JPH04176574A - パワーレンチ - 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】 本発明はねし継手の二工程締付は用パワーレンチに関す
る。

とくに、本発明はハウジング、ロータを有するモータ、
前記モータに組合わされた出力軸および可変周波数およ
び可変電圧出力を備えた動力変換器および電流応答停止
装置を備えた動力供給装置を存する型のパワーレンチに
関する。

上記型のパワーレンチにおいて、いわゆる硬い継手すな
わち回転角に関連して厳しいトルク発生特性を備えたね
し継手の締め過ぎ防止装置に関する。締付は工程を、ト
ルク仮締め（スナツグ）レベルに終わる予備的高速工程
である第１工程および所要の締付は状態に終わる最終の
低速高トルク工程の二工程に分割することにより、レン
チ回転部分の高速慣性力が所要の最終トルクレベルの好
ましくない上昇を生ずることが回避される。

しかしながら、二工程締付は法はそれ自体所要の最終ト
ルクレベルをきわめて硬い継手を締付けるとき超過しな
いことを保証するものではない。

そのような場合、第１工程がきわめて迅速に終わりレン
チの回転部分の慣性力は高い最終的トルクレベルを確実
に生しない。

従来公知のパワーレンチに伴う課題は、与えられたトル
クの停止が十分に早すぎないこと、およびこれらのパワ
ーレンチによって過大トルクはきわめて硬い継手を締付
けるとき回避できないことまたは工具に対する余分な導
線の接続が動力供給装置への工具上の速度感知装置の接
続に必要なことである。

ヨーロッパ特許第２７１９８０３号に記載された二工程
締付は装置において、スナグレベルはモータによって回
転される部分の一つの付近に取付けられる速度センサに
よって探知される。このセンサはモータが回転するとき
パルスを発生し、これらのパルスの周波数はモータの回
転速度に対応する電圧に変換される。差動増幅器によっ
て、電圧に対応する速度の導関数が形成される。正の導
関数はモータ速度の加速度を示し、導関数の負の値は減
速度を示す。仮締めレベルに達したときモータ速度は低
下し、締付けは低速で完了する。

この公知の装置は、速度センサ装置が制御および動力供
給ユニットに接続する余分な導線を必要とすることにお
いて好ましくない特徴を存する。

このことは手持ち工具を扱うのを不便にし、導線の部分
、したがって、同様に仮締めレベル探知機能に損傷を与
える。

実施しうる導線の問題の解決法は、動力供給ユニットに
関連するモータ速度感知装置の形式の速度センサを設け
ること、および計算されたモータ速度を減速させること
である。しかしながら、これは仮締めレベル信号を発生
するのに十分に迅速な方法でない。その訳はたとえば非
同期モータを使用するとき、駆動周波数とモータ速度と
の間に滑りが生ずるからである。“無効運動“の一種で
あるこの滑りは、周波数変化信号の好ましくない遅延、
したがって、トルク発生の停止の遅れを生ずる。

第１の、高速締付は工程を停止する迅速反応動力停止開
始装置を達成するため、本発明は衝撃レンチに従来使用
されたものと同し型の減速応答作動装置を使用している
。たとえば、米国特許第２゜７６８．５４６号参照。

本発明は、動力を可変速度および可変周波数出力を備え
た動力変換器から動力を供給される電気パワーレンチに
関し、電流応答装置は所要の最終的締付はレベルに達す
るとき動力停止を達成する動力変換器よりなる。これは
それ自体従来技術に属し、テンソル−Ａ−ＣＣドライブ
の名称で、アトラス・コプコ社から市販されている。

本発明の主目的は、きわめて硬いねし継手においてさえ
過大トルクが安全に回避される、ねじ継手の二段締付は
用電動レンチを提供することにある０本発明は、最初の
締付は工程の停止を開始する工具のモータロータと関連
する減速応答スイッチ、および最終的締付は工程を停止
する動力変換器と関連する電流応答動力停止装置に関連
する減速度応答スイッチ装置の組合わせを含んでいる。

別の目的および利点は下記の詳細な記載から明らかにな
るであろう。

図示のパワーレンチはねじ継手の二工程締付は用の交流
モータ１０によって付勢されるアングルナツトランナの
型のものである。非同期誘導型のモータ１０は、電力を
制御および動力供給ユニット１１から供給される。上記
のように、供給ユニットはアトラス・コプコ社から市販
されたテンソル−Ａ−ＣＣ−ドライブとして公知の従来
型のものである。この制御および供給ユニットは、可変
周波数および可変電圧の交流をモータ１０に供給する、
ソリッドステート・インバータ５１ならびにユニット１
１内の電流感知装置によりまた工具ハウジング１３に取
り付けられたスイッチ１２によって得られる信号に応答
してインバータを制御する装置を有する。

制御および動力供給ユニット１１は工具がら離して設置
され、工具にはモータ１０に接続された動力供給ｉ１線
１５．１６およびスイッチ１２に接続された信号導！１
７．１８によって接続さている。図面に略示された手動
スイッチ１９は、モータ１０への動力供給の作業者によ
る制御された始動のため、工具ハウジング１３に取付け
られている。スイッチ１９はレバー２０により作動され
、かつ導線２１．２２を介して制御および動力供給ユニ
ット１１に接続されている。

制御および動力供給ユニット１１は従来公知の型のもの
でそれ自体本発明の一部を構成するものでない。したが
って、詳細に記載はしない。しかしなから、第４図に示
すようなユニット１１は外部の交流動力源に接続された
整流器５０および整流器５０ならびに導線１５〜１８．
２１．２２を介してパワーレンチに接続されたコンピュ
ータ制御インバータ５１を有する。低抵抗５２は整流器
５０とインバータ５１との間の直流部分に設けられ、抵
抗５２を通る電圧降下はモータ電流、したがってモータ
１０の発生トルクを示すものとじて感知される。

さらに、パワーレンチはナツトソケットを接続する四角
な端部を備えた出力軸２４を支持するアングルへラド２
３を有する。

その後端に、モータ１０のロータ２５は中央の同軸孔２
６を有し、孔２６の中にスピンドル２７が回転可能にか
つ軸方向移動可能に設けられている。スピンドル２７上
には、フライホイール２８の形式の慣性部材が設けられ
ている。フライホイール２８には二本の軸方向に延びる
ピン２９が固定され、ピン２９はそれらがロータ２５後
端の一対のカム面に係合するように配置されるとき、カ
ム従動子として作用する（カム面３０の一方しか図示さ
れていない）。各カム面３０は９０″に亘って傾斜した
頂面を有する。この部分３１は停止手段として作用して
カム従動子２９がカム頂部に乗上げるのを防止する。

ばね２２はハウジング１３の同軸の孔３４の肩部３３と
スリーブ３５との間で作用し、それにより軸方向偏倚力
をスリーブ３５に加える。孔３４内で偏倚可能に案内さ
れるスリーブ３５はポール３６を介してフライホイール
２８の中心に載置し、それによりばね３２の軸方向偏倚
力をフライホイール２８に伝達する。

軸方向に変位可能なピン３８はその一端をポール３６に
載置し、一方ピン３８の反対側はスイッチ１２の作動ア
ーム３９に係合する。作動ピン３８はハウジング１３に
取付けられブツシュ４０内で変位可能に案内される。

スイッチ１２は板４１に固定され、板４１はスタッド４
２および固定ねじ４３によってハウジング１３内に取り
付けられている。ねじ４３は板４１の長孔４４を通って
延び、スイッチ１２にある程度の調節性を与える。

作用において、工具はナツトソケットを嵌合され締付け
るべきねし継手に当てがわれ、−力制御および動力供給
ユニット１１は工具を動力源に接続する。締付は工程は
作業者がレバー２０を押し、スイッチ１９が信号をユニ
ット１１に伝達し、ユニット１１が直ちに電流を導！１
５．１６を介してモータ１０に供給し始めることによっ
て開始される。

最初の締付けまたはねじ込み工程において、ねし継手の
トルク抵抗はきわめて小さく工具の速度は大きい。モー
タの速度が一定または増加する限り、フライホイール２
８およびスピンドル２７は、スリーブ３５およびボール
３６を介してばね３２によって偏倚された、第１図に示
す前方位置に止まる。

ねじ継手がねじ込まれねじ継手のトルク抵抗が増加する
と、工具の回転部分はモータロータ２５とともに減速し
始める。この点はスナッグレベルと称せられ第１または
初期締付は工程が終わる位置を示している。

ロータ２５が減速すると、フライホイール２８はその慣
性により速度を維持し、フライホイール２８とロータ２
５との間の相対回転が生ずる。ついで、カム従動ピン２
９はカム面３０に沿って摺動し、フライホイール２８、
スピンドル２７、ボール３６および作動ピン３８の軸方
向変位を生ずる。そこでスイッチ１２が作動されスイッ
チ１２は導線１７．１８を介して制御および動力供給ユ
ニット１１に信号を伝達する。

カム面３０頂部３１を９０’に亘って設けたため、カム
従動ビン２９はカム頂部にのり上げず、落下してつぎの
カム面に係合する。そのような運動のため、スイッチ１
２によって伝達される信号は一時的に停止し、作用を混
乱させる。

スイッチ１２から信号をうけるとき、制御ユニット１１
は、残っている工具回転部分の運動エネルギを有効に吸
収してこれらの部分の慣性力が過大トルクを生ずるのを
防止するようにモータの電気的制動を実施する代わりに
、モータに締付は方向への動力供給を停止するようにプ
ログラムされている。

短い停止期間の後、フライホイール２８、スピンドル２
７および作動ピン３８ばばね３２によってその最初の位
置に戻される。このことは、スイッチ１２がその不作動
位置を取ることを可能にし、そこで停止または制動信号
は制御ユニットに伝達されない。その代わり、制御ユニ
ット１１は工具に最終的締付は工程をさせるためモータ
１０へ動力を供給し、ねし継手はある所望の最終的トル
クまたは予張カレベルまで締付けられる。このトルクレ
ベルはインバータ５１の基準値として設定された電流の
大きさに対応し、最終締付は工程は、抵抗５２を通る電
圧降下として示される電流レベルがある値に達するとき
自動的に停止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は停止または定速状態における本発明によるパワ
ーレンチの破断図であり、第２図は減速中の第１図のパ
ワーレンチを示す図であり、第３図は慣性部材の拡大図
であり、第４図は制御および動力供給ユニットの拡大詳
細図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、最初の一定のトルク仮締めレベルまで締付ける第１
   工程および前記仮締めレベルから所要の最終トルクレベ
   ルまで締付ける第２工程を有する二工程によりねじ継手
   を締付け、ハウジング（１３）、ロータ（２５）を有す
   る電気モータ（１０）、前記ロータ（２５）に密に駆動
   的に組合わされた出力軸（２４）および可変電圧および
   可変周波数出力変換器を含む動力供給装置（１１）を有
   するパワーレンチにおいて、前記動力変換器が前記最終
   トルクレベルへ到達した際前記モータ（１０）への動力
   供給を停止する電流応答動力停止装置、および前記仮締
   めレベルに到達した際前記変換器へ停止信号を伝達する
   ため前記ロータ（２５）に関連した減速応答スイッチ装
   置（１２、２８）を有することを特徴とする請求項１に
   記載のパワーレンチ。 ２、前記減速応答スイッチ（１２、２８）は前記ロータ
   （２５）と同軸に配置された慣性部材（２８）および前
   記慣性部材（２８）を前記ロータ（２５）に駆動的に組
   合せそれによりスイッチ作動運動が前記ロータ（２５）
   のある大きさの減速度において得られることを特徴とす
   る請求項１に記載のパワーレンチ。