものとみなされる。 In this calculation, the time of relaxation from T3 to the start of rebound is considered negligible.

次に、ステップ52において、コントローラは、回転子のリバウンド速度及び残りのリバウンド時間から回転子のリバウンド角度を求める(リバウンドの残りの角度=リバウンド速度に残りのリバウンド時間を乗じたもの)。 Next, in step 52, the controller obtains the rebound angle of the rotor from the rebound speed of the rotor and the remaining rebound time (the remaining angle of the rebound = the rebound speed multiplied by the remaining rebound time).

次に、コントローラは、ステップ53において、リバウンド角度を伝動装置の機能的クリアランスと比較する。 The controller then compares the rebound angle to the functional clearance of the transmission in step 53.

リバウンド角度が、伝動装置の機能的クリアランスよりも小さい場合、本方法は、リバウンドステップ54に進む。このステップにおいて、回転子は、1つ前の時刻T2の記録からサイクル時間Pと同等の時間の経過とともに(ステップ541)、その後方停止位置へと反締付け方向において自然に戻る。 If the rebound angle is less than the functional clearance of the transmission, the method proceeds to rebound step 54. In this step, the rotor naturally returns to its rear stop position in the counter-tightening direction with the passage of time equivalent to the cycle time P from the recording of the previous time T2 (step 541).

この時間の経過の終了時に、新たな時刻T2がステップ55にて記録される。 At the end of this lapse of time, a new time T2 is recorded in step 55.

次に、モータに電力が供給される自由加速ステップ56が行われる(ステップ56)。これは、回転子が既に計算されたリバウンド角度に等しい角度だけ回転するまで行われる。 Next, a free acceleration step 56 in which electric power is supplied to the motor is performed (step 56). This is done until the rotor rotates by an angle equal to the already calculated rebound angle.

リバウンド角度を伝動装置の機能的クリアランスと比較するステップ53にて、リバウンド角度が機能的クリアランス以上であることが検出されると、ステップ53からリバウンドステップ54’へと移る。このステップにて、回転子は、1つ前の時刻T2の記録からサイクル時間Pと同等の時間の経過とともに(ステップ541’)、その後方停止位置へと反締付け方向において自然に戻る。 If it is detected in step 53 that the rebound angle is compared with the functional clearance of the transmission device that the rebound angle is equal to or greater than the functional clearance, the process proceeds from step 53 to rebound step 54'. In this step, the rotor naturally returns to its rear stop position in the counter-tightening direction with the passage of time equivalent to the cycle time P from the recording of the previous time T2 (step 541').

この時間の経過の終了時に、新たな時刻T2がステップ55’にて記録される。 At the end of this lapse of time, a new time T2 is recorded in step 55'.

続いて自由加速ステップ56’が行われる。このステップでは、回転子が伝動装置の機能的クリアランスに等しい角度だけ回転するまで、モータに電力が供給される(ステップ562)。 Subsequently, the free acceleration step 56'is performed. In this step, the motor is powered until the rotor rotates by an angle equal to the functional clearance of the transmission (step 562).

リバウンドステップ56又は56’に続き、新たなインパクトステップ415が行われる。このステップでは、最大インパクト終了時角度が検出され、次に、インパクト終了時締付けトルク及び新たな時刻T3を記録するステップ417が行われる。 Following the rebound step 56 or 56', a new impact step 415 is performed. In this step, the maximum impact end angle is detected, and then step 417 is performed to record the impact end tightening torque and the new time T3.

インパクト終了時トルクが、目標締付けトルク閾値と比較される(ステップ418)。 The end-impact torque is compared to the target tightening torque threshold (step 418).

インパクト終了時トルクが目標締付けトルク閾値に到達した場合、締付け動作は終了する。さもなければ、回転子のリバウンド速度を求める新たなステップ50へと進み、その後のステップが、目標締め付けトルクに到達するまで順に続く。 When the torque at the end of impact reaches the target tightening torque threshold, the tightening operation ends. Otherwise, the process proceeds to a new step 50 for determining the rebound speed of the rotor, and the subsequent steps are continued until the target tightening torque is reached.

時刻T2を記録するステップ412と、自由加速ステップ413と、最初のインパクトステップ415と、最初の記録ステップ417と、最初の比較ステップ418と、最初のリバウンド速度を求めるステップ50と、最初のリバウンド残り時間を求めるステップ51と、最初のリバウンド角度を求めるステップ52と、最初のリバウンド角度を伝動装置の機能的クリアランスと比較するステップ53と、最初のリバウンドステップ54、54’とは、準備サイクルを構成する。 Step 412 to record the time T2, free acceleration step 413, first impact step 415, first recording step 417, first comparison step 418, first rebound speed determination step 50, and first rebound rest. Step 51 for obtaining the time, step 52 for obtaining the first rebound angle, step 53 for comparing the first rebound angle with the functional clearance of the transmission device, and the first rebound steps 54 and 54'conform a preparation cycle. do.

準備サイクルが完了すると、各基本サイクルは、時刻T2を記録するステップ55、55’と、自由加速ステップ56、56’と、インパクトステップ415と、インパクト終了時締め付けトルク及び時刻T3を記録するステップ417と、この値を目標締め付けトルクの所定の閾値と比較するステップ418と、リバウンド速度を求めるステップ50と、残りのリバウンド時間を求めるステップ51と、リバウンド角度を求めるステップ52と、リバウンド角度を伝動装置の機能的クリアランスと比較するステップ53と、リバウンドステップ54、54’とを含む。 When the preparation cycle is completed, each basic cycle records the time T2 at steps 55 and 55', the free acceleration steps 56 and 56', the impact step 415, and the tightening torque at the end of the impact and the time T3 at step 417. Step 418 to compare this value with a predetermined threshold of the target tightening torque, step 50 to obtain the rebound speed, step 51 to obtain the remaining rebound time, step 52 to obtain the rebound angle, and a transmission device for the rebound angle. Includes step 53 and rebound steps 54, 54'compared to the functional clearance of.

基本サイクルは、インパクトステップの終了時に目標締め付けトルクに到達するまで続けて行われる。 The basic cycle continues until the target tightening torque is reached at the end of the impact step.

目標締め付けトルクに到達したサイクルが、最終の基本サイクルである。この最終基本サイクルは、比較ステップ418の終了時に終了し、したがって、以後のステップは含まれない。 The cycle that reaches the target tightening torque is the final basic cycle. This final basic cycle ends at the end of comparison step 418 and therefore does not include subsequent steps.

[2.3.利点]
第1実施形態及び第2実施形態の双方において、本発明による手法は、所与の締付けサイクルにてモータに電力を供給するステップを、モータが基本的に、以前の締付けサイクルにおける最終角度位置となるまで行うことを主とする。
[2.3. advantage]
In both the first and second embodiments, the method according to the invention involves the step of powering the motor in a given tightening cycle, where the motor is essentially at the final angular position in the previous tightening cycle. The main thing is to do it until it becomes.

このように、本発明による手法によれば、以下の安定した動作に迅速に到達することができる。
- 伝動装置の機能的クリアランスが、各自由リバウンドの際に回転子によってすべて取り込まれる。そして、回転子が次の加速フェーズにて機能的クリアランス全体において自由に加速することができ、最適なインパクトフェーズが確保される。
- 伝動装置の弛緩及び回転子のリバウンドにおいて、モータへの電力供給が続くことはない。
As described above, according to the method according to the present invention, the following stable operation can be quickly reached.
-The functional clearance of the transmission is fully captured by the rotor during each free rebound. Then, the rotor can freely accelerate in the entire functional clearance in the next acceleration phase, and the optimum impact phase is secured.
-During the relaxation of the transmission and the rebound of the rotor, the power supply to the motor does not continue.

このことは図5からよくわかる。 This can be clearly seen from FIG.

図5に示すように、第1のサイクルにおいて、回転子は機能的クリアランスの一部分においてのみ加速する。実際に、回転子は、伝動装置のクリアランスが反締付け方向において全体としてはまだ補償されていない一方で再加速している。したがって、回転子は後方停止位置にはなく、伝動装置において残クリアランス5が反締付け方向に残ったままである。 As shown in FIG. 5, in the first cycle, the rotor accelerates only in a part of the functional clearance. In fact, the rotor is reaccelerating while the transmission clearance has not yet been compensated for as a whole in the anti-tightening direction. Therefore, the rotor is not in the rear stop position, and the remaining clearance 5 remains in the anti-tightening direction in the transmission device.

第1のサイクルにて回転子の加速の角度的移動が小さいため、インパクトフェーズは短くなり、弛緩フェーズ及びその後のリバウンドフェーズについても同様である。 Since the angular movement of the rotor acceleration in the first cycle is small, the impact phase is shortened, and so is the relaxation phase and the subsequent rebound phase.

次に、以後の各サイクルにおいて、それまでのサイクルのインパクトフェーズの終了時の角度位置となるまで、加速フェーズの間及びインパクトフェーズの開始時にモータに電力が供給されることがわかる。 Next, in each subsequent cycle, it can be seen that power is supplied to the motor during the acceleration phase and at the beginning of the impact phase until it reaches the angular position at the end of the impact phase of the previous cycle.

この実施態様によれば、図5からわかるように、各サイクルにおいて、伝動装置の機能的クリアランスが回転子のリバウンド時に取り込まれる率を高めることができる。 According to this embodiment, as can be seen from FIG. 5, in each cycle, the rate at which the functional clearance of the transmission device is taken up during the rebound of the rotor can be increased.

したがって、5回目のリバウンドサイクルの終了時に、伝動装置の機能的クリアランスは反締付け方向において完全に除かれ、回転子は後方停止位置にある。 Therefore, at the end of the fifth rebound cycle, the functional clearance of the transmission is completely removed in the anti-tightening direction and the rotor is in the rear stop position.

その結果、6回目の基本サイクルからは、回転子は、各サイクルにおいて、機能的クリアランスの全体において自由に加速するため、最適なインパクトステップが確保される。 As a result, from the sixth basic cycle, the rotor is free to accelerate in the entire functional clearance in each cycle, so that the optimum impact step is ensured.

したがって、インパルス締付けは、5回目のサイクルと6回目のサイクルとの間において、回転子が各サイクルにて機能的クリアランスの一部分においてのみ加速し、回転子の自由リバウンドの角度がサイクルごとに変化する過渡的状態から、回転子が各サイクルにて機能的クリアランス全体において加速し、回転子のリバウンド角度が各サイクルにおいてほぼ同じであり、伝動装置のクリアランスに実質的に等しい安定状態へと移行する。 Therefore, in the impulse tightening, between the 5th cycle and the 6th cycle, the rotor accelerates only in a part of the functional clearance in each cycle, and the angle of free rebound of the rotor changes from cycle to cycle. From the transient state, the rotor accelerates in each cycle over the entire functional clearance, and the rotor rebound angle is approximately the same in each cycle, transitioning to a stable state that is substantially equal to the clearance of the transmission.

このように、本発明による締付け方法は、過渡的フェーズと、それに続く恒久的フェーズとを含む。これらの2つのフェーズは各々、所定の頻度に従う一連の基本締付けサイクルを含む。過渡的フェーズでは、回転子の自由リバウンド角度は、伝動装置のクリアランス値に到達するまで、サイクルごとに変わる。その一方で、安定フェーズ(恒久的フェーズ)では、回転子のリバウンド角度は、各サイクルでほぼ同じであり、伝動装置のクリアランスに実質的に等しい。 Thus, the tightening method according to the invention includes a transitional phase followed by a permanent phase. Each of these two phases involves a series of basic tightening cycles according to a given frequency. In the transient phase, the free rebound angle of the rotor changes from cycle to cycle until the transmission clearance is reached. On the other hand, in the stable phase (permanent phase), the rebound angle of the rotor is about the same in each cycle, which is substantially equal to the clearance of the transmission device.

さらに、電力供給フェーズは、回転子が、ある基本サイクルにおいて、それ以前の基本サイクルのインパクトステップの終了時の位置となるまでのみ続くため、本発明の実施により、伝動装置の弛緩及び回転子のリバウンドの間はモータへの電力供給が停止されることが確保される。これにより、回転子は、各基本サイクルの終了時に後方停止位置へと戻ることを保証することができる。したがって、回転子はリバウンド時にモータによって制動されず、後方停止位置に戻ることが保証され、次のサイクルにおいて機能的クリアランス全体において加速することが可能となる。 Further, since the power supply phase continues only until the rotor is in a basic cycle at the end of the impact step of the previous basic cycle, the implementation of the present invention allows the transmission to relax and the rotor. It is ensured that the power supply to the motor is stopped during the rebound. This can ensure that the rotor returns to the rear stop position at the end of each basic cycle. Therefore, the rotor is not braked by the motor during rebound and is guaranteed to return to the rear stop position, allowing acceleration over the overall functional clearance in the next cycle.

したがって、本発明による手法により、インパルスによる締付けが最適な安定機能状態へと段階的にかつ迅速に達することが可能になる。 Therefore, the method according to the present invention makes it possible for impulse tightening to reach the optimum stable functional state stepwise and quickly.

Claims (16)

回転子及び固定子を備えたモータと、
締付け対象の要素と協働する回転出力部材と、
前記回転子を前記出力部材に接続し、構成要素間の機能的クリアランスを有する歯車伝動装置と
を備えるインパルス式スクリュードライバを用いて締付けを行う方法であって、
所定の頻度に従う一連の基本締付けサイクルを含み、
前記締付けサイクルの各々は、
前記モータに電力を供給し、前記回転子を締付け方向に回転駆動するステップと、
前記回転子の角度位置を表す情報をリアルタイムで求めるステップと、
トルクインパルスが前記回転出力部材に伝えられるインパクトステップであって、前記歯車伝動装置の機能的クリアランスが前記締付け方向においてなくなる時点で開始し、前記回転出力部材の前記締付け方向の回転が止まる時点で終了するインパクトステップと、
前記機能的クリアランスにより前記回転子が反締付け方向に自由にリバウンドする自由リバウンドステップと
を含み、
各サイクルは、前記インパクトステップの終了時における前記回転子の最終角度位置を表す情報を求めるステップを更に含み、
所与の締付けサイクルにおける電力供給は、前記回転子が、直前の前記締付けサイクルにおける前記インパクトステップの終了時点の最終角度位置となるまで行われる、方法。
Motors with rotors and stators,
A rotary output member that cooperates with the element to be tightened,
A method in which the rotor is connected to the output member and tightened using an impulse screwdriver equipped with a gear transmission device having a functional clearance between the components .
Includes a series of basic tightening cycles according to a given frequency
Each of the tightening cycles
A step of supplying electric power to the motor and rotationally driving the rotor in the tightening direction,
The step of obtaining information representing the angular position of the rotor in real time, and
It is an impact step in which the torque impulse is transmitted to the rotation output member, and starts when the functional clearance of the gear transmission device disappears in the tightening direction and ends when the rotation of the rotation output member in the tightening direction stops. Impact step and
Including a free rebound step in which the rotor freely rebounds in the anti-tightening direction due to the functional clearance .
Each cycle further comprises a step of seeking information representing the final angular position of the rotor at the end of the impact step.
A method in which power is supplied in a given tightening cycle until the rotor is at the final angular position at the end of the impact step in the immediately preceding tightening cycle.
所与の締付けサイクルにおける電力供給は、前記回転子が、直前の前記締付けサイクルの最終角度位置よりも所定値だけ前方の角度位置となるまで行われる、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein power is supplied in a given tightening cycle until the rotor is at an angular position a predetermined value ahead of the last angular position of the previous tightening cycle. 所与の締付けサイクルにおける電力供給は、前記回転子が、直前の前記締付けサイクルにおける前記インパクトステップの終了時点の最終角度位置よりも所定値だけ後方の角度位置となるまで行われる、請求項1に記載の方法。 According to claim 1, the power supply in a given tightening cycle is performed until the rotor is at an angular position a predetermined value behind the final angular position at the end of the impact step in the immediately preceding tightening cycle. The method described. 前記締付けサイクルの各々は、当該サイクルにおいて前記回転子の回転方向の反転を検出するステップを含み、
前記回転子の回転方向の反転が或る締付けサイクルにて検出されたときに、前記回転子の最終角度位置を表す情報を求めるステップが当該締付けサイクルにおいて行われる、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。
Each of the tightening cycles comprises a step of detecting a rotational reversal of the rotor in the cycle.
One of claims 1 to 3, wherein when the rotation direction reversal of the rotor is detected in a certain tightening cycle, a step of obtaining information representing the final angular position of the rotor is performed in the tightening cycle. The method according to item 1.
前記締付けサイクルの各々は、前記自由リバウンドステップにおける前記回転子の自由リバウンド角度を表す情報を求めるステップを含み、
所与の締付けサイクルにおける電力供給は、前記回転子が、直前の前記締付けサイクルにおける前記回転子の自由リバウンド角度にほぼ等しい角度にわたって締付け方向に進むまで行われる、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。
Each of the tightening cycles comprises a step of seeking information representing the free rebound angle of the rotor in the free rebound step.
One of claims 1 to 3, wherein power is supplied in a given tightening cycle until the rotor advances in the tightening direction over an angle approximately equal to the free rebound angle of the rotor in the previous tightening cycle. The method described in the section.
前記締付けサイクルの各々は、前記回転子の自由リバウンド速度を求めるステップと、前記回転子の自由リバウンド時間を求めるステップとを含み、
前記回転子の自由リバウンド角度を表す情報は、前記回転子の自由リバウンド速度及び自由リバウンド時間に応じて求められる、請求項5に記載の方法。
Each of the tightening cycles includes a step of determining the free rebound speed of the rotor and a step of determining the free rebound time of the rotor.
The method according to claim 5, wherein the information representing the free rebound angle of the rotor is obtained according to the free rebound speed and the free rebound time of the rotor.
各締付けサイクルは、前記インパクトステップの終了時に得られる締付けトルクを求めるステップを含み、
前記回転子の自由リバウンド速度は、前記締付けトルクと前記歯車伝動装置の剛性と前記歯車伝動装置の比とに応じて求められる、請求項6に記載の方法。
Each tightening cycle includes a step of determining the tightening torque obtained at the end of the impact step.
The method according to claim 6, wherein the free rebound speed of the rotor is obtained according to the tightening torque, the rigidity of the gear transmission device, and the ratio of the gear transmission device.
各締付けサイクルは、電力供給開始から前記インパクトステップの終了までの経過時間を求めるステップを含み、
前記自由リバウンドステップは、所定時間から前記経過時間を減じた時間に等しい時間において行われる、請求項1~7のいずれか1項に記載の方法。
Each tightening cycle includes a step of determining the elapsed time from the start of power supply to the end of the impact step.
The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the free rebound step is performed at a time equal to a predetermined time minus the elapsed time.
回転子及び固定子を備えたモータと、
締付け対象の要素と協働する回転出力部材と、
前記回転子を前記出力部材に接続し、構成要素間の機能的クリアランスを有する歯車伝動装置と、
前記回転子の角度位置を表す情報をリアルタイムで求める手段と、
所定の頻度に従って一連の基本締付けサイクルを行う指令手段と
を備えるインパルス式締付けデバイスであって、
前記締付けサイクルの各々は、
前記モータに電力を供給し、前記回転子を締付け方向に回転駆動するステップと、
前記回転子の角度位置を表す情報をリアルタイムで求めるステップと、
トルクインパルスが前記回転出力部材に伝えられるインパクトステップであって、前記歯車伝動装置の機能的クリアランスが前記締付け方向においてなくなる時点で開始し、前記回転出力部材の前記締付け方向の回転が止まる時点で終了するインパクトステップと、
前記インパクトステップの終了時における前記回転子の最終角度位置を表す情報を求めるステップと、
前記機能的クリアランスにより前記回転子が反締付け方向に自由にリバウンドする自由リバウンドステップと
を含み、
所与の締付けサイクルにおける電力供給は、前記回転子が、直前の前記締付けサイクルにおける前記インパクトステップの終了時点の最終角度位置になるまで行われる、インパルス式締付けデバイス。
Motors with rotors and stators,
A rotary output member that cooperates with the element to be tightened,
A gear transmission device that connects the rotor to the output member and has a functional clearance between the components .
A means for obtaining information representing the angular position of the rotor in real time,
An impulse-type tightening device equipped with a command means for performing a series of basic tightening cycles according to a predetermined frequency.
Each of the tightening cycles
A step of supplying electric power to the motor and rotationally driving the rotor in the tightening direction,
The step of obtaining information representing the angular position of the rotor in real time, and
It is an impact step in which the torque impulse is transmitted to the rotation output member, and starts when the functional clearance of the gear transmission device disappears in the tightening direction and ends when the rotation of the rotation output member in the tightening direction stops. Impact step and
A step of obtaining information representing the final angular position of the rotor at the end of the impact step, and a step of obtaining information.
Including a free rebound step in which the rotor freely rebounds in the anti-tightening direction due to the functional clearance .
An impulse-type tightening device in which power is supplied in a given tightening cycle until the rotor reaches the final angular position at the end of the impact step in the previous tightening cycle.
前記所与の締付けサイクルにおける電力供給が、前記回転子が直前の前記締付けサイクルの最終角度位置よりも所定値だけ前方の所定値の角度位置となるまで行われるように、前記指令手段が構成される、請求項9に記載のデバイス。 The command means is configured such that power is supplied in the given tightening cycle until the rotor is at a predetermined angular position ahead of the final angular position of the previous tightening cycle by a predetermined value. The device according to claim 9. 前記所与の締付けサイクルにおける電力供給が、前記回転子が直前の前記締付けサイクルの最終角度位置よりも所定値だけ後方の角度位置となるまで行われるように、前記指令手段が構成される、請求項9に記載のデバイス。 The command means is configured such that the power supply in the given tightening cycle is performed until the rotor is at an angular position a predetermined value behind the final angular position of the previous tightening cycle. Item 9. The device according to item 9. サイクルにおいて前記回転子の回転方向の反転を検出する手段を備え、
前記指令手段は、前記締付けサイクルの各々が、当該サイクルにおいて前記回転子の回転方向の反転を検出するステップを含むものとなるように構成され、
前記回転子の回転方向の反転が或る締付けサイクルにて検出されたときに、前記回転子の最終角度位置を表す情報を求めるステップが当該締付けサイクルにおいて行われる、請求項9~11のいずれか1項に記載のデバイス。
A means for detecting the inversion of the rotation direction of the rotor in the cycle is provided.
The command means is configured such that each of the tightening cycles comprises a step of detecting a rotational reversal of the rotor in the cycle.
One of claims 9 to 11, wherein when the rotation direction reversal of the rotor is detected in a certain tightening cycle, a step of obtaining information representing the final angular position of the rotor is performed in the tightening cycle. The device according to item 1.
前記指令手段は、各締付けサイクルにおいて、前記自由リバウンドステップにおける前記回転子の自由リバウンド角度を表す情報を求め、
所与の締付けサイクルにおける電力供給は、前記回転子が、直前の前記締付けサイクルにおける前記回転子の自由リバウンド角度にほぼ等しい角度にわたって締付け方向に進むまで行われる、請求項9~12のいずれか1項に記載のデバイス。
The command means obtains information representing the free rebound angle of the rotor in the free rebound step in each tightening cycle.
One of claims 9-12, wherein power is supplied in a given tightening cycle until the rotor advances in the tightening direction over an angle approximately equal to the free rebound angle of the rotor in the previous tightening cycle. The device described in the section.
前記回転子の自由リバウンド速度を表す情報を求める手段を備え、
前記指令手段は、前記締付けサイクルの各々が、前記回転子の自由リバウンド速度を求めるステップと、前記回転子の自由リバウンド時間を求めるステップとを含むように構成され、
前記回転子の自由リバウンド角度を表す情報は、前記回転子の自由リバウンド速度及び自由リバウンド時間に応じて求められる、請求項13に記載のデバイス。
A means for obtaining information indicating the free rebound speed of the rotor is provided.
The command means is configured such that each of the tightening cycles includes a step of determining the free rebound speed of the rotor and a step of determining the free rebound time of the rotor.
The device according to claim 13, wherein the information representing the free rebound angle of the rotor is obtained according to the free rebound speed and the free rebound time of the rotor.
締付けトルクを表す情報を測定する手段を備え、
前記指令手段は、各締付けサイクルが、前記インパクトステップの終了時に得られる締付けトルクを求めるステップを含むものとなるように構成され、
前記回転子の自由リバウンド速度は、前記締付けトルクと前記歯車伝動装置の剛性と前記歯車伝動装置の比とに応じて求められる、請求項14に記載のデバイス。
Equipped with means to measure information representing tightening torque
The command means is configured such that each tightening cycle comprises a step of determining the tightening torque obtained at the end of the impact step.
The device according to claim 14, wherein the free rebound speed of the rotor is obtained according to the tightening torque, the rigidity of the gear transmission device, and the ratio of the gear transmission device.
前記指令は、各締付けサイクルにおいて、電力供給開始から前記インパクトステップの終了までの経過時間を求め、
前記自由リバウンドステップは、所定時間から前記経過時間を減じた時間に等しい時間において行われる、請求項9~15のいずれか1項に記載のデバイス。
The directive determines the elapsed time from the start of power supply to the end of the impact step in each tightening cycle.
The device according to any one of claims 9 to 15, wherein the free rebound step is performed at a time equal to a predetermined time minus the elapsed time.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000054939A1 (en) 1999-03-16 2000-09-21 Kuken Co., Ltd. Reading method of screw rotation angle of hand-held impact wrench, hand-vibration detection method, tightening evaluation method and control method of hand-held power screw loosening tool
JP2017500214A (en) 2013-12-20 2017-01-05 エタブリスマン・ジョルジュ・ルノー Method for controlling a pulse driver, corresponding control device and driver device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5822667A (en) * 1981-08-01 1983-02-10 株式会社 空研 Controller for clamping force in impact wrench
SE539112C2 (en) * 2015-12-14 2017-04-11 Atlas Copco Ind Technique Ab Impulse wrench rotation detection
EP3439830B1 (en) * 2016-04-04 2021-06-16 Hilti Aktiengesellschaft Control method of an impact wrench

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000054939A1 (en) 1999-03-16 2000-09-21 Kuken Co., Ltd. Reading method of screw rotation angle of hand-held impact wrench, hand-vibration detection method, tightening evaluation method and control method of hand-held power screw loosening tool
JP2017500214A (en) 2013-12-20 2017-01-05 エタブリスマン・ジョルジュ・ルノー Method for controlling a pulse driver, corresponding control device and driver device

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