JPH0691551A - Impact type screw fastening device - Google Patents

Impact type screw fastening device

Info

Publication number
JPH0691551A
JPH0691551A JP23860992A JP23860992A JPH0691551A JP H0691551 A JPH0691551 A JP H0691551A JP 23860992 A JP23860992 A JP 23860992A JP 23860992 A JP23860992 A JP 23860992A JP H0691551 A JPH0691551 A JP H0691551A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fastening force
torque
impact
target
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23860992A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Takeuchi
徹 竹内
Junichi Maruyama
旬一 丸山
Teruo Fukumura
輝雄 福村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP23860992A priority Critical patent/JPH0691551A/en
Priority to US08/112,362 priority patent/US5366026A/en
Priority to GB9317809A priority patent/GB2271197B/en
Publication of JPH0691551A publication Critical patent/JPH0691551A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve fastening force control by carrying out computation on an increase quantity of fastening force with every impact after a peak value of a torque pulse is found from detected torque, finding deviation from target fastening force, and carrying out cutoff control after the motive power source cutoff timing is determined according to eccentricity when being judged that the target fastening force can be obtained at the next impact. CONSTITUTION:A signal outputted by a torque detecting part of an impact wrench body 10 is inputted to a torque signal processing part 32 of a torque control device 30, and is converted into a torque signal, and is inputted to a peak value processing part 33. The peak value processing part 33 extracts and stores a peak value of a torque pulse, and a fastening force computing part 35 reads out a coefficient to torque equivalent to an increase in fastening force from a fastening force data memory part 34, and carries out operation on equivalence of the increase in the fastening force. A short fastening force computing part 361 finds deviation between present state fastening force and target fastening force. Upon judgment that the target fastening force can be obtained at the next impact, a valve closing timing computing part 362 closes a valve of the impact wrench body 10 at the prescribed timing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、衝撃力を利用して、
ねじ締め作業を行なうねじ締め装置、例えばインパクト
・レンチやインパクト式ナット・ランナーなどに関し、
特に、ねじの締結力(締め付け力)を制御する技術に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION This invention utilizes impact force to
For screw tightening devices that perform screw tightening work, such as impact wrenches and impact type nuts and runners,
In particular, the present invention relates to a technique for controlling the fastening force (tightening force) of a screw.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の締め付けトルクを制御するインパ
クト・レンチとしては、例えば実願平3−12370号
に記載の装置がある。図19は上記の装置の断面図であ
る。図19において、主軸15は磁歪効果を有する材料
で構成されている。そしてボルト締結の際に発生するト
ルク・パルスに伴う主軸15表面の透磁率変化をトルク
検出部11の検出コイル26a、26bのインダクタン
ス変化として検出することにより、トルクの変化を検出
する。そして、検出されたトルクが所定の範囲の値に達
したところで、制御回路120からの制御信号により、
シャット・オフ・バルブ12が閉じてエア・モータ部1
3への圧縮エアが遮断され、これによって油圧パルス発
生部14および主軸15の駆動を停止させるように構成
されている。しかし、テーパ・ビーム・レンチなどのト
ルク・レンチによるねじ締めの場合には、締付けトルク
と締結部に発生する締結力とが比例関係にあるが、上記
のごときインパクト・レンチにおいては、トルク・パル
スのピーク値は締結力には比例せず、例えば、直前のト
ルクパルスよりもピーク値の小さなトルク・パルスが発
生した場合にも締結力が増加する、というようなことが
頻繁に生じることが実験の結果判明した。このように、
トルク・パルスのピーク値は締結力に1対1で対応する
量とは云えないため、このピーク値を正確に検出しても
締結力を精度良く検出することは出来ず、したがって、
これに基づいてシャット・オフ・バルブをカット・オフ
制御したとしても、締結力を精度良く制御しているとい
うことにはならない。上記のように従来の装置において
は、締結力を正確に検出することが出来なかったので、
所望の締結力に正確に制御することが困難である、とい
う問題があった。
2. Description of the Related Art As a conventional impact wrench for controlling tightening torque, there is, for example, a device described in Japanese Utility Model Application No. 3-12370. FIG. 19 is a sectional view of the above device. In FIG. 19, the main shaft 15 is made of a material having a magnetostrictive effect. Then, a change in torque is detected by detecting a change in magnetic permeability on the surface of the main shaft 15 that accompanies a torque pulse generated at the time of bolt fastening as a change in inductance of the detection coils 26a and 26b of the torque detection unit 11. Then, when the detected torque reaches a value within a predetermined range, a control signal from the control circuit 120 causes
Shut off valve 12 is closed and air motor unit 1
The compressed air to 3 is cut off, and thereby the driving of the hydraulic pressure pulse generator 14 and the main shaft 15 is stopped. However, when tightening a screw with a torque wrench such as a taper beam wrench, the tightening torque and the tightening force generated in the tightening part are in a proportional relationship. The peak value of is not proportional to the fastening force. For example, it is frequently observed that the fastening force increases even when a torque pulse with a smaller peak value than the immediately preceding torque pulse occurs. It turned out. in this way,
Since the peak value of the torque pulse cannot be said to correspond to the fastening force on a one-to-one basis, the fastening force cannot be accurately detected even if this peak value is accurately detected.
Even if the shut-off valve is cut-off controlled based on this, it does not mean that the fastening force is accurately controlled. As described above, in the conventional device, the fastening force could not be accurately detected.
There is a problem that it is difficult to accurately control the desired fastening force.

【0003】上記の問題を解決するため、本出願人は、
ねじ締結時の瞬時トルクのピーク値を用いてインパクト
毎に締結力の増加量を演算する装置を既に出願している
(平成4年8月28日出願の「インパクト式ねじ締め装
置」:未公開)。図20は、該装置における演算のフロ
ーチャートである。なお、機構部分は図19に示したも
のと同じである。この装置は、図20に示すように、ね
じ締結時の瞬時トルクのピーク値を用いて、インパクト
毎に締結力の増加量を演算し、その値が予め定めた締結
力に達した時点で、インパクト・レンチに供給される圧
縮空気を遮断することにより、目標とする締結力を得る
ものである。
In order to solve the above problems, the applicant has
An application has already been filed for a device that calculates the amount of increase in fastening force for each impact using the peak value of the instantaneous torque at the time of screw fastening (“impact screw fastening device” filed on August 28, 1992: undisclosed) ). FIG. 20 is a flowchart of calculation in the device. The mechanical portion is the same as that shown in FIG. As shown in FIG. 20, this device calculates the increase amount of the fastening force for each impact using the peak value of the instantaneous torque at the time of screw fastening, and when the value reaches a predetermined fastening force, By shutting off the compressed air supplied to the impact wrench, the target fastening force is obtained.

【0004】以下、図20に基づいて詳細に説明する。
まず、ステップS1では、目標締結力cFc(図ではカ
ット・オフ締結力と表示)の値を決定する。次に、ステ
ップS2では、それまでの締結力の値をリセットする。
F(0)=0。次に、ステップS3では、締結を開始す
る。また、ステップS4〜ステップS8はループを形成
しており、衝撃(インパクト)を加える毎に演算を行な
う。まず、ステップS4では、トルクセンサの信号から
トルク・パルスのピーク値TP(i)を求めて記憶する。
次に、ステップS5では、F(i−1)における締結力
の増加分のトルクに対する係数CTF(i)を、締結力デ
ータメモリ部のテーブルに基づいて計算する。ただし、
TF(i)=CTF〔F(i−1)〕。次に、ステップS6
では、衝撃による締結力の増加分δF(i)を演算す
る。ただし、δF(i)=CTF〔F(i−1)〕×T
P(i)。次に、ステップS7では、衝撃後の締結力F
(i)を演算する。 ただし、F(i)=F(i−1)+
δF(i)。次に、ステップS8では、衝撃後の締結力
F(i)が目標締結力cFc以上か否かを判断し、NO
であればステップS4へ戻ってステップS8までを繰り
返す。一方、ステップS8でYESになると、ステップ
S9へ行き、その時点でカットオフ命令が出される。こ
れによって圧縮空気のバルブが閉じられる。次に、ステ
ップS10では、終了するか否かを判断し、YESであ
ればそのまま終了し、NOであればステップS2へ戻っ
て次のねじ締めを行なう。図21および図22は、上記
の制御における動作特性図であり、図21は各インパク
ト時のトルクのピーク値の例を示す図、図22はインパ
クト回数と締結力の増加との関係を示す図である。な
お、上記の従来例および本出願人の先行技術の説明は、
インパクト・レンチを例として説明したが、インパクト
式のナット・ランナー等においても同様である。
A detailed description will be given below with reference to FIG.
First, in step S1, the value of the target fastening force cFc (indicated as cut-off fastening force in the figure) is determined. Next, in step S2, the value of the fastening force up to that point is reset.
F (0) = 0. Next, in step S3, fastening is started. Further, steps S4 to S8 form a loop, and the calculation is performed each time a shock is applied. First, in step S4, the peak value T P (i) of the torque pulse is obtained from the signal of the torque sensor and stored.
Next, in step S5, the coefficient C TF (i) for the torque of the increase in the fastening force at F (i-1) is calculated based on the table of the fastening force data memory unit. However,
CTF (i) = CTF [F (i-1)]. Next, step S6
Then, the increase δF (i) of the fastening force due to the impact is calculated. However, δF (i) = C TF [F (i−1)] × T
P (i). Next, in step S7, the fastening force F after the impact is applied.
Calculate (i). However, F (i) = F (i-1) +
δF (i). Next, in step S8, it is determined whether or not the fastening force F (i) after impact is equal to or greater than the target fastening force cFc, and NO
If so, the process returns to step S4 and steps up to step S8 are repeated. On the other hand, if YES in step S8, the process proceeds to step S9, at which point a cutoff command is issued. This causes the compressed air valve to close. Next, in step S10, it is determined whether or not to end the process. If YES, the process ends, and if NO, the process returns to step S2 to perform the next screw tightening. 21 and 22 are operation characteristic diagrams in the above control, FIG. 21 is a diagram showing an example of a peak value of torque at each impact, and FIG. 22 is a diagram showing a relationship between the number of impacts and an increase in fastening force. Is. In addition, the above-mentioned conventional example and the description of the prior art of the applicant are as follows.
Although an impact wrench has been described as an example, the same applies to an impact type nut runner and the like.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、図19
に示した従来の装置においては、締結力を正確に検出す
ることが出来なかったので、所望の締結力に正確に制御
することが困難である、という問題があった。また、上
記の問題を解決するためになされた本出願人の先行発明
においては、締結力を検出することは出来るが、締結力
がインパクトを与える毎に段階的(ステップ状)に増加
して行くため、1回の増加分以下の微小な値を制御する
ことは出来ない、という問題がある。例えば、図22の
例で説明すれば、締結力の目標値が25kNである場合
に、1回のインパクトによる締結力の増加量が3kN程
度であるため、目標値の12%程度は制御出来ない範囲
になってしまい、微小な値まで精密に制御することは出
来なかった。
As described above, as shown in FIG.
In the conventional device shown in FIG. 2, since the fastening force cannot be detected accurately, there is a problem that it is difficult to accurately control the fastening force to a desired one. Further, in the prior invention of the present applicant made to solve the above problems, the fastening force can be detected, but the fastening force increases stepwise (stepwise) each time the impact is given. Therefore, there is a problem that it is impossible to control a minute value equal to or smaller than one increment. For example, referring to the example of FIG. 22, when the target value of the fastening force is 25 kN, the amount of increase in the fastening force due to one impact is about 3 kN, so about 12% of the target value cannot be controlled. It became a range, and it was not possible to precisely control even minute values.

【0006】本発明は上記のごとき従来技術の問題を解
決し、かつ本出願人の先行技術を更に改良するためにな
されたものであり、締結力を精密に制御することが出
来、精度の良いねじ締め作業を行なうことの出来るイン
パクト式ねじ締め装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above and to further improve the prior art of the present applicant. It is possible to precisely control the fastening force and the accuracy is high. An object is to provide an impact type screw tightening device capable of performing screw tightening work.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、特許請求の範囲に記載するよう
に構成している。すなわち、請求項1に記載の発明にお
いては、駆動出力にパルス成分を有する駆動手段と、一
端にねじとの継手部を有し、上記駆動手段によって駆動
されることによってねじを締め付ける主軸と、上記駆動
手段へ与えられる動力源を遮断する遮断手段と、上記主
軸のトルク変化を検出するトルク検出手段と、を有する
インパクト式ねじ締め機本体と、上記トルク検出手段の
検出結果から求めたトルク・パルスのピーク値を用い
て、インパクト毎に締結力の増加量を演算し、現状の締
結力と目標締結力との偏差を求め、次のインパクトによ
って目標締結力に達すると判断された場合には、上記偏
差に応じて上記駆動手段への動力源を遮断する時期を演
算し、その結果に応じて上記遮断手段を制御する制御手
段と、を備えている。なお、上記のインパクト式ねじ締
め機本体は、例えば後記図1の実施例におけるインパク
ト・レンチ本体10に相当し、同じく、上記駆動手段は
エア・モータ部13に、上記主軸は主軸15に、遮断手
段はシャット・オフ・バルブ12に、トルク検出手段は
コイル26a、26bの部分に相当する。また、上記制
御手段は、例えば後記図4の実施例におけるトルク制御
装置30に相当する。
In order to achieve the above object, the present invention is constructed as described in the claims. That is, in the invention according to claim 1, a drive means having a pulse component in the drive output, a joint part with a screw at one end, and a main shaft for tightening the screw when driven by the drive means, An impact type screw tightener main body having a shutoff means for shutting off a power source applied to the drive means and a torque detection means for detecting a torque change of the main shaft, and a torque pulse obtained from the detection result of the torque detection means. The peak value of is used to calculate the increase amount of the fastening force for each impact, the deviation between the current fastening force and the target fastening force is calculated, and when it is determined that the target fastening force will be reached by the next impact, And a control means for calculating a timing for shutting off the power source to the drive means according to the deviation and controlling the shutoff means according to the result. The impact type screw tightener body corresponds to, for example, the impact wrench body 10 in the embodiment shown in FIG. 1, which will be described later. Similarly, the drive means is connected to the air motor section 13, the main shaft is connected to the main shaft 15, and the main shaft 15 is disconnected. The means corresponds to the shut-off valve 12, and the torque detecting means corresponds to the coils 26a and 26b. The control means corresponds to, for example, the torque control device 30 in the embodiment shown in FIG. 4 described later.

【0008】また、請求項3に記載の発明においては、
駆動出力にパルス成分を有する駆動手段と、一端にねじ
との継手部を有し、上記駆動手段によって駆動されるこ
とによってねじを締め付ける主軸と、上記駆動手段へ与
えられる動力源のレベルを低下させる調節手段と、上記
主軸のトルク変化を検出するトルク検出手段と、を有す
るインパクト式ねじ締め機本体と、上記トルク検出手段
の検出結果から求めたトルク・パルスのピーク値を用い
て、インパクト毎に締結力の増加量を演算し、現状の締
結力と目標締結力との偏差を求め、上記偏差が所定値以
下になった場合には、上記調節手段を駆動して上記動力
源のレベルを低下させる制御手段と、を備えている。な
お、上記のインパクト式ねじ締め機本体は、例えば後記
図10の実施例におけるインパクト・レンチ本体40に
相当し、同じく、上記駆動手段はエア・モータ部13
に、上記主軸は主軸15に、調節手段は圧力逃がし弁4
1または図16の圧力調整弁45に、トルク検出手段は
コイル26a、26bの部分に相当する。また、上記制
御手段は、例えば後記図11の実施例におけるトルク制
御装置42に相当する。
Further, in the invention described in claim 3,
A drive means having a pulse component in a drive output, a joint portion with a screw at one end, for tightening the screw by being driven by the drive means, and a level of a power source applied to the drive means are lowered. For each impact, the impact type screw tightener main body having the adjusting means and the torque detecting means for detecting the torque change of the spindle is used, and the peak value of the torque pulse obtained from the detection result of the torque detecting means. The amount of increase in the fastening force is calculated, the deviation between the current fastening force and the target fastening force is calculated, and when the above deviation falls below a predetermined value, the adjusting means is driven to lower the level of the power source. And a control means for controlling. The impact type screw tightener main body corresponds to, for example, the impact wrench main body 40 in the embodiment shown in FIG. 10 described later, and similarly, the drive means is the air motor unit 13.
The main shaft is the main shaft 15, and the adjusting means is the pressure relief valve 4.
1 or the pressure detecting valve 45 of FIG. 16, the torque detecting means corresponds to the coils 26a and 26b. Further, the control means corresponds to, for example, the torque control device 42 in the embodiment shown in FIG. 11 described later.

【0009】[0009]

【作用】本発明者の実験によれば、パルス状のトルクに
よるねじの締め付け作業においては、トルクのピーク値
の変化と締結力(締め付け力)の変化との間に所定の関
係があることが判明した。本発明は、上記の関係を利用
したものであり、トルク・パルスのピーク値を用いて、
インパクト毎に締結力の増加量を演算するものである。
そして請求項1に記載の発明においては、現状の締結力
と目標締結力との偏差を求め、次のインパクトによって
目標締結力に達すると判断された場合には、上記偏差に
応じて駆動手段への動力源を遮断する時期を演算し、そ
の結果に応じて遮断手段を制御して所定の時期に動力源
を遮断するように構成したものである。そのため、最後
のインパクトにおける締結力の増加量は、ちょうど不足
している分に一致するように調節されるので、正確に目
標締結力に達するように制御することが出来る。また、
請求項3に記載の発明においては、上記偏差が所定値以
下になった場合、すなわち実際の締結力が目標締結力に
近づいた場合には、調節手段を駆動して動力源のレベル
を低下させるさせるように構成している。したがって、
実際の締結力が目標締結力に近づくと、一回のインパク
トによる締結力の増加量が小さくなり、小きざみに目標
締結力に近づくので、従来の大幅なステップ状の増加に
比べて、締結力を精密に制御することが出来る。
According to the experiments conducted by the present inventor, in the screw tightening work using the pulsed torque, there is a predetermined relationship between the change in the peak value of the torque and the change in the tightening force (tightening force). found. The present invention utilizes the above relationship, and uses the peak value of the torque pulse,
The amount of increase in fastening force is calculated for each impact.
In the invention according to claim 1, the deviation between the current fastening force and the target fastening force is obtained, and when it is determined that the target fastening force is reached due to the next impact, the driving means is driven according to the above-mentioned deviation. The power source is shut off at a predetermined time by calculating the timing of shutting off the power source and controlling the shutoff means according to the result. Therefore, the increase amount of the fastening force at the last impact is adjusted so as to match the amount that is just short, so that the target fastening force can be accurately controlled. Also,
In the invention according to claim 3, when the deviation becomes equal to or less than a predetermined value, that is, when the actual fastening force approaches the target fastening force, the adjusting means is driven to lower the level of the power source. It is configured to let. Therefore,
When the actual tightening force approaches the target tightening force, the amount of increase in the tightening force due to one impact becomes small, and it approaches the target tightening force in small steps. Can be precisely controlled.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図1〜図5は本発明の第1の実施例図であり、図
1はインパクト・レンチ本体の断面図、図2は図1のA
−A断面図、図3は図1における気圧回路のブロック
図、図4は図1におけるトルク制御装置30のブロック
図、図5は演算処理を示すフローチャートである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 5 are views showing a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a sectional view of an impact wrench body, and FIG. 2 is A of FIG.
-A sectional view, FIG. 3 is a block diagram of the atmospheric pressure circuit in FIG. 1, FIG. 4 is a block diagram of the torque control device 30 in FIG. 1, and FIG. 5 is a flowchart showing a calculation process.

【0011】まず、図1において、10はインパクト・
レンチ本体であり、このインパクト・レンチ本体10内
には、給気部16、エア・モータ部13、油圧パルス発
生部14およびトルク検出部11が設けられている。給
気部16、エア・モータ部13、油圧パルス発生部14
は公知の構成であり、給気部16には、エア・モータ部
13に連通するエア通路17が形成され、その途中には
メイン・バルブ18および切替バルブ19がこの順に設
けられている。メイン・バルブ18は、バルブ操作レバ
ー20を引くことによって開き、切替バルブ19は回転
切替レバー21を所定の回転位置まで回すことによって
開くようになっている。エア・モータ部13は偏心した
シリンダ内に配設された回転駆動軸22を備えており、
この回転駆動軸22は、ベーン23に圧縮エアが作用す
ることによって回転するようになっている。油圧パルス
発生部14は、エア・モータ部13の回転駆動軸22に
直結されたライナ・ケース24内に設けられた主軸15
と、この主軸15に外装されたドライビング・ブレード
25とからなり、ライナ・ケース24内には油液が充満
されている。主軸15は、一定以上の負荷がないときは
ライナ・ケース24内面とドライビング・ブレード25
の抵抗によってエア・モータ部13の回転駆動軸22と
共に回り、一定以上の負荷があるときはリリーフ・バル
ブ28を介してドライビング・ブレード25の内面に作
用する油圧が変動することによって衝撃的に回るように
なっている。この主軸15の先端部は、ソケット(ボッ
クス・レンチ)を介してねじに接続するような形状にな
っており、この先端部を所望のねじに合わせることによ
って、ねじ締めを行なうことが出来る。トルク検出部1
1は、主軸15の周囲に配置され、かつ、インパクト・
レンチ本体10に固定された1対のコイル26a、26
bから構成されている。主軸15は左右1対の螺旋角の
異なる溝列27a、27bが設けられた磁歪効果を有す
る材料で作られており、これらの溝列27a、27bに
対向してコイル26a、26bが配置されている。そし
て、これらのコイル26a、26bによって、主軸15
に作用するトルクを検出できるようになっている。圧縮
エアの遮断機溝は公知の構成であり、12はエア・モー
タ部13へ送られる圧縮エアを供給・遮断するためのシ
ャット・オフ・バルブで、切替バルブ19とエア・モー
タ部13とを連絡するエア通路の途中に設けられてい
る。
First, in FIG. 1, 10 is an impact
The impact wrench body 10 is provided with an air supply unit 16, an air motor unit 13, a hydraulic pressure pulse generation unit 14, and a torque detection unit 11 in the impact wrench body 10. Air supply unit 16, air motor unit 13, hydraulic pulse generation unit 14
The air supply unit 16 has an air passage 17 communicating with the air motor unit 13, and a main valve 18 and a switching valve 19 are provided in this order in the air supply unit 16. The main valve 18 is opened by pulling the valve operating lever 20, and the switching valve 19 is opened by turning the rotation switching lever 21 to a predetermined rotation position. The air motor unit 13 includes a rotary drive shaft 22 arranged in an eccentric cylinder,
The rotary drive shaft 22 is rotated by the compressed air acting on the vanes 23. The hydraulic pressure pulse generator 14 is a main shaft 15 provided in a liner case 24 directly connected to the rotary drive shaft 22 of the air motor unit 13.
And a driving blade 25 that is mounted on the main shaft 15, and the liner case 24 is filled with oil liquid. The main shaft 15 has a driving blade 25 and an inner surface of the liner case 24 when there is no load above a certain level.
When the load exceeds a certain level, the hydraulic pressure applied to the inner surface of the driving blade 25 via the relief valve 28 fluctuates to cause an impulsive rotation. It is like this. The tip of the main shaft 15 is shaped so as to be connected to a screw through a socket (box / wrench), and the screw can be tightened by adjusting the tip to a desired screw. Torque detector 1
1 is arranged around the main shaft 15 and has an impact
A pair of coils 26a, 26 fixed to the wrench body 10
b. The main shaft 15 is made of a material having a magnetostrictive effect in which a pair of left and right groove rows 27a and 27b having different spiral angles are provided, and coils 26a and 26b are arranged so as to face the groove rows 27a and 27b. There is. Then, by the coils 26a and 26b, the main shaft 15
The torque that acts on the can be detected. The breaker groove for the compressed air has a known structure, and 12 is a shut-off valve for supplying / cutting off the compressed air sent to the air motor unit 13. The shutoff valve 12 connects the switching valve 19 and the air motor unit 13. It is provided in the middle of the air passage to communicate with.

【0012】次に、図2に示すA−A断面図は、シャッ
ト・オフ・バルブ12の構成を示すものである。図2に
おいて、52は電磁ソレノイド式パイロット・バルブ、
53は電磁石であり、シャット・オフ・バルブ12はパ
イロット・バルブ52の作動によって開閉制御されるよ
うになっている。
Next, the cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 2 shows the structure of the shut-off valve 12. In FIG. 2, 52 is an electromagnetic solenoid type pilot valve,
Reference numeral 53 is an electromagnet, and the shut-off valve 12 is controlled to open and close by the operation of the pilot valve 52.

【0013】次に、図3は図2における気圧回路構成を
示すものである。図3において、吸気源55からのエア
は、バルブ操作レバー20を引くことによって開くメイ
ン・バルブ18、切替バルブ19およびシャット・オフ
・バルブ12を通ってエア・モータ部13を回転させ
る。そして、パイロット・バルブ52は、コイル26
a、26bの検出信号に基づき、コントローラ30から
送られるバルブ・カット指令によって開くようになって
いる。パイロット・バルブ52が開くとシャット・オフ
・バルブ12がエア・モータ部13へのエアの供給をカ
ットする。
Next, FIG. 3 shows the atmospheric pressure circuit configuration in FIG. In FIG. 3, the air from the intake source 55 rotates the air motor unit 13 through the main valve 18, the switching valve 19 and the shut-off valve 12 which are opened by pulling the valve operating lever 20. The pilot valve 52 is connected to the coil 26.
Based on the detection signals of a and 26b, it is opened by a valve cut command sent from the controller 30. When the pilot valve 52 is opened, the shut-off valve 12 cuts off the supply of air to the air motor section 13.

【0014】次に、図4に示すように、インパクト・レ
ンチ本体10と電気的に接続されたトルク制御装置30
は、トルク検出部11から発せられる信号を入力として
トルク信号をつくるトルク信号処理部32と、トルク信
号から個別のトルク・パルスの各ピーク値を抽出するピ
ーク値処理部33と、締結力演算部35と、締結力の増
加分のトルク(厳密にはトルク・パルスのピーク値)に
対する係数と締結力との関係を示す関数が記録されてい
る締結力データ・メモリ部34と、演算された締結力が
適正範囲にあるか否かを判定して、シャット・オフ・バ
ルブ12への開閉制御信号を送出するバルブ制御部36
からなり、また、このバルブ制御部36は、不足締結力
演算部361とバルブ閉タイミング演算部362からな
っている。
Next, as shown in FIG. 4, a torque control device 30 electrically connected to the impact wrench body 10.
Is a torque signal processing unit 32 that produces a torque signal by inputting a signal emitted from the torque detection unit 11, a peak value processing unit 33 that extracts each peak value of an individual torque pulse from the torque signal, and a fastening force calculation unit. 35, a fastening force data memory unit 34 in which a function indicating the relationship between the coefficient for the torque of the increased fastening force (strictly speaking, the peak value of the torque pulse) and the fastening force is recorded, and the calculated fastening force. A valve control unit 36 that determines whether the force is within an appropriate range and sends an opening / closing control signal to the shut-off valve 12.
Further, the valve control unit 36 includes an insufficient fastening force calculation unit 361 and a valve closing timing calculation unit 362.

【0015】図6は、締結力データ・メモリ部34に記
録されている関数の一例図である。図6に示すように、
或るピーク値をもったトルクが付与されたとき、その時
点での締結力が小さいときには、この付与されたトルク
による締結力の増加量は大きくなり、一方、すでに相当
のレベルの締結力が発生している状態のときには、同じ
ピーク値のトルクでもこれによって上乗せされる締結力
の増加量は大きくないことがわかる。なお、その具体的
な値は、ボルト、被締結体およびインパクト・レンチの
組合せでそれぞれ異なる。このような係数データがイン
パクト・レンチの使用対象であるボルト、および被締結
体との組み合わせごとに関数として用意される。締結力
演算部35では後述するように上記のピーク値と関数デ
ータを基に締結力が演算される。また、トルク制御装置
30のトルク信号処理部32は、トルク検出部11から
得られたトルク信号電圧を正弦波の一定位相でサンプル
ホールド処理することによって最終アナログ出力を得る
ようになっている。これは図7に示すように、トルク信
号波形の位相が励磁電流波形の位相に対して、トルク値
に依存しない一定の差をもつことから可能となる。ここ
では、これを実現する手段として、励磁電流を電圧とし
て取り出した時の最小値位相θAと最大値位相θBとの間
における位相と電圧が1対1で対応する区間において、
電圧値VSを設定することにより、位相θSでトルク信号
電圧をサンプルホールド処理する回路を用いている。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a function recorded in the fastening force data memory section 34. As shown in FIG.
When a torque having a certain peak value is applied and the fastening force at that time is small, the amount of increase in the fastening force due to this applied torque is large, while the fastening force of a considerable level has already been generated. It can be seen that, when the torque is at the same peak value, the amount of increase in the fastening force added due to this is not large when the torque is the same. The specific value differs depending on the combination of the bolt, the tightened body, and the impact wrench. Such coefficient data is prepared as a function for each combination of the bolt to be used with the impact wrench and the object to be fastened. As will be described later, the fastening force calculator 35 calculates the fastening force based on the peak value and the function data. Further, the torque signal processing unit 32 of the torque control device 30 is adapted to obtain a final analog output by subjecting the torque signal voltage obtained from the torque detection unit 11 to sample and hold processing with a constant phase of a sine wave. This is possible because the phase of the torque signal waveform has a constant difference with respect to the phase of the excitation current waveform that does not depend on the torque value, as shown in FIG. Here, as a means for realizing this, in a section in which the phase and the voltage between the minimum value phase θ A and the maximum value phase θ B when the exciting current is taken out as a voltage have a one-to-one correspondence,
A circuit that performs sample hold processing of the torque signal voltage at the phase θ S by setting the voltage value V S is used.

【0016】次に、図5に示すフローチャートに基づい
て第1の実施例の作用を説明する。図1に示したバルブ
操作レバー20がひかれることによって給気部16から
シャット・オフ・バルブ12を介してエア・モータ部1
3に送られた圧縮エアにより、エア・モータ部13の回
転駆動軸22が回転し、その回転力は油圧パルス発生部
14において衝撃的な回転力に変換され、主軸15に伝
達されて、ねじ締め作業が行われる。まず、図5のステ
ップS11において、目標締結力cFc(図ではカット
オフ締結力と表示)の値を決定する。次に、ステップS
12において、締付開始の初期状態として締結力Fを0
にリセットする。次に、ステップS13でねじの締め付
けが開始される。また、ステップS14〜ステップS1
9はループを形成しており、衝撃(インパクト)を加え
る毎に演算を行なう。まず、ステップS14では、トル
ク信号処理部32で得られた複数のサンプル・ホールド
値からピーク値処理部33においてトルク・パルスのピ
ーク値TP(i)を抽出し、それを記憶する。次に、ステ
ップS15では、F(i−1)における締結力の増加分
のトルクに対する係数CTF(i)を、締結力データ・メ
モリ部34から読み出す。ただし、CTF(i)=C
TF〔F(i−1)〕。次に、ステップS16では、衝撃
による締結力の増加分δF(i)を演算する。ただし、
δF(i)=CTF〔F(i−1)〕×TP(i)。次に、ス
テップS17では、衝撃後の締結力F(i)を演算す
る。ただし、F(i)=F(i−1)+δF(i)。次
に、ステップS18では、目標締結力cFcとステップ
S17で求めた現状の締結力F(i)との差を演算し、
その不足締結力をFN(i)とする。 ただし、FN(i)
=cFc−F(i)。次に、ステップS19では、上記
の不足締結力FN(i)が、次の一撃によって目標締結力
cFcに達しそうか否かを判断する。この判断は、基本
的には、次の一撃によって前回と同じδF(i)だけ締
結力が増加するものとして演算する。したがって、ステ
ップS19の判断式をFN(i)≦δF(i)として判断
すればよい。ただし、実際には、増加分はδF(i)の
0.7〜0.9倍程度になるため、判断式としてFN(i)
≦0.8×δF(i)を用いてもよい。ステップS19で
NOの場合、すなわち、次の一撃によっても目標締結力
に達しないと判断した場合は、ステップS14に戻る。
一方、YESの場合、すなわち、次の一撃によって目標
締結力に達すると判断した場合には、ステップS20以
下で、インパクト・レンチを駆動する圧縮空気の遮断を
何時行なうかの制御を行なう。
Next, the operation of the first embodiment will be described based on the flow chart shown in FIG. When the valve operating lever 20 shown in FIG. 1 is pulled, the air motor unit 1 is supplied from the air supply unit 16 via the shut-off valve 12.
The rotary drive shaft 22 of the air motor unit 13 is rotated by the compressed air sent to the motor 3, and the rotational force thereof is converted into a shocking rotational force in the hydraulic pressure pulse generator 14 and transmitted to the main shaft 15 to cause the screw to rotate. Tightening work is performed. First, in step S11 of FIG. 5, the value of the target fastening force cFc (indicated as cut-off fastening force in the figure) is determined. Next, step S
12, the fastening force F is set to 0 as the initial state of the fastening start.
Reset to. Next, in step S13, screw tightening is started. In addition, steps S14 to S1
Reference numeral 9 forms a loop, and calculation is performed each time a shock is applied. First, in step S14, the peak value processing unit 33 extracts the peak value T P (i) of the torque pulse from the plurality of sample and hold values obtained by the torque signal processing unit 32, and stores it. Next, in step S15, the coefficient C TF (i) for the torque corresponding to the increase in the fastening force at F (i-1) is read from the fastening force data memory unit 34. However, C TF (i) = C
TF [F (i-1)]. Next, in step S16, the increase amount δF (i) of the fastening force due to the impact is calculated. However,
δF (i) = C TF [F (i−1)] × T P (i). Next, in step S17, the fastening force F (i) after impact is calculated. However, F (i) = F (i−1) + δF (i). Next, in step S18, the difference between the target fastening force cFc and the current fastening force F (i) obtained in step S17 is calculated,
Let the insufficient fastening force be F N (i). However, F N (i)
= CFc-F (i). Next, in step S19, it is determined whether or not the insufficient fastening force F N (i) is likely to reach the target fastening force cFc in the next blow. Basically, this determination is made on the assumption that the next blow increases the fastening force by the same δF (i) as the previous one. Therefore, the determination formula in step S19 may be determined as F N (i) ≦ δF (i). However, in reality, since the increase is about 0.7 to 0.9 times δF (i), the judgment formula is F N (i)
≦ 0.8 × δF (i) may be used. If NO in step S19, that is, if it is determined that the target fastening force will not be reached by the next blow, the process returns to step S14.
On the other hand, if YES, that is, if it is determined that the target fastening force will be reached in the next blow, control is performed in step S20 and subsequent steps to determine when to shut off the compressed air that drives the impact wrench.

【0017】図8は、圧縮空気の遮断タイミングと締結
力増加量との関係を示す特性図である。図8において、
横軸は、衝撃が与えられた時点から圧縮空気が遮断され
た時点までの時間をミリ秒(ms)で示し、縦軸は締結
力の増加量をニュートン(N)で示している。図8から
判るように、圧縮空気の遮断タイミングを制御すること
により、締結力の増加分を制御することが出来る。上記
の制御は、具体的には、図9に示すようなカット・オフ
・タイミングTdの特性を用いる。すなわち、ステップ
S14からステップS20までの演算を終えるまでの遅
れ時間(例えば5msに設定)と、シャット・オフ・バ
ルブ12に信号を送ってから実際に圧縮空気が遮断され
るまでの遅れ時間(10ms程度)との合計の遅れ時間
0を縦軸との交点とし、傾きがTcの直線に基づいて、
そのときの不足締結力FN(i)から、衝撃が与えられた
後、圧縮空気を遮断するまでの時間Tdを求める。すな
わち、ステップS20において、Td=Tc×FN(i)+
0の演算を行なう。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the timing of shutting off compressed air and the amount of increase in fastening force. In FIG.
The abscissa represents the time from the time when the impact is applied to the time when the compressed air is cut off in milliseconds (ms), and the ordinate represents the increase amount of the fastening force in Newton (N). As can be seen from FIG. 8, the increase of the fastening force can be controlled by controlling the timing of shutting off the compressed air. The above control specifically uses the characteristics of the cut-off timing T d as shown in FIG. That is, the delay time from the completion of the calculations from step S14 to step S20 (set to, for example, 5 ms) and the delay time from when the signal is sent to the shut-off valve 12 until the compressed air is actually shut off (10 ms). Degree) and the total delay time T 0 is the intersection with the vertical axis, and the slope is T c
From the insufficient fastening force F N (i) at that time, the time T d until the compressed air is shut off after the impact is applied is obtained. That is, in step S20, T d = T c × F N (i) +
Calculate T 0 .

【0018】次に、ステップS21では、実際の経過時
間tが上記時間Tdに達したか否かを判断し、前回の衝
撃直後にリセットした時間tがt>Tdに達したら、ス
テップS22で、バルブ制御部36から圧縮エア供給を
遮断すべき開閉制御信号を送出し、シャット・オフ・バ
ルブ12を閉じる。これによって当該ねじ締めが完了す
る。次に、ステップS23では、終了するか否かを判断
し、YESであればそのまま終了し、NOであればS1
2へ戻って次のねじ締めを行なう。上記のように、本実
施例においては、目標締結力と現状の締結力との差を、
衝撃を加える毎に逐次求め、次の衝撃によって目標衝撃
力に達することを予測し、その際の不足している締結力
に応じて圧縮空気を遮断するタイミングを決定するよう
に構成しているので、目標とする締結力まで精密にねじ
締めを行なうことが出来る。
Next, in step S21, it is judged whether or not the actual elapsed time t has reached the time Td , and when the time t reset immediately after the previous impact reaches t> Td , step S22. Then, an opening / closing control signal for shutting off the compressed air supply is sent from the valve control unit 36 to close the shut-off valve 12. This completes the screw tightening. Next, in step S23, it is determined whether or not to end the process. If YES, the process ends, and if NO, S1.
Return to 2 and tighten the next screw. As described above, in the present embodiment, the difference between the target fastening force and the current fastening force is
It is configured so that it is determined each time a shock is applied, that the next shock will reach the target shock force, and the timing for shutting off the compressed air is determined according to the lacking fastening force at that time. , The screw can be tightened precisely up to the target tightening force.

【0019】次に、図10〜図13は、本発明の第2の
実施例図であり、図10はインパクト・レンチ本体の断
面図、図11はトルク制御装置42のブロック図、図1
2は気圧回路のブロック図、図13は演算処理を示すフ
ローチャートである。図10に示すインパクト・レンチ
本体40は、基本的には前記図1に示したインパクト・
レンチ本体10と同じであり、圧力逃がし弁41が設け
られている点のみが異なっている。この圧力逃がし弁4
1は、それが開くことによって、印加されている空気圧
を所定量だけ減少させる作用を有するものである。ま
た、図11に示すトルク制御装置42において、トルク
信号処理部32、ピーク値処理部33、締結力演算部3
5および締結力データ・メモリ部34の部分は、前記図
4に示したトルク制御装置30と同様であるが、バルブ
制御部43の部分が異なっている。このバルブ制御部4
3は、目標値接近検知部431と目標値超過検知部43
2とから構成されている。
Next, FIGS. 10 to 13 are views showing a second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a sectional view of the impact wrench body, FIG. 11 is a block diagram of the torque control device 42, and FIG.
2 is a block diagram of the atmospheric pressure circuit, and FIG. 13 is a flow chart showing the arithmetic processing. The impact wrench body 40 shown in FIG. 10 is basically the impact wrench body 40 shown in FIG.
It is the same as the wrench body 10 and is different only in that a pressure relief valve 41 is provided. This pressure relief valve 4
1 has the effect of reducing the applied air pressure by a predetermined amount when it opens. Further, in the torque control device 42 shown in FIG. 11, the torque signal processing unit 32, the peak value processing unit 33, the fastening force calculation unit 3
5 and the portion of the fastening force data / memory unit 34 are the same as those of the torque control device 30 shown in FIG. 4, but the valve control unit 43 is different. This valve control unit 4
3 is a target value approach detection unit 431 and a target value excess detection unit 43.
2 and.

【0020】以下、図13に示すフローチャートに基づ
いて本実施例の作用を説明する。図13において、ステ
ップS31〜ステップS37までは、前記図4のフロー
チャートにおけるステップS11〜ステップS17と同
じである。次に、ステップS38では、目標締結力cF
cとステップS37で求めた現状の締結力F(i)とを
比較し、締結力F(i)が目標締結力cFcに近いか否
かを判断する。具体的には、締結力F(i)が目標締結
力cFcの80%以上であれば近いと判断する。ただ
し、ねじ締め装置の能力が目標締結力に比べてかなり大
きい場合には、より低い割合、例えば目標締結力の60
%程度でも近いと判断するように構成してもよい。ステ
ップS38でNOの場合には、ステップS34へ戻って
上記の処理を繰り返す。また、YESの場合にはステッ
プS39へ行く。ステップS39では、目標値接近検知
部421から圧力逃がし弁開き信号を図10の圧力逃が
し弁41へ送り、それを開く。この圧力逃がし弁41が
開くと、それまで、例えば0.7MPaの空気圧がイン
パクト・レンチのエア・モータ部分に印加されていたも
のが、0.4MPaまで低下する。この空気圧は、一回
の衝撃を与えた後のエア・モータの加速の速さを決定す
るので、次回以後の衝撃エネルギーは低下し、衝撃一回
当りの締結力の増加分は減少する。図14は、本実施例
における衝撃の回数と衝撃を加えた瞬間のトルクのピー
ク値との関係を示す特性図、図15は衝撃の回数と締結
力との関係を示す特性図である。図14、図15に示す
ように、実際の締結力が目標締結力に近づいて圧力逃が
し弁41が開かれると、一回の衝撃におけるトルクのピ
ーク値が減少し、締結力の増加量も少なくなることが判
る。次に、ステップS40では、締結力F(i)が目標
締結力cFcに達したか否かを判断し、達した場合には
ステップS41でカット・オフ命令を出す。具体的に
は、目標値超過検知部422からシャット・オフ・バル
ブ閉じ信号をシャット・オフ・バルブ12へ送る。これ
で当該ねじ締め作業を終了するが、更にねじ締め作業を
継続する場合には、圧力逃がし弁41を閉じ、シャット
・オフ・バルブ12を開いて次のねじ締め作業に入る。
The operation of this embodiment will be described below with reference to the flow chart shown in FIG. In FIG. 13, steps S31 to S37 are the same as steps S11 to S17 in the flowchart of FIG. Next, in step S38, the target fastening force cF
c is compared with the current fastening force F (i) obtained in step S37 to determine whether the fastening force F (i) is close to the target fastening force cFc. Specifically, if the fastening force F (i) is 80% or more of the target fastening force cFc, it is determined to be close. However, when the capacity of the screw tightening device is considerably larger than the target fastening force, a lower ratio, for example, 60% of the target fastening force is used.
You may comprise so that it may judge even if it is about%. If NO in step S38, the process returns to step S34 to repeat the above process. If YES, the process goes to step S39. In step S39, a pressure relief valve opening signal is sent from the target value approach detection unit 421 to the pressure relief valve 41 in FIG. 10 to open it. When the pressure relief valve 41 opens, the air pressure of, for example, 0.7 MPa, which had been applied to the air motor portion of the impact wrench until then, drops to 0.4 MPa. Since this air pressure determines the speed of acceleration of the air motor after giving one impact, the impact energy after the next time will decrease and the amount of increase in the fastening force per impact will decrease. FIG. 14 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of impacts and the peak value of torque at the moment when the impact is applied, and FIG. 15 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of impacts and the fastening force. As shown in FIG. 14 and FIG. 15, when the actual fastening force approaches the target fastening force and the pressure relief valve 41 is opened, the peak value of torque in one impact is reduced and the amount of increase in fastening force is small. I see. Next, in step S40, it is determined whether or not the fastening force F (i) has reached the target fastening force cFc. If it has, the cut-off command is issued in step S41. Specifically, the shutoff valve closing signal is sent from the target value excess detection unit 422 to the shutoff valve 12. This completes the screw tightening work, but if the screw tightening work is to be continued, the pressure relief valve 41 is closed and the shut-off valve 12 is opened to start the next screw tightening work.

【0021】次に、図16および図17は、本発明の第
3の実施例図であり、図16は気圧回路のブロック図、
図17は演算処理を示すフローチャートである。前記図
12の気圧回路と図16とを比較すると判るように、こ
の実施例は、前記第2の実施例における圧力逃がし弁4
1を圧力調整弁45に交換したものである。この圧力調
整弁45は、例えば電磁式比例リリーフ弁である。ま
た、図17のフローチャートは、主としてステップS5
9の部分が異なるのみで、その他の部分は前記図13の
フローチャートと同様である。すなわち、現状の締結力
が目標締結力に近い場合には、ステップS59では、圧
力調整弁45の設定圧力を調節する。この設定圧力P
ACT(インパクト・レンチのモータ部に与えれらる空気
圧力)は、目標締結力に近くなるほど小さな値に設定す
る。例えば、空気源の空気圧力をPORGで表せば、設定
圧力PACTは下式で示される。 PACT=PORG〔2−1.5×F(i)/cFc〕 上記のように、インパクト・レンチのモータ部に与える
空気圧力を低下させると、一回の衝撃を与えた後のエア
・モータの加速が遅くなり、次回以後の衝撃エネルギー
が低下し、一回の衝撃当りの締結力の増加分が減少す
る。なお、図17のフローチャートにおいて、ねじ締め
作業が終了したのち、更に次のねじ締め作業を継続する
場合には、圧力調整弁45を初期状態に戻し、シャット
・オフ・バルブ12を開いてからステップ52へ戻る。
本実施例においては、締結力が上昇するに従って徐々に
衝撃エネルギー量を低下させるので、締め付け作業時間
を殆ど長くすることなしに、精度のよいねじ締め作業を
行なうことが出来る。
16 and 17 are diagrams showing a third embodiment of the present invention. FIG. 16 is a block diagram of a pneumatic circuit,
FIG. 17 is a flowchart showing the arithmetic processing. As can be seen by comparing FIG. 16 with the air pressure circuit of FIG. 12, this embodiment shows that the pressure relief valve 4 of the second embodiment is the same.
1 is replaced with the pressure adjusting valve 45. The pressure adjusting valve 45 is, for example, an electromagnetic proportional relief valve. In addition, the flowchart of FIG. 17 mainly includes step S5.
Only the part 9 is different, and other parts are the same as those in the flowchart of FIG. That is, when the current fastening force is close to the target fastening force, the set pressure of the pressure adjusting valve 45 is adjusted in step S59. This set pressure P
Set ACT (air pressure applied to the motor part of the impact wrench) to a smaller value as it approaches the target tightening force. For example, if the air pressure of the air source is represented by P ORG , the set pressure P ACT is given by the following equation. P ACT = P ORG [2-1.5 × F (i) / cFc] As described above, when the air pressure applied to the motor part of the impact wrench is reduced, the air pressure after one impact is applied. The acceleration of the motor becomes slower, the impact energy after the next time decreases, and the increase of the fastening force per impact decreases. In the flowchart of FIG. 17, when the screw tightening work is completed and the next screw tightening work is continued, the pressure adjusting valve 45 is returned to the initial state, and the shut-off valve 12 is opened before the step. Return to 52.
In this embodiment, since the impact energy amount is gradually reduced as the fastening force increases, the screw tightening work can be performed with high accuracy without increasing the tightening work time.

【0022】上記のように第1〜第3の実施例において
は、ボルトと被締結体およびインパクト・レンチの組合
せに対応した締結力の増加分のトルクに対する係数と既
知の締結力とに基づいて、トルク・パルスのピーク値を
用いて締結力の増加量を求め、これを繰り返し逐次加算
することによってインパクト・レンチ本体によって与え
られる締結力を演算するように構成しているので、締結
力を精度よく求めることができる。そして、この演算結
果に基づいてインパクト・レンチ本体の駆動を制御する
ことにより、実際の締結力を目標値に極めて近くするこ
とが出来、精度の高いねじ締めを行なうことが出来る。
そして上記の締結力の増加分のトルクに対する係数は、
当該インパクト・レンチ本体とボルトおよび被締結体と
の組み合わせに対応して予め求めておくものであるか
ら、各組み合わせについてこれを記憶させておけば、作
業対象に合わせて締結力データ・メモリ部24から引き
出すデータを切り替えるだけで常に精度の高い締結力が
得られる。
As described above, in the first to third embodiments, based on the known tightening force and the torque coefficient for the increase of the tightening force corresponding to the combination of the bolt, the fastened body and the impact wrench. , The torque force peak value is used to calculate the increase amount of the fastening force, and the fastening force given by the impact wrench body is calculated by repeatedly adding the increments. You can ask well. Then, by controlling the drive of the impact wrench body based on this calculation result, the actual fastening force can be made extremely close to the target value, and highly accurate screw tightening can be performed.
And the coefficient for the torque of the increase of the fastening force is
Since the impact wrench body is obtained in advance in correspondence with the combination of the main body of the impact wrench, the bolt, and the object to be fastened, if this is memorized for each combination, the fastening force data / memory unit 24 is matched to the work target. By simply switching the data to be pulled from, a highly accurate fastening force can always be obtained.

【0023】また、これまでの実施例では、インパクト
・レンチを例として説明してきたが、これに限るもので
はなく、インパクト式のナット・ランナー等に適用して
もよい。例えば、現在、サスペンション・アッセンブリ
ーを車体に締結させる際、複数のガセット・ボルトを用
いて多軸ナット・ランナーによって同時に締付けている
が、この多軸ナット・ランナーを構成する各ナット・ラ
ンナーを図18に示すような構成としても良い。図18
は、ナット・ランナー本体の構成を示す図であり、トル
ク制御装置については、前記図4または図11と同様の
構成である。図11において、71はモータであり、7
2はモータ71の回転に伴ってトルク・パルスを発生さ
せるトルク・パルス発生器である。また、73は回転軸
であり、74は締付ソケットである。75はトルク検出
部であり、図1に示したトルク検出部11と同様な構成
となっている。以上のようなナット・ランナーを使用す
ることにより、前記の実施例と同様に、各ガセット・ボ
ルトの締結力を正確に所定の締結力とすることができ、
バラツキの少ない正確なねじ締めを行なうことが出来
る。
Further, in the above-mentioned embodiments, the impact wrench has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and may be applied to an impact type nut runner or the like. For example, at present, when fastening the suspension assembly to the vehicle body, a plurality of gusset bolts are used to simultaneously tighten the multi-axis nut runners. The configuration may be as shown in. FIG.
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a nut / runner main body, and a torque control device has a configuration similar to that of FIG. 4 or FIG. 11. In FIG. 11, 71 is a motor, and 7
Reference numeral 2 is a torque pulse generator that generates a torque pulse as the motor 71 rotates. Further, 73 is a rotating shaft, and 74 is a tightening socket. Reference numeral 75 denotes a torque detection unit, which has the same configuration as the torque detection unit 11 shown in FIG. By using the nut runner as described above, the fastening force of each gusset bolt can be accurately set to a predetermined fastening force, as in the above embodiment.
Accurate screw tightening with little variation can be performed.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
に記載の発明においては、トルク・パルスのピーク値を
用いて、インパクト毎に締結力の増加量を演算し、現状
の締結力と目標締結力との偏差を求め、次のインパクト
によって目標締結力に達すると判断された場合には、上
記偏差に応じて駆動手段への動力源を遮断する時期を制
御するように構成したことにより、最後のインパクトに
おける締結力の増加量は、ちょうど不足している分に一
致するように調節されるので、ねじの締め付け力を精度
よく管理することが出来る。また、請求項3に記載の発
明においては、実際の締結力が目標締結力に近づいた場
合には、調節手段を駆動して動力源のレベルを低下させ
るさせるように構成したことにより、実際の締結力が目
標締結力に近づくと、一回のインパクトによる締結力の
増加量が小さくなり、小きざみに目標締結力に近づくの
で、従来の大幅なステップ状の増加に比べて、締結力を
精密に制御することが出来る。また、従来のねじ締め能
力の大きなねじ締め装置においては、その能力に比較し
て小さなねじを締める場合には締結力の管理が極めて困
難であったが、本発明の装置においては、実際の締結力
が目標締結力に近づくと締結力の増加が小さく制御され
るので、上記のごとき比較的小さなねじの場合でも精度
のよいねじ締め作業を行なうことが出来る、等の多くの
優れた効果が得られる。
As described above, according to the first aspect of the present invention.
In the invention described in, the peak value of the torque pulse is used to calculate the increase amount of the fastening force for each impact, the deviation between the current fastening force and the target fastening force is calculated, and the target fastening force is determined by the next impact. When it is determined that the power supply to the drive means is shut off in accordance with the above deviation, the amount of increase in the fastening force at the final impact is just insufficient. The tightening force of the screw can be controlled accurately because it is adjusted to match the amount that the screw is attached. Further, in the invention described in claim 3, when the actual fastening force approaches the target fastening force, the adjusting means is driven to lower the level of the power source. When the tightening force approaches the target tightening force, the amount of increase in the tightening force due to one impact decreases, and the tightening force approaches the target tightening force in small steps. Can be controlled. Further, in the conventional screw tightening device having a large screw tightening ability, it is extremely difficult to control the tightening force when tightening a small screw as compared with the capability. However, in the device of the present invention, the actual tightening force is tightened. When the force approaches the target tightening force, the increase of the tightening force is controlled to be small.Therefore, many excellent effects such as accurate screw tightening work can be performed even with a relatively small screw as described above. To be

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例におけるインパクト・レ
ンチ本体10の断面図。
FIG. 1 is a sectional view of an impact wrench body 10 according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】第1の実施例における気圧回路のブロック図。FIG. 3 is a block diagram of a pneumatic circuit in the first embodiment.

【図4】第1の実施例における制御装置30のブロック
図。
FIG. 4 is a block diagram of a control device 30 according to the first embodiment.

【図5】第1の実施例における演算処理を示すフローチ
ャート。
FIG. 5 is a flowchart showing a calculation process in the first embodiment.

【図6】締結力と締結力の増加分のトルクに対する係数
との関係を示す特性図。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between a fastening force and a coefficient with respect to a torque of an increase in the fastening force.

【図7】トルク信号波形と励磁電流との関係を示す特性
図。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between a torque signal waveform and an exciting current.

【図8】圧縮空気の遮断時期と締結力増加量との関係を
示す特性図。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a relationship between a cutoff time of compressed air and an amount of increase in fastening force.

【図9】目標締結力と現状の締結力との偏差と圧縮空気
を遮断するまでの時間Tdとの関係を示す特性図。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the deviation between the target fastening force and the current fastening force and the time Td until the compressed air is shut off.

【図10】第2の実施例におけるインパクト・レンチ本
体40の断面図。
FIG. 10 is a sectional view of an impact wrench body 40 according to a second embodiment.

【図11】第2の実施例におけるトルク制御装置42の
ブロック図。
FIG. 11 is a block diagram of a torque control device 42 according to a second embodiment.

【図12】第2の実施例における気圧回路のブロック
図。
FIG. 12 is a block diagram of a pneumatic circuit according to a second embodiment.

【図13】第2の実施例における演算処理を示すフロー
チャート。
FIG. 13 is a flowchart showing arithmetic processing according to the second embodiment.

【図14】トルクのピーク値の特性図。FIG. 14 is a characteristic diagram of a peak value of torque.

【図15】インパクトの回数と締結力との関係を示す特
性図。
FIG. 15 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of impacts and the fastening force.

【図16】第3の実施例における気圧回路のブロック
図。
FIG. 16 is a block diagram of a pneumatic circuit according to a third embodiment.

【図17】第3の実施例における演算処理を示すフロー
チャート。
FIG. 17 is a flowchart showing arithmetic processing according to the third embodiment.

【図18】本発明をインパクト式のナット・ランナーに
適用した場合の一実施例図。
FIG. 18 is a diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to an impact type nut runner.

【図19】本出願人の先行出願におけるインパクト・レ
ンチ本体の断面図。
FIG. 19 is a cross-sectional view of an impact wrench body in the applicant's prior application.

【図20】上記先行出願における演算処理を示すフロー
チャート。
FIG. 20 is a flowchart showing a calculation process in the above prior application.

【図21】トルクのピーク値の特性図。FIG. 21 is a characteristic diagram of a peak value of torque.

【図22】インパクトの回数と締結力との関係を示す特
性図。
FIG. 22 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of impacts and the fastening force.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…インパクト・レンチ本体 33…ピーク値
処理部 11…トルク検出部 34…締結力デ
ータ・メモリ部 12…シャット・オフ・バルブ 35…締結力演
算部 13…エア・モータ部 36…バルブ制
御部 14…油圧パルス発生部 361…不足締結
力演算部 15…主軸 362…バルブ閉
タイミング演算部 16…給気部 40…インパク
ト・レンチ本体 17…エア通路 41…圧力逃が
し弁 18…メイン・バルブ 42…トルク制
御装置 19…切替バルブ 43…バルブ制
御部 20…バルブ操作レバー 431…目標値接
近検知部 21…回転切替レバー 432…目標値超
過検知部 22…回転駆動軸 45…圧力調整
弁 23…ベーン 53…電磁石 24…ライナ・ケース 55…吸気源 25…ドライビング・ブレード 71…モータ 26a、26b…コイル 72…トルク・
パルス発生器 27a、27b…溝列 73…回転軸 28…リリーフ・バルブ 74…締付ソケ
ット 30…トルク制御装置 75…トルク検
出部 32…トルク信号処理部 52…電磁ソレノイド式パイロット・バルブ
10 ... Impact wrench body 33 ... Peak value processing unit 11 ... Torque detection unit 34 ... Fastening force data / memory unit 12 ... Shut off valve 35 ... Fastening force calculation unit 13 ... Air motor unit 36 ... Valve control unit 14 … Hydraulic pressure pulse generator 361… Insufficient tightening force calculator 15… Spindle 362… Valve closing timing calculator 16… Air supply unit 40… Impact wrench body 17… Air passage 41… Pressure relief valve 18… Main valve 42… Torque Control device 19 ... Switching valve 43 ... Valve control unit 20 ... Valve operating lever 431 ... Target value approach detection unit 21 ... Rotation switching lever 432 ... Target value excess detection unit 22 ... Rotation drive shaft 45 ... Pressure adjusting valve 23 ... Vane 53 ... Electromagnet 24 ... Liner case 55 ... Intake source 25 ... Driving blade 71 ... Motor 26a, 26b Coil 72 ... torque
Pulse generators 27a, 27b ... Groove array 73 ... Rotating shaft 28 ... Relief valve 74 ... Tightening socket 30 ... Torque control device 75 ... Torque detection unit 32 ... Torque signal processing unit 52 ... Electromagnetic solenoid pilot valve

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】駆動出力にパルス成分を有する駆動手段
と、一端にねじとの継手部を有し、上記駆動手段によっ
て駆動されることによってねじを締め付ける主軸と、上
記駆動手段へ与えられる動力源を遮断する遮断手段と、
上記主軸のトルク変化を検出するトルク検出手段と、を
有するインパクト式ねじ締め機本体と、 上記トルク検出手段の検出結果から求めたトルク・パル
スのピーク値を用いて、インパクト毎に締結力の増加量
を演算し、現状の締結力と目標締結力との偏差を求め、
次のインパクトによって目標締結力に達すると判断され
た場合には、上記偏差に応じて上記駆動手段への動力源
を遮断する時期を演算し、その結果に応じて上記遮断手
段を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とするインパクト式ねじ締め装置。
1. A drive means having a pulse component in a drive output, a main shaft for fastening a screw by being driven by the drive means, having a joint portion with a screw at one end, and a power source applied to the drive means. Shutting off means for shutting off
An impact type screw tightener main body having a torque detection means for detecting a torque change of the main shaft, and a peak value of the torque pulse obtained from the detection result of the torque detection means are used to increase the fastening force for each impact. Calculate the amount, find the deviation between the current fastening force and the target fastening force,
When it is determined that the target fastening force will be reached due to the next impact, the control means for calculating the timing for shutting off the power source to the drive means according to the deviation and controlling the shutoff means according to the result. And an impact type screw tightening device.
【請求項2】上記動力源は圧縮空気であり、上記遮断手
段は圧縮空気の遮断弁であることを特徴とする請求項1
に記載のインパクト式ねじ締め装置。
2. The power source is compressed air, and the shut-off means is a shut-off valve for compressed air.
Impact type screw tightening device described in.
【請求項3】駆動出力にパルス成分を有する駆動手段
と、一端にねじとの継手部を有し、上記駆動手段によっ
て駆動されることによってねじを締め付ける主軸と、上
記駆動手段へ与えられる動力源のレベルを低下させる調
節手段と、上記主軸のトルク変化を検出するトルク検出
手段と、を有するインパクト式ねじ締め機本体と、 上記トルク検出手段の検出結果から求めたトルク・パル
スのピーク値を用いて、インパクト毎に締結力の増加量
を演算し、現状の締結力と目標締結力との偏差を求め、
上記偏差が所定値以下になった場合には、上記調節手段
を駆動して上記動力源のレベルを低下させる制御手段
と、 を備えたことを特徴とするインパクト式ねじ締め装置。
3. A drive means having a pulse component in a drive output, a main shaft for fastening a screw by being driven by the drive means, having a joint portion with a screw at one end, and a power source applied to the drive means. Of the impact type screw tightening machine having an adjusting means for lowering the level of the torque and a torque detecting means for detecting the torque change of the main shaft, and the peak value of the torque pulse obtained from the detection result of the torque detecting means is used. Then, the increase amount of the fastening force is calculated for each impact, and the deviation between the current fastening force and the target fastening force is calculated.
An impact type screw tightening device comprising: a control unit that drives the adjusting unit to reduce the level of the power source when the deviation becomes equal to or less than a predetermined value.
【請求項4】上記動力源は圧縮空気であり、上記調節手
段は圧縮空気逃がし弁であることを特徴とする請求項3
に記載のインパクト式ねじ締め装置。
4. The power source is compressed air, and the adjusting means is a compressed air relief valve.
Impact type screw tightening device described in.
【請求項5】上記動力源は圧縮空気であり、上記調節手
段は圧力調整弁であることを特徴とする請求項3に記載
のインパクト式ねじ締め装置。
5. The impact type screw tightening device according to claim 3, wherein the power source is compressed air and the adjusting means is a pressure adjusting valve.
JP23860992A 1992-08-28 1992-09-07 Impact type screw fastening device Pending JPH0691551A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23860992A JPH0691551A (en) 1992-09-07 1992-09-07 Impact type screw fastening device
US08/112,362 US5366026A (en) 1992-08-28 1993-08-27 Impact type clamping apparatus
GB9317809A GB2271197B (en) 1992-08-28 1993-08-27 Impact type clamping apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23860992A JPH0691551A (en) 1992-09-07 1992-09-07 Impact type screw fastening device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0691551A true JPH0691551A (en) 1994-04-05

Family

ID=17032723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23860992A Pending JPH0691551A (en) 1992-08-28 1992-09-07 Impact type screw fastening device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0691551A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003517599A (en) * 1999-12-16 2003-05-27 マグナ−ラスティック ディヴァイシーズ、 インコーポレイテッド Impact tool control method, control device, and impact tool provided with the control device
US6945337B2 (en) 2003-10-14 2005-09-20 Matsushita Electric Works, Ltd. Power impact tool
US6978846B2 (en) 2003-08-26 2005-12-27 Matsushita Electric Works, Ltd. Power tool used for fastening screw or bolt
US7155986B2 (en) 2003-10-14 2007-01-02 Matsushita Electric Works, Ltd. Power fastening tool
WO2010069273A1 (en) * 2008-12-19 2010-06-24 苏州宝时得电动工具有限公司 A power tool
JP2011520632A (en) * 2008-05-14 2011-07-21 アトラス・コプコ・ツールス・アクチボラグ Pneumatic impact wrench with motion control means

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003517599A (en) * 1999-12-16 2003-05-27 マグナ−ラスティック ディヴァイシーズ、 インコーポレイテッド Impact tool control method, control device, and impact tool provided with the control device
JP4805510B2 (en) * 1999-12-16 2011-11-02 マグナ−ラスティック ディヴァイシーズ、 インコーポレイテッド Impact tool control method, control device, and impact tool including the control device
US6978846B2 (en) 2003-08-26 2005-12-27 Matsushita Electric Works, Ltd. Power tool used for fastening screw or bolt
US6945337B2 (en) 2003-10-14 2005-09-20 Matsushita Electric Works, Ltd. Power impact tool
US7155986B2 (en) 2003-10-14 2007-01-02 Matsushita Electric Works, Ltd. Power fastening tool
JP2011520632A (en) * 2008-05-14 2011-07-21 アトラス・コプコ・ツールス・アクチボラグ Pneumatic impact wrench with motion control means
WO2010069273A1 (en) * 2008-12-19 2010-06-24 苏州宝时得电动工具有限公司 A power tool

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5315501A (en) Power tool compensator for torque overshoot
US5004166A (en) Apparatus for employing destructive resonance
CA1106040A (en) Torquing tool control circuit
JPH04109867U (en) Torque control type impact wrench
JPH0691552A (en) Impact type screw fastening device
CN103056818B (en) For torque control method and the electric wrench thereof of numerical control electric constant torque wrench
JPH0691551A (en) Impact type screw fastening device
SE501155C2 (en) Impulse wrench
JPH08294875A (en) Impact type screw tightening device
CN106468137A (en) A kind of control system improving rotary digging drill power head operating rate and method
JPH10503432A (en) Screwdriver and method for tightening screw connection by screwdriver
JPH07308865A (en) Impact type thread fastening device
KR940000897Y1 (en) Control apparatus for rotational speed of engine
JP2677181B2 (en) Impact type screw tightening device
WO1996022833A1 (en) Mobile crusher and crusher control method
JP2629532B2 (en) Impact type screw tightening device
GB2198983A (en) Method of and apparatus for tightening screw-threaded fasteners
JPH06155322A (en) Impact type screw tightening device
JP2677182B2 (en) Impact type screw tightening device
JPH06297349A (en) Torque detection value correcting method for impact wrench
JPH07237145A (en) Impact type screw fastening device
JPH07308866A (en) Fastening axial tension measuring device and impact type thread fastening device using the measuring device
JP2982597B2 (en) Impact type screw tightening device
JPH09177135A (en) Swing control circuit for construction machinery
JP2002096271A (en) Drive control method of hydraulic torque wrench driven by electric motor