JPS5822669A - Screw stop clamping device - Google Patents

Screw stop clamping device

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Publication number
JPS5822669A
JPS5822669A JP11585981A JP11585981A JPS5822669A JP S5822669 A JPS5822669 A JP S5822669A JP 11585981 A JP11585981 A JP 11585981A JP 11585981 A JP11585981 A JP 11585981A JP S5822669 A JPS5822669 A JP S5822669A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
torque
tightening
parameter
determining
values
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
JP11585981A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
シアバツシユ・エシユギイ
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.)
Boeing North American Inc
Original Assignee
Rockwell International Corp
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 Rockwell International Corp filed Critical Rockwell International Corp
Priority to JP11585981A priority Critical patent/JPS5822669A/en
Publication of JPS5822669A publication Critical patent/JPS5822669A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電動工具特にねじ止め(threadedfa
stsner )の締付けを行う可搬型電動工具に関す
るものである。対数率方法として知られる新しいねじ締
め方法あるいは技術が近年紹介された。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a power tool, particularly a screw fastener.
The present invention relates to a portable power tool for tightening (stsner). A new screw tightening method or technique known as the log ratio method has recently been introduced.

この技術は1978年6月2日付米国特許出願@912
,151号に詳しく開示されている。基本的には、この
技術は、締付けられつつある接合に特有なシャットオフ
パラメータを決定するためにび角度信号全分析すること
を含んでいる。
This technology was published in US Patent Application No. 912 dated June 2, 1978.
, No. 151. Basically, this technique involves analyzing the entire angle signal to determine the shutoff parameters specific to the joint being tightened.

対数率方法を実施する工具群の設計において、所望する
場合には、それを可搬製工具に組み込むこと、すなわち
、操作者が必要な電源と共にデータプロセッサすなわち
計算回路を運搬ケースあるいは工具自体に収納して持ち
運ぶことができるよう、簡易化された技術が望まれてき
た。
In the design of tool families implementing the logarithmic rate method, it is possible, if desired, to incorporate it into a portable tool, i.e. the operator can store the data processor or calculation circuitry, along with the necessary power supply, in the transport case or in the tool itself. There has been a desire for a simplified technology that can be carried around.

対数率方法を使用した町mW工具を設計する際の一つの
問題は、ねじ締め中に操作者が作業点に対する工具の方
向を変えることができるかということである。締付は中
に操作者が工具を例えば100回転させる場合、角度で
示すシャットオフパラメータは10°外れている必要が
ある。接合が締め足りないかあるいは締め過ぎであるか
は工具の回転に対していずれの方向に工具を廻したかと
いうことに大いに依存する。締付はサイクルの終りにお
ける10°の誤差はねじ止めに多量の張力を発生させる
ため、角で測定したシャットオフパラメータは可搬製工
具には不適当である。
One issue when designing a tool using the logarithmic ratio method is whether the operator can change the orientation of the tool relative to the work point during screw tightening. If the operator rotates the tool, for example, 100 times during tightening, the shutoff parameter in degrees must be off by 10 degrees. Whether the joint is under-tightened or over-tightened depends largely on the direction in which the tool is rotated relative to the rotation of the tool. Shut-off parameters measured at corners are inappropriate for portable tools because a 10° error at the end of the tightening cycle creates a large amount of tension in the screw fastening.

非常に外面的な検討によれば、上記米国特許出願第91
2,151号に開示された技術は非常に精巧な技術であ
り、大きな計算能力と大規模なソフトワエアを必要とす
る。簡単化された方法に対する一つの条件は最低限の結
果、すなわち標準偏差当シの張力分散を実質的に低減し
てはならないということである。本発明の驚くべき特徴
の一つは、締付は性能すなわち強力分散が上記米国特許
出願の精巧な対数率方法を全く有利になぞっていて、ト
ルク制御方法やナツト回転方法よシ4実質的に良好であ
るということである。例えば、かなり固い接合に対して
行ったテストでは、本発明の技術による1シグマすなわ
ちis準偏差内の張力分散は所望張力値のおよそ5チ程
度であった。テストした同解のねじ止めにおいて工具は
一定張力においてトルクの11[準備差内で3Q%の分
散を示した。従って、トルク制御方法は定トルクにおい
て1標準偏差当りおよそ301sの張力分散を示すとい
えるだろう。また経験的に言って、ナツト回転方法にお
ける張力分散は標準偏差当シおよそ8チ程度である。
According to a very superficial examination, the above-mentioned U.S. Patent Application No. 91
The technique disclosed in No. 2,151 is a very sophisticated technique, requiring large computational power and large-scale software. One condition for the simplified method is that the result must be minimal, ie, the tension dispersion within the standard deviation should not be substantially reduced. One of the surprising features of the present invention is that the tightening performance or force dispersion is quite advantageously similar to the sophisticated logarithm method of the above-mentioned U.S. patent application, and is substantially superior to the torque control method or the nut rotation method. This means that it is in good condition. For example, in tests performed on fairly stiff joints, the tension distribution within one sigma or is standard deviation of the present technique was approximately 5 degrees of the desired tension value. In the identical screw connections tested, the tool exhibited a variance of 11[3Q% within the readiness difference in torque at constant tension. Therefore, it can be said that the torque control method exhibits a tension dispersion of approximately 301 seconds per standard deviation at constant torque. Also, empirically speaking, the tension distribution in the nut rotation method has a standard deviation of about 8 inches.

一つの特徴によれば、本発明は締付は中にねじ締め愼対
の各々を最終所望張力値まで締付けるのに充分な締付は
パラメータ値の決定を行おうとするものであ夛、このパ
ラメータ値はねじ止め対ごとに変化する。次にねじ止め
の締付けは決定された締付はパラメータの変数値に応答
して終了する。
According to one feature, the invention seeks to determine the value of a tightening parameter that is sufficient to tighten each of the screws in the pair to a final desired tension value; The value changes for each screw pair. The tightening of the screw is then completed in response to the determined variable value of the parameter.

これは電動工具によシねじ止めへねじ締め入力特性を与
えること、およびその入力特性を感知してそれt−費わ
す信号を発生することによって達成される。発生された
その信号、およびねじ止め内の最終所望張力値とねじ止
めの張力率との比に応答して最終シャットオフパラメー
タを決定する手段が設けられており、またこの最終シャ
ットオフパラメータに応答して工具の動作を終了させる
手段も設けられている。
This is accomplished by providing a power tool with a screw tightening input characteristic to the screw fastener, and sensing that input characteristic to generate a signal that indicates it. Means are provided for determining a final shutoff parameter in response to the generated signal and the ratio of a final desired tension value in the screw fastening to a tension factor in the screw fastening, and responsive to the final shutoff parameter. Means are also provided for terminating operation of the tool.

従って、本発明の目的は、ねじ止めの締付けを行う対数
率方法を与える改善され且つ簡易化された技術を提供す
ることである。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved and simplified technique that provides a logarithmic method of tightening screw fasteners.

@1図は、ねじ止め対をメルトの弾性限界t−癌かに越
える点まで連続的にねじ締めする間に生じる実態的なト
ルク−角度曲線10およびその対応する張力−角度曲線
12t−示す。これらは、適当な装置により実験室内で
測定しグロットすることができる。トルク曲線10には
、通常、フリーランニング領域あるいは期間14があシ
、その期間は小さなトルクだけでナラトラ進めることが
でき感知できる程度のざルト張力は存在しない。これに
最初のクランプアツゾ領域または期間16が続き、そこ
で接合部が係合される。この期間16に、トルク率TR
が実質的に線型をなす期間または領域18が1&(。領
域18内のトルク率TRおよび張力率pRii完全な正
確さのためには2つの領域に分割され、そこではトルク
率および張力率が線型ではあるが幾分質わる。本発明に
よる第1の簡易化は領域18が単一の張力率FR1−示
すものと仮定することである。この簡易化によって締付
けられたメルトの張力を観察してもそこには感知できる
程の分散が加わっていないということが分かった。
Figure @1 shows the actual torque-angle curve 10 and its corresponding tension-angle curve 12t which occur during successive screwing of the screw pair to the point where the elastic limit t of the melt is barely exceeded. These can be measured and glotted in the laboratory with suitable equipment. Torque curve 10 typically includes a free-running region or period 14 during which only a small torque is required to propel the vehicle and there is no appreciable bolt tension. This is followed by a first clamping zone or period 16 in which the joint is engaged. During this period 16, the torque rate TR
The period or region 18 during which the However, the first simplification according to the invention is to assume that region 18 exhibits a single tension factor FR1-.With this simplification, observing the tension in the tightened melt, However, it was found that there was no appreciable dispersion involved.

フリー2ンニング領域14においてはトルク率は本質的
に零である。領域14内でナラ)1−前進させるのに必
要なトルク量はねじ止め対のねじ間摩擦に依存し、従っ
てねじの完全さ′?潤滑さ等の関数である。領域14内
でナラ)1−前進させるのに大きなトルクを加える必要
のあるねじ止めは卓越(prevailing ) )
ルクねじ止めと呼ばれ、この領域内でねじ止めを前進さ
せるのに必要なトルクは卓越トルクτpyとして知られ
ている。
In the free two running region 14 the torque rate is essentially zero. 1 - The amount of torque required to advance depends on the thread-to-thread friction of the screw-fastening pair and therefore on the integrity of the threads'? It is a function of lubricity etc. 1 - Prevailing screws that require the application of large torque to advance
The torque required to advance the screw in this region is known as the predominant torque τpy.

トルク率τRは実質的に初期クランズアンプ領域16中
に上昇開始する。領域18内ではトルク率TRは線型に
近づ(。5iI1Mt圧搾膜およびねじ止め部とクラン
プ部品間の異面不規則性のマイクロ塑性等の速度依存損
失が存在するために、領域18内のトルク曲線100線
型近似は張力曲線12の角軸と交差しない。オフセット
角α。6が存在しそれはこのような速度依存損失に比例
する。
The torque rate τR begins to rise substantially during the initial crans amplifier region 16. In region 18, the torque rate TR approaches linearity (. The linear approximation of curve 100 does not intersect the angular axis of tension curve 12. There is an offset angle α.6 which is proportional to such velocity dependent losses.

α。8は平均トルク勾配THの初めと平均張力勾配PR
の初めとの間の分離角である。採用する工具のトルク−
速度曲線のためα。6はトルク率依存でアシ、そのため
オフセットトルクT。6は接合特性であ#)T はオフ
セット角α。8とトルク率TRと0θ の積である。本発明の最吃簡単な応用においては、T 
は比較的小さな値であるためにそれを無視す。6 ることができる。
α. 8 is the beginning of the average torque gradient TH and the average tension gradient PR
is the separation angle between the beginning of Torque of the tool to be used
α because of the velocity curve. 6 depends on the torque rate, so the offset torque T. 6 is the joining characteristic #) T is the offset angle α. 8, the torque rate TR, and 0θ. In the simplest application of the invention, T
is a relatively small value, so we ignore it. 6 I can do it.

弾性限界点20は、それを越えれば負荷を外した時にも
歪が回復されないという点であシ、古典的な機械におい
て艮〈知られているように領域18の上端で生じる。d
eルトは領域22内のどこかで、弾性変形ではなく塑性
変形を開始する。降伏領域22の正確な開始点を定める
のは困難であシ、従って降伏点の正規の実際的定義は0
.1〜0.2 %歪が生じる点であり、これは幾分任意
的である。比例限界は実質的に降伏点20以下であり、
応力/歪比が本はや一定でない所に生じる。
The elastic limit point 20, beyond which the strain is not recovered when the load is removed, occurs at the upper end of the region 18, as is known in classical machines. d
Somewhere within region 22, the e-rut begins to deform plastically rather than elastically. It is difficult to determine the exact starting point of the yield region 22, so the normal practical definition of the yield point is 0.
.. This is the point at which 1-0.2% strain occurs, which is somewhat arbitrary. The proportional limit is substantially below the yield point of 20,
This occurs where the stress/strain ratio is no longer constant.

本発明の最も簡単な例において、製造工程におけるねじ
締め動作の前に決定する必要のある唯一の接合パラメー
タは、接合張力率PRである。これは、最終的に本発明
の技術によシ締付けられるねじ止めのかなり大きなサン
プルを選定しt実験室内で張力率FRの値を経験的に決
定することによシ簡便に達成することができる。幾分大
きな精度を与えろためにオフセットトルクT。8、卓越
トルクT およびトルクもしくは角度単位で衣わすv ことができる工具のオーバラン量等の他の要因を決定す
ることができる。
In the simplest example of the invention, the only joint parameter that needs to be determined before the screw-tightening operation in the manufacturing process is the joint tension ratio PR. This can be conveniently accomplished by selecting a fairly large sample of screw fasteners that will ultimately be tightened by the technique of the present invention and empirically determining the value of the tension factor FR in the laboratory. . Offset torque T to give somewhat greater accuracy. 8. Other factors such as the prevailing torque T and the amount of tool overrun that can be varied in torque or angle units can be determined.

上記米国特許出願第912,151号には次の等式が示
されている。
The following equation is shown in the above-mentioned US patent application Ser. No. 912,151.

aTβαはねじ止めのトルク率tiわしaF/aαは張
力率に対応する。等式を書き直すと D TD= −X T R(21 R となシ、ここにTはねじ止めを所望張力値FDまで締付
けるのに必要なトルク値、PRは接合張力率、TRはト
ルク率である。これら張力$FRおよび最終所望張力値
FDは、各ねじ止めの締付けを行うよりもずっと前に値
が得られあるいは選定されているという意味で予め決定
された吃のである。従って、締付けられるねじ止めのト
ルク率TRは締付中に決定して、ねじ止め全その最終所
望張力値F1)へ前進させるのに必要なトルク値Tnを
引出すための唯一の値である。
aTβα corresponds to the screw tightening torque rate ti, and aF/aα corresponds to the tension rate. Rewriting the equation, D TD = -X T R (21 R), where T is the torque value required to tighten the screw to the desired tension value FD, PR is the joint tension ratio, and TR is the torque ratio. These tensions $FR and the final desired tension value FD are predetermined in the sense that the values are obtained or selected long before each screw tightening is performed. The torque rate TR of the screw set is determined during tightening and is the only value for deriving the torque value Tn necessary to advance the entire screw set to its final desired tension value F1).

本発明のもう一つの簡単化は、多点ではなくトルク率の
2点測定を使用し、最小二乗法を使用してデータを平滑
にすることである。従ってと々る。ここで、第2図に示
すように、T1はトルク−角度曲線10の実質的に線型
な部分上に来るのに充分なトルク値であり、T2)まT
1からαにだけ離れた角度に生じるトルク値である。
Another simplification of the invention is to use two-point measurements of torque rate rather than multiple points, and use least squares to smooth the data. Therefore, it will stop. Here, as shown in FIG. 2, T1 is a torque value sufficient to lie on a substantially linear portion of the torque-angle curve 10, and T2) or T
It is the torque value that occurs at an angle apart from 1 by α.

等式(31の使用にはいくつかの問題が含まれる。The use of equation (31) involves several problems.

最終所望張力値F および張力率FR−に対する値を得
、あるいは選定する他に第1のトルクパラメータTlと
して、充分高くてトルク−角度曲線i。
In addition to obtaining or selecting values for the final desired tension value F and tension factor FR- as the first torque parameter Tl, the torque-angle curve i is sufficiently high.

の線型部上に来るが、ねじ止めが降伏点に達また後すな
わち所望シャットオフ点を通過した後に最終シャットオ
フ指令が与えられるようになるほどは為〈はないという
値を選定しなければ々らない。
The value must be chosen so that the final shutoff command is given after the screw has reached its yield point, i.e. after passing through the desired shutoff point. do not have.

T1の選定値は実験室内で経験的に決定することができ
、必要なねじ止めを締付けて張力率FRを決定する。T
1は幾分変化することができるが通常それは平均最終ト
ルク値TDaの20−50係の範囲内である。
The selected value of T1 can be determined empirically in the laboratory and the tension factor FR determined by tightening the necessary screws. T
1 can vary somewhat, but typically it is within 20-50 factors of the average final torque value TDa.

もう一つの解決困難な点はT1とT2とが適正な角間隔
だけ間隔がとられるのを保証することである。T1とT
2とが近すぎる場合(T2−T1 ’) /αkにより
算出されるトルク単鎖はトルク感知内のノイズの影響を
不当に受けて信頼性に欠け、誤ゆを含むことになる。T
2とT1とが離れ過ぎており且つTIが部分に大きい場
合、必要な計算が完了する前に工具が所望張力値を越え
てねじ止めを前進させてしまう可能性がある。一般的に
、Toと′r2との間の間隔は接合の弾性特性すなわち
接合張力率に依存する。接合が極めて堅固々場合、T1
およびT2は比較的近く々ければならない。接合が極め
てソフトである場合、T1¥よびT2は比較的離れてい
々ければならない。通常の場合N T2とT1の間の間
隔は5−60°の範囲内である。T1と72との間の間
隔の正確な値は張力率FHの決定中に実験室で得ること
ができる。
Another difficulty is ensuring that T1 and T2 are spaced by the proper angular spacing. T1 and T
2 is too close to (T2-T1')/αk, the torque single chain calculated by αk will be unduly influenced by noise in the torque sensing and will be unreliable and contain errors. T
If 2 and T1 are too far apart and TI is large on the part, the tool may advance the screw set beyond the desired tension value before the necessary calculations are completed. Generally, the spacing between To and 'r2 depends on the elastic properties of the bond, ie, the bond tension factor. If the bond is very tight, T1
and T2 must be relatively close together. If the bond is very soft, T1 and T2 must be relatively far apart. Typically the spacing between N T2 and T1 is in the range 5-60°. The exact value of the interval between T1 and 72 can be obtained in the laboratory during the determination of the tension factor FH.

(3)式を実行するのに必要なバーFウェアは所望によ
り簡単にも複雑にもすることができる。もちろん簡単さ
は利点を有し、本発明の特徴により得られる利点の一つ
である。(3)式を分析すれば締付は中に測定される6
個のパラメータすなわちT11T2およびαkがあるこ
とが判る。精巧な技術により必要な全ての値を記憶する
替シに、本発明の方法では産業用ねじ止めの締付を行う
充分前に6個のパラメータ中の2個を選定するという意
味で6個のパラメータ中の2個を予め定めるようにする
The software required to implement equation (3) can be made as simple or as complex as desired. Of course, simplicity has its advantages, and is one of the advantages achieved by the features of the present invention. Analyzing equation (3), the tightening is measured in 6
It can be seen that there are parameters T11T2 and αk. Instead of storing all the necessary values using sophisticated techniques, the method of the present invention uses six parameters in the sense that two of the six parameters are selected well in advance of the tightening of the industrial screw. Two of the parameters are determined in advance.

精巧々メモリ能力を使用すること々く、これら2個のパ
ラメータをTIとα、もしくはT1とT2とすることが
できる。充分なメモリを般iれば、T2オヨヒαkを予
め決定することができる。
Using sophisticated memory capabilities, these two parameters can be TI and α, or T1 and T2. With sufficient memory, the T2 value αk can be determined in advance.

T1とT2とを選定したい場合、(3)式はとなる。When it is desired to select T1 and T2, equation (3) becomes as follows.

任意の接合に対して、FD、FR,T1およびT2は定
数であるため(4)式は T’p=OXαに−”          (51とカ
シ、ここにCけFD/PR(T2−Tl)である。
For any junction, FD, FR, T1, and T2 are constants, so equation (4) becomes T'p=OXα−” (51 and C, where C is FD/PR(T2−Tl). be.

T1とαにとを選定したい場合、(31式はとガる。If you want to select T1 and α, use Equation 31.

任意の接合に対して、FD1XPR1αにおよびT1は
定数であるため(6)式は ’rDm A(T2−B’+         (7)
となり、ここにAはFry’PR(αk)に等しくBは
T1に等しい。
For any junction, since FD1XPR1α and T1 are constants, equation (6) becomes 'rDm A(T2-B'+ (7)
, where A is equal to Fry'PR(αk) and B is equal to T1.

(5)式もしくは(7)式、あるいはその両方を含む計
算用アナログ回路は比較的簡単であることが判る。
It can be seen that a calculation analog circuit including equation (5) or equation (7), or both, is relatively simple.

米国特許出願第912.151号の教えるところにより
、ボルト内の張力に影響をおよほさないねじ締工具を適
用するトルク安紫がいくつかあるため、(3)式は実際
の接合を正確には示さない。特にねじ止めの示す一卓越
トルクT p vは張力を加えない。さらにもう一つの
複雑な要因がある。制御回路が工具に停止信号を出すと
き、シャットオフ信号が発生した時点から工具が実際に
停止するまでの間に遅れが生じる。これはオーバ2ンと
して知られており角度α。1もしくはトルクT。rで測
定することができ、両者には次式で示す相互関係がある
According to the teachings of U.S. Patent Application No. 912.151, there are some torque limitations that apply screwing tools that do not affect the tension in the bolt, so equation (3) accurately determines the actual connection. is not shown. In particular, the predominant torque T p v exhibited by screwing does not apply tension. There is yet another complicating factor. When the control circuit issues a stop signal to the tool, there is a delay between the time the shutoff signal is generated and the time the tool actually stops. This is known as over 2-in and is the angle α. 1 or torque T. r can be measured, and there is a correlation between the two as shown in the following equation.

T   ==TRα。。T ==TRα. .

Or               f8)本発明の一
特徴によれば、ボルト張力に影響をおよぼさないトルク
センサを調整しオーバーランを調整する手段が設けられ
る。
Or f8) According to one feature of the invention, means are provided to adjust the torque sensor and adjust for overrun without affecting the bolt tension.

(51式に従って行われる決定を改善するために、卓越
トルクTpvオフセットトルクTasおよびトルクで測
定されるオーバランT。rを次式に従って含むことがで
きる。
(To improve the determination made according to Equation 51, the dominant torque Tpv offset torque Tas and the overrun T.r measured in torque can be included according to Equation 51.

TD=(C×αに−1)十Tas+Tpv ”or  
(91所望する場合、これらの補償トルク紬′のいずれ
かもしくは全部を省くことも勿鍮できる。
TD=(C×α−1) 10Tas+Tpv ”or
(91) It is of course possible to omit any or all of these compensating torque strings if desired.

同様に、(71式は次のように改善することができる0 TD=A (T寓−B )+”os +T+、v ’−
”1.o1τ1およびT2の決定 [2図にトルク−角度曲線10の最初の部分を示してい
る。これは実際のねじ止めの締付は中に発生するデータ
からプロットすることができる。
Similarly, (Formula 71 can be improved as
1.Determination of o1τ1 and T2 [Figure 2 shows the first part of the torque-angle curve 10, which shows that the actual tightening of the screw can be plotted from the data generated during.

TlおよびT!Iの値は予め決定されているため、実際
の測定要件は角度αにのみである。
Tl and T! Since the value of I is predetermined, the actual measurement requirement is only on the angle α.

第6図に本発明に従った締付は装置24を示す。FIG. 6 shows a tightening device 24 according to the invention.

本装置24はモータ28と出力駆動軸3oと駆動ビット
32とを含むレンチ26を有している。駆動軸30はモ
ータ28によシ駆動され駆動ビット32と係合するねじ
止めにトルクと回転とを与える。レンチ26は適切な任
意のタイプとすることも出来、最も一般的には、適切な
電気付勢モータ龜しくけソレノイド34により制御され
る加圧空気流による空気駆動型である。モータ32は任
意の適切な方法で駆動してよい。本発明を理解するのに
レンチ26の正確な精細は不快であり、1979年10
月25日付でジョーク・D、ポールによって出願され、
r千W+ターンXA/・自動Vヤットオフhf搬型ねじ
締め工に」と−する米1.fIl特吟出鵬絡88.32
7七を一■として揚げ°〔おく。
The device 24 has a wrench 26 including a motor 28, an output drive shaft 3o, and a drive bit 32. Drive shaft 30 is driven by motor 28 to provide torque and rotation to a screw stop that engages drive bit 32 . Wrench 26 may be of any suitable type, most commonly pneumatically driven by a pressurized air flow controlled by a suitable electrically energized motor and locking solenoid 34. Motor 32 may be driven in any suitable manner. The exact details of the wrench 26 are uncomfortable to understand the invention, and since October 1979
Filed by Joke D., Paul, dated May 25,
1,000W+turn fIl Tokugin Deho Connection 88.32
Fry 77 pieces and set aside.

レンチ12は可搬型とし、ねじ止めに加えられる瞬時ト
ルクを示す可変信号を発生するトルクセンサす彦わちト
ランスジューサ36を含むことが望マシい。トルクトラ
ンスジューサ36は上記ホールの米国特許出願に開示さ
れているような任意の適当なタイプであってよい。レン
チ26上に、望ましくはモータ28の軸と関連づけられ
て、角トランスジューサす彦わちエンコーダ38が載置
されておシ、ねじ止めの増分的角変位すなわち回転を示
す信号を発生する。−ヒ記米国出願第88.527号に
おいて十分に指摘されているよ5に、)ルクトランスジ
ューサ36および角トランスジューサ38は、トルクお
よび角度が典型的である適当な入力締付は特性を感知す
るように作動するような任意の適当々タイプの4のであ
ってよい。所望する場合、モータ負荷、締付は時間等、
他の入力締付は特性も採用することができる。通常、ト
ルクセンサ36からの出力信号はアナログであるが、角
エンコーダ38からの出力信号はデジタルであって一連
のパルスからなり、各パルスがエンコーダ38の感知し
た所定回転角を示す。
Preferably, the wrench 12 is portable and includes a torque sensor or transducer 36 that generates a variable signal indicative of the instantaneous torque applied to the screw fastening. Torque transducer 36 may be of any suitable type, such as those disclosed in the Hall patent application. An angular transducer or encoder 38 is mounted on the wrench 26, preferably in association with the shaft of the motor 28, to generate a signal indicative of the incremental angular displacement or rotation of the screw fastener. As amply pointed out in U.S. Application Ser. It may be of any suitable type that operates in the same manner. If desired, motor load, tightening time etc.
Other input tightening characteristics may also be employed. Typically, the output signal from torque sensor 36 is analog, whereas the output signal from angular encoder 38 is digital and consists of a series of pulses, each pulse indicative of a predetermined angle of rotation sensed by encoder 38.

第″6図に示すように、制御回路40はトルクセンサ3
6まで延びる導線42、角エンコーダ38の出力まで延
びる導線44およびソレノイド34まで延びる導線46
によって工具26に接続されておシ、回路40内で行わ
れる決定に応答して工具26を停止させる。回路40は
サイクル開始スイッチ48を含んでおり、このスイッチ
は、上記ホールの米国特許出願に詳しく説明されている
ように、操作者用把手50と関連づけられて工具26内
に配置されていることが望ましい。サイクル開始スイッ
チ48はリセット機能をも備えていて、締付はサイクル
の終りには開放され回路40のメモリ素子をクリアする
As shown in FIG. 6, the control circuit 40
6, a conductor 44 that extends to the output of the angle encoder 38, and a conductor 46 that extends to the solenoid 34.
is connected to the tool 26 to stop the tool 26 in response to decisions made within the circuit 40. Circuit 40 includes a cycle start switch 48 that may be located within tool 26 in association with operator handle 50, as detailed in the Hall patent application cited above. desirable. Cycle start switch 48 also has a reset function so that the clamp is released at the end of the cycle to clear the memory elements of circuit 40.

図示するように、回路40は、2個の副回路、すなわち
卓越トルクTpv供給回路52と主計算回路54とであ
る。卓越トルク回路52は導線58によシサイクル開始
スイッチ48に接続されたタイマ56を有している。か
なり短い所定間隔の終9に、タイマ56はトルク導[4
2に接続されたサンプル・ホールド素子62へ導[6o
v介して信号を供給する。素子62内に記憶された値は
卓越トルクTpvヲ表わし導線64へ出力される。第2
図から分るように卓越トルクTpvの値はトルク導線4
2上に長くは保持されず、従ってタイマ560間隔は比
較的短くなければならない。卓越トルク間隔の最大許容
長は、本技術に習熟した八には明白なように、フランジ
された部品に対するボルトの長さおよび工具26のアイ
ドル速度に依存する。通例卓越トルク間隔はおよそ0.
5秒程度である。
As shown, the circuit 40 has two sub-circuits: a dominant torque Tpv supply circuit 52 and a main calculation circuit 54. Predominant torque circuit 52 includes a timer 56 connected to cycle start switch 48 by conductor 58. At the end of a fairly short predetermined interval, timer 56 outputs torque lead [4].
[6o
The signal is supplied via the V.V. The value stored in element 62 is output to lead 64 representing the prevailing torque Tpv. Second
As can be seen from the figure, the value of the predominant torque Tpv is the value of the torque conductor 4.
2, so the timer 560 interval must be relatively short. The maximum allowable length of the predominant torque interval depends on the length of the bolt for the flanged part and the idle speed of the tool 26, as will be apparent to those skilled in the art. Typically the predominant torque interval is approximately 0.
It takes about 5 seconds.

卓越トルク回路52はまた最大許容値すなわち卓越トル
クT、vの限界を示す信号を運ぶ入力68を有する卓越
トルク限界比較器66も含んでいる。
The predominant torque circuit 52 also includes a predominant torque limit comparator 66 having an input 68 that carries a signal indicative of the maximum allowable value or limit of the predominant torque T,v.

比較器66の出カフGは第5図に詳しく示す論理回路7
2に接続されている。素子62内に記憶された卓越トル
ク値が最大杵容卓越トルクよりも大きい場合、比較器6
6は論理回路72へ信号を送出し、論理回路72はンレ
ノイド導線46を介して信号を送出して工具26をター
ンオフさせる。
The output G of the comparator 66 is determined by the logic circuit 7 shown in detail in FIG.
Connected to 2. If the predominant torque value stored in element 62 is greater than the maximum punch predominant torque, comparator 6
6 sends a signal to logic circuit 72, which sends a signal through lensoid conductor 46 to turn tool 26 off.

この状況において十字ねじ切ナツト等のようなねじ止め
kとっては何かまずいことがあるのは明白である。
In this situation, it is clear that there is something wrong with a screw fastener such as a cross-threaded nut.

主計算回路54は減算器74を有しそれはトルク導線4
2に接続された一つの入力とサンプル・ホールド素子6
2の出力に接続されたもう一つの入力とを有している。
The main calculation circuit 54 has a subtractor 74 which is connected to the torque conductor 4.
one input connected to 2 and sample-and-hold element 6
and another input connected to the output of 2.

従って、減算器74からは調整されたトルクTa−11
わち感知されたドルクチから卓越トルクT pvを減じ
た値を示すアナログ信号が出カフ6上へ送出される。
Therefore, the subtracter 74 outputs the adjusted torque Ta-11
That is, an analog signal indicating the value obtained by subtracting the predominant torque T pv from the sensed torque is sent onto the output cuff 6 .

減算器比カフ6は第1および第2のトルク比較器7B、
ll0K接続されている。比較器78はT1を示す信号
が印加される入力82を含んでいる。
The subtractor ratio cuff 6 includes first and second torque comparators 7B,
ll0K connected. Comparator 78 includes an input 82 to which is applied a signal indicative of T1.

従って比較器78は調整されたトルク値TaがT1を越
える時に導線84に信号を送出する。比較器78が導通
すると締付はサイクルが第2図における位置86を越え
る。比軟器80はT2を表わす信号を運ぶ入力88およ
び出力90t−含んでいる、比較器80は調整されたト
ルク値T1がT2よりも大きい時、すなわち締付はサイ
クルが第2図に示す位置92に達した時に出力する。
Comparator 78 therefore sends a signal on conductor 84 when adjusted torque value Ta exceeds T1. When comparator 78 conducts, the tightening cycle passes beyond position 86 in FIG. The comparator 80 includes an input 88 and an output 90t carrying a signal representative of T2, the comparator 80 detects when the adjusted torque value T1 is greater than T2, i.e., the tightening cycle is at the position shown in FIG. It is output when it reaches 92.

トルク比較器フ8.80へ走行トルク信号を送出する前
に々ぜ走行トルクTから卓越トルクTpvを差引くのか
という疑問が生じるかも知れ々い。
The question may arise as to whether the prevailing torque Tpv is always subtracted from the running torque T before sending the running torque signal to the torque comparator F8.80.

卓越トルクTpvは接合ごとに変化するため、走行トル
クから卓越トルクを差引くことはT1およびT2の値が
トルク−角度曲線の線型部の所望範囲にあることを確実
にするからである。例えば締付けられつつあるねじ止め
が通常の場合は比較的高い卓越トルクを示すのに今締付
けられている特定のねじ止めにおいては卓越トルクが僅
かであるかもしくは全くかい本のと仮定しよう。この場
合、多分所望シャットオフ点を越える締付はサイクルの
ずっと後まで、走行トルク信号上KT2は現われない。
Since the predominant torque Tpv varies from joint to joint, subtracting the predominant torque from the running torque ensures that the values of T1 and T2 are within the desired range of the linear portion of the torque-angle curve. For example, assume that the screw being being tightened normally exhibits a relatively high predominant torque, but that the particular screw being currently being tightened has little or no predominant torque. In this case, KT2 will not appear on the running torque signal until perhaps much later in the cycle when tightening exceeds the desired shutoff point.

同様に、ねじ止めが通常は卓越トルクを僅かしか示さな
いかもしくは全く示さないのに、今締付けられている特
定のねじ止めがかなシの量の卓越トルクを有する場合に
あっては接合がまだ初期のクランプアップ領域16内に
ある間に走行トルク信号上KTlが現われることがある
。このような場合、計算されたトルク率TRは低過ぎる
ことKなろう。
Similarly, if the particular screw being tightened has a slight amount of predominant torque, even though screw fasteners normally exhibit little or no predominant torque, the connection may still be present. While in the initial clamp-up region 16, KTl may appear on the running torque signal. In such a case, the calculated torque rate TR would be too low.

比較器78.80の出力84.90はユニーク表OR回
路94に接続されている。本技術に習熟した八には明白
なようにこのOR回路94は比較器出力84が付勢され
ると出力96上に信号を送出し、出力90が付勢される
と信号が停止する。
The output 84.90 of comparator 78.80 is connected to unique table OR circuit 94. As will be apparent to those skilled in the art, this OR circuit 94 provides a signal on output 96 when comparator output 84 is activated, and ceases to signal when output 90 is activated.

従って、ゲート出力96上に現われる信号はT1からT
2までのトルク間隔を表わす。
Therefore, the signal appearing on gate output 96 is from T1 to T
Represents torque intervals up to 2.

出力96は一方の入力として角樽線44を有するAIJ
D回路98の他方入力に接続されている。従って、ゲー
ト出力96上に信号が存在する限りゲート9Bはその出
力100上に一連の角パルスを送出する。工具26が回
転している時は常に角溝線44上に角パルスが生じるこ
とは明白だからである。デート98は導線100上に出
力信号を送出し導線96上の信号が停止する時とその出
力信号が停止するため、P−)出力100には第2図に
示すようなαkを表わす一連の角パルスが生じる0 デート出力100上に生じる信号はデジタルであって、
一連のパルスを構成するため、パルスをカウントして角
α、の大きさを決定することが望ましい。従ってこの出
力100はカウンタ102に接続され、カウンタ102
の出力104はデジタル/アナログ変換器106に接続
される。この変換器106はαkを表わすアナログ信号
をその出力108上に送出する。
Output 96 is an AIJ with square barrel wire 44 as one input.
It is connected to the other input of the D circuit 98. Therefore, as long as there is a signal on gate output 96, gate 9B will deliver a series of angular pulses on its output 100. This is because it is clear that an angular pulse will occur on the angular groove line 44 whenever the tool 26 is rotating. Date 98 sends an output signal on conductor 100 and when the signal on conductor 96 stops and its output signal stops, P-) output 100 has a series of angles representing αk as shown in FIG. The signal that the pulse produces on the 0 date output 100 is digital and
To form a series of pulses, it is desirable to count the pulses to determine the magnitude of the angle α. Therefore, this output 100 is connected to the counter 102 and the counter 102
The output 104 of is connected to a digital-to-analog converter 106. This converter 106 delivers an analog signal on its output 108 representing αk.

変換器出力108は(51式もしくは(9)式の定数C
を表わす信号を運ぶ入力112を有する除算器110に
接続されている。もちろんCは、最終所望張力値FDと
、張力率FRをトルク差T2−T工で除した商との比で
ある。除算器用力114は(5)式に従ってTDを表わ
す信号を運ぶ。
The converter output 108 is the constant C of (Equation 51 or Equation (9))
is connected to a divider 110 having an input 112 carrying a signal representing . Of course, C is the ratio of the final desired tension value FD to the quotient of the tension factor FR divided by the torque difference T2-T. Divider power 114 carries a signal representing TD according to equation (5).

TDの値を改善するため、この出力114は加算器11
6に接続される。加算器116は、オフセットトルクT
。Sを表わす信号を運ぶ入力118および卓越トルクT
pvを表わす信号を運ぶ導線64に接続された入力12
0を備えている。従って加算器116の出力122は次
式に従ったTDlを表わす信号を運ぶ。
To improve the value of TD, this output 114 is sent to adder 11
Connected to 6. The adder 116 calculates the offset torque T
. Input 118 carrying a signal representing S and the prevailing torque T
An input 12 connected to a conductor 64 carrying a signal representing pv
0. The output 122 of adder 116 therefore carries a signal representing TDl according to the equation:

この式は、オーバラントルク要素T。rの項が無い点を
除けば、基本的には(9)式と同じである。オーバラン
の調整は、出力122内に減算器を置いてトルク単位で
表わしたオーバランの平均量に対応するトルク値を差引
いて(9)式の結果を得ることによって行うことができ
るということが理解されよう。
This formula represents the overrun torque element T. This is basically the same as equation (9) except that there is no term r. It is understood that adjustment for overrun can be accomplished by placing a subtractor in output 122 and subtracting the torque value corresponding to the average amount of overrun expressed in torque units to obtain the result of equation (9). Good morning.

卓越トルクTpvの調整は2つの方法のうちの一方で行
うことができるg第3図、に図示するようK。
Adjustment of the predominant torque Tpv can be done in one of two ways, as illustrated in FIG.

比較器124は1つの入力として導線76を有していて
それはT−T pvを表わす信号を運ぶ。従って、比較
の結果次の式が得られる。
Comparator 124 has as one input conductor 76, which carries a signal representing T-T pv. Therefore, the following equation is obtained as a result of the comparison.

変形すると、 が得られ、これは勿論基本的には式(9)である。この
変形においては、加算器116の出力122は導線76
に接続された入力を有する比較器124に接続されてい
て、導線76はT −Tpvを表わす信号を運ぶ。そし
てT−Tpvの値がTDi K等しくなると、比較器1
24は導通し導線46を介して工具ソレノイド34にシ
ャットオフ信号を与え、それによって接合の締付けは終
了する。
When transformed, we obtain, which is of course basically Equation (9). In this variation, the output 122 of adder 116 is
The conductor 76 carries a signal representative of T-Tpv. Then, when the value of T-Tpv becomes equal to TDi K, the comparator 1
24 provides a shutoff signal to tool solenoid 34 via conduction conductor 46, thereby terminating the tightening of the joint.

従って締付けの終了けTDlとT −Tpvとの比較に
応答して行なわれることが判るであろう。勿論、この決
定は、値T、vf:導線122上の信号に加え、走行T
をその加算値と比較した場合本同様であることを理解さ
れたい。
It will therefore be seen that this is done in response to a comparison of the end of tightening TDl and T-Tpv. Of course, this determination depends on the value T, vf: in addition to the signal on conductor 122, the running T
It should be understood that if you compare the value with the added value, it is the same as the book.

このようにして、第3図の実施例では、T1、T2に予
め定めた値を用い、それらの間の間隔αkを測定し、そ
してこれら6つのパラメータに応答して最終的にシャフ
トオフパラメータを計算する。 。
In this way, in the embodiment of FIG. 3, predetermined values are used for T1 and T2, the interval αk between them is measured, and the shaft-off parameter is finally determined in response to these six parameters. calculate. .

本発明の一つの驚くべき特徴は、観察される張力分散が
、上記米国特許出願第912.151号に開示されたよ
シ精巧なデジタル方法と比較しても好ましいものである
ということである。上記米国特許出願第912.151
号に記載されている張力分散衣は次のとおりである。
One surprising feature of the present invention is that the observed tension distribution is favorable even when compared to the more sophisticated digital method disclosed in the aforementioned US patent application Ser. No. 912.151. U.S. Patent Application No. 912.151
The tension dispersion garments listed in this issue are as follows.

張力およびトルク分散/1標準偏差 これらの値は1.8チのロードワッシャ誤差に対して調
整されている。この表に示すLRM値は米国特許出願筒
912.151号の精巧な方法により得られた結果であ
る。本発明に従って締付けられたねじ止めの張力分散は
、この一層精巧な技術により得られるものよりもおよそ
1−2チ高く、すなわちおよそ3.2−4.6%の範囲
内である。
Tension and Torque Variance/1 Standard Deviation These values are adjusted for a load washer error of 1.8 inches. The LRM values shown in this table are the results obtained by the sophisticated method of US patent application Ser. No. 912.151. The tension distribution of screw fasteners tightened according to the present invention is approximately 1-2 inches higher than that obtained with this more sophisticated technique, or within the range of approximately 3.2-4.6%.

第2図におけるT1およびα、の値は、本発明の本実施
例に従って決定されるので実際の測定要件FiT寓の値
のみである。
The values of T1 and α in FIG. 2 are determined according to this embodiment of the invention and are therefore only values of the actual measurement requirements, FiT.

第4図に本発明に従った締付は装置128のもう一つの
冥施例を示す。本装置128は、モータ132と出力駆
動軸134と駆動ビット136とを含むレンチ130を
有している。駆動軸134けモータ132により駆動さ
れて駆動ビット136と係合しているねじ止めへトルク
を加えて回転させる。レンチ130け、通常は空気動力
式であり、加圧空気流が適当な電気付勢モータもしくけ
ソレノイF138により制御される。第3図の実施例の
ように、レンチ130は1979年10月に出願された
上記米国特許出願筒88,627号に開示されているタ
イプのものであってもよい。
FIG. 4 shows another embodiment of a tightening device 128 according to the present invention. The device 128 includes a wrench 130 that includes a motor 132, an output drive shaft 134, and a drive bit 136. The drive shaft 134 is driven by the motor 132 and rotates by applying torque to the screw set engaged with the drive bit 136. The wrench 130 is typically pneumatically powered, with pressurized air flow controlled by a suitable electrically energized motor or solenoid F138. As in the embodiment of FIG. 3, the wrench 130 may be of the type disclosed in the above-referenced US patent application Ser. No. 88,627, filed October 1979.

レンチ130はねじ止めに加えられる瞬時トルクを表わ
す可変信号を発生するトルクセンサ゛すなわちトランス
ジューサ140を含んでいる。望ましくはモータ132
の軸と共にレンチ130上に角トランスジューサすなわ
ちエンコーダ142が載置されており、それはねじ止め
の増分的角変位すなわち回転を表わす信号を発生する。
Wrench 130 includes a torque sensor or transducer 140 that generates a variable signal representative of the instantaneous torque applied to the screw fastening. Preferably motor 132
An angular transducer or encoder 142 is mounted on the wrench 130 along with the shaft of the wrench, which generates a signal representing the incremental angular displacement or rotation of the screw fastening.

第4図に示すように、締付は装置128Ifi)ルクト
ランスジューサ140まで延びた電気的導線146、角
エンコーダ142の出力まで延び九電気的導線148お
よびンレノイド138まで延び良電気的導線150にJ
:ジ工具130に接続された制御回路144も含X7で
おり、回路144内で行われる決定に応答して工具13
0を停止させる。
As shown in FIG.
: also includes a control circuit 144 connected to the tool 130 that controls the tool 13 in response to decisions made within the circuit 144.
Stop 0.

回路144けサイクル開始スイッチ152を含んでおり
、それは前記米国出願筒88,327号に詳しく開示さ
れている操作者用把手154と共に工具130の内部に
配置されていることが望ましい。
Circuit 144 includes a cycle initiation switch 152, which is preferably located within tool 130 along with an operator handle 154, which is disclosed in detail in the aforementioned US Ser. No. 88,327.

サイクル開始スイッチ154はリセット機能も有してい
て、締付はサイクルの終りに開放され回路144のメモ
リ素子をクリアする。
Cycle start switch 154 also has a reset function, the clamp being released at the end of the cycle to clear the memory elements of circuit 144.

図示するように、回路144ば2つの副回路・すなわち
、卓越トルクTpvヲ調整する回路156および主計算
回路158を有している。卓越トルク回路156は導線
218によりサイクル開始スイッチ152に接続された
タイマ160′t−有している。短い所定間隔の終りに
タイマ160けその出力162に沿ってサンプル・ホー
ルド素子164の一方の入力に信号を送出する。素子1
64の他方の入力はトルク導線146に接続されている
As shown, the circuit 144 has two sub-circuits: a circuit 156 for adjusting the prevailing torque Tpv and a main calculation circuit 158. Predominant torque circuit 156 includes a timer 160' connected to cycle start switch 152 by conductor 218. At the end of a short predetermined interval, a timer 160 sends a signal along its output 162 to one input of a sample and hold element 164. Element 1
The other input of 64 is connected to torque conductor 146.

もちろんトルク導線146上の信号は卓越トルクT で
ある。卓越トルクT pvのこの値はサンプル・pv ホールド素子164へ送出され配憶される。素子164
は後記するようにT pvを表わす信号を運ぶ出力16
6を備えている。
Of course, the signal on torque conductor 146 is the prevailing torque T. This value of the prevailing torque T pv is sent to the sample and pv hold element 164 and stored. element 164
is an output 16 carrying a signal representing T pv as described below.
It is equipped with 6.

出力166け減算器167の一方の入力に接続され、減
算器167の他方の入力はトルク導線146に接続され
ている。減算器167の出力168け、走行トルクTか
ら卓越トルクTpvを減じた走行トルクTpvを表わす
信号を運ぶ。
The output is connected to one input of a 166-digit subtractor 167, and the other input of the subtractor 167 is connected to the torque conductor 146. The output 168 of the subtractor 167 carries a signal representing the running torque Tpv obtained by subtracting the predominant torque Tpv from the running torque T.

主計算回路158は出力168に接teされた比較51
69’t−含んでおり、その比較器169はTlの所定
値を表わす信号を鴇する入力170を含んでいる。T、
の値がT1を越えると、比較器169は出力172上に
信号を送出する。その出力172は角溝線148に接続
された入力を有するカウンタ174に接続されている。
The main calculation circuit 158 has a comparison 51 connected to the output 168.
69't-, whose comparator 169 includes an input 170 for receiving a signal representing a predetermined value of Tl. T,
When the value of T1 exceeds T1, comparator 169 sends a signal on output 172. Its output 172 is connected to a counter 174 having an input connected to the square groove line 148.

カウンタ174の出力176けデジタル/アナログ変換
器178に接続されており、この変換器はT1 を越え
て横切した角を表わすアナログ信号をその出力180に
沿つて送出する。変換器178の出力180は比較器1
82の一方入力に接続されており、その他方の入力18
4は一定の、あるいけ予め定めた角増分αに1表わす一
定の、あるいは予め定めた角を表わす信号を有している
。従って、TI ’t’越える測定角が上記所定角間隔
αkを越える時に比較器182は出力186に沿って信
号を送出する。
The output 176 of counter 174 is connected to a digital-to-analog converter 178 which sends out an analog signal along its output 180 representing the angle traversed beyond T1. The output 180 of converter 178 is connected to comparator 1
82, and the other input 18.
4 has a signal representing a constant or predetermined angle expressed by 1 in a constant or predetermined angular increment α. Accordingly, comparator 182 sends a signal along output 186 when the measured angle exceeding TI't' exceeds the predetermined angular interval αk.

比較器184の出力186にはサンプル・ホールド素子
188が接続されていて素子188の1つの入力が減算
器167の出力16Bに接続されている0導線168と
186の双方に信号が表われると、素子188は導通し
てその出力190上にトルク値Tzt−表わす信号を与
える。出力190は減算器192に接続されていて、減
算器192は所定の値T1t−表わす信号を運ぶもう1
つの入力194を有している。減算器192の出力19
6は従って’rl −TlO値を表わす信号を運ぶ。こ
の値は式(7)の計算を完成させるのに無視できない値
である。
A sample and hold element 188 is connected to the output 186 of the comparator 184 and one input of the element 188 is connected to the output 16B of the subtractor 167.When a signal appears on both zero conductors 168 and 186, Element 188 conducts and provides on its output 190 a signal representative of the torque value Tzt-. The output 190 is connected to a subtractor 192 which carries a signal representing a predetermined value T1t-.
It has two inputs 194. Output 19 of subtractor 192
6 therefore carries a signal representing the 'rl-TlO value. This value is a value that cannot be ignored to complete the calculation of equation (7).

減算器192の出力196は乗算器19Bに接続されて
いて、乗算器198のもう1つの入力200は式(力の
中の△を表わす信号を運ぶ。この△は、勿論、所望の最
終張力FD対張力率FRの比の値を一定角増分α、で除
した値である。乗算器198の出力202け従って式の
で得るTDを表わす信号を運ぶ。
The output 196 of the subtractor 192 is connected to a multiplier 19B, and the other input 200 of the multiplier 198 carries a signal representing Δ in the equation (force), which Δ is, of course, the desired final tension FD The value of the ratio of the tension factor FR to the tension factor FR divided by the constant angular increment α.The output 202 of the multiplier 198 thus carries a signal representing the TD obtained by Eq.

出力202は加錯器204に接続されており、加算器2
04H2つの入力を有していてそのうちの一方はサンプ
ル・ホールド素子164がらの導線166に接続され、
他方人力206はオフセットトルクT。8を表わす信号
を運ぶ。加算器204の出力208に従って次式(14
)で示すTD工の値を表わす信号を運ぶ。
The output 202 is connected to an adder 204, and the adder 2
04H has two inputs, one of which is connected to the conductor 166 of the sample and hold element 164,
On the other hand, the human power 206 is an offset torque T. It carries a signal representing 8. According to the output 208 of the adder 204, the following equation (14
) carries a signal representing the value of TD.

TDI = A(T2−B) ” Tos      
 (14)この式(14)F!、オーバランのトルク要
素T。rの項が省かれている点を除けば基本的に(10
)式に等しい。オーバランの調整は出方208に減算器
を置いてトルク単位で測定した平均オーバランに対応す
るトルク値を差引いて(10)式の結果を得ることによ
って行うことができる。
TDI=A(T2-B)”Tos
(14) This formula (14)F! , the overrun torque element T. Basically (10
) is equal to the expression. The overrun can be adjusted by placing a subtracter at output 208 and subtracting the torque value corresponding to the average overrun measured in torque units to obtain the result of equation (10).

いずれにしろ、出力20Bは比較器210に接続されて
いて、比較器210のもう1つの入力は出力168に接
続されている。T1の値がTD□に等しい場合、比較器
210は導通し、その出力212が論理回路214の出
力導線15(l介して工具ソレノイド138にシャット
オフ信号を与え接合の締付を終止する。
In any case, output 20B is connected to comparator 210, and another input of comparator 210 is connected to output 168. If the value of T1 is equal to TD□, comparator 210 conducts and its output 212 provides a shutoff signal to tool solenoid 138 via output lead 15 (l) of logic circuit 214 to terminate tightening of the joint.

卓越トルクT pvの調整は第4図に示されているよう
な方法で行ってよい。第4図では、比較器210が1つ
の入力として導線168を有しそれはT −Tpvを表
わす信号を運ぶ。従って、比較が行なわれた結果次式が
得られる。
The predominant torque T pv may be adjusted in a manner as shown in FIG. In FIG. 4, comparator 210 has as one input conductor 168, which carries a signal representing T-Tpv. Therefore, the following equation is obtained as a result of the comparison.

この式を変形すると となる。これは勿論基本的には式(6)である。Transforming this formula, we get becomes. This is, of course, basically equation (6).

本技術に習熟した人には理解されると思うが、論理回路
214は論理回路72と同じで基本的にはセット−リセ
ットフリップフロップを有することが望ましい。論理U
路214はサイクル開始スイッチ152へ接続された導
線218内に信号インバータ216を含んでいる。
As will be appreciated by those skilled in the art, logic circuit 214 is preferably similar to logic circuit 72 and essentially includes a set-reset flip-flop. logic U
Path 214 includes a signal inverter 216 in conductor 218 connected to cycle start switch 152.

論理回路214は第5図に示すように、HANDテート
対220.2’2;2を含んでいて各デートは他方デー
トの一つの入力へ交差接続された出力224.226t
−それぞれ有している。デート220の入力228はイ
ンバータ216へ接続すれておりデー)2220入力2
30は第4図の実施例の比較器出力212もしくは第3
図の実施例の比較器比カフ0,126に接続されている
。デート220の出力224F!駆動トランジスタ23
2を介してソレノイド導線150へ接続されてぃも締付
はサイクルの開始時にサイクル開始スイッチ152を閉
成するとソレノイド導線150を介して信号が送出され
工具130が起動する。トルク比較器210がフリップ
するとトルク導11146上の走行トルクTが導線20
8上の信号に等しいことを示し、論理回路214はソレ
ノイド導線150を介して信号を送出して工具130を
停止させる。操作者が把手154をゆるめるとサイクル
スイッチ152が開放して論理回路124tリセツトす
る。
Logic circuit 214 includes a HAND date pair 220.2'2;2, each date having an output 224.226t cross-connected to one input of the other date, as shown in FIG.
- have each. Input 228 of date 220 is connected to inverter 216 and input 2220 input 2
30 is the comparator output 212 of the embodiment of FIG.
It is connected to the comparator ratio cuff 0,126 of the illustrated embodiment. Output 224F of date 220! Drive transistor 23
2 to the solenoid lead 150. At the beginning of a cycle, closing the cycle start switch 152 sends a signal through the solenoid lead 150 to activate the tool 130. When the torque comparator 210 flips, the running torque T on the torque lead 11146 changes to the lead 20.
8, logic circuit 214 sends a signal through solenoid lead 150 to stop tool 130. When the operator loosens the handle 154, the cycle switch 152 opens and the logic circuit 124t is reset.

第3図の実施例においては、調節された走行トルクT1
が計算されたトルクシャットオフパラメータTDよに婢
しいということを導線126上の信号が示す時に一連の
同じ事象が生じる。基本的に、任意のねじ止めの経験す
る卓越トルクTpvが卓越トルク限界を越えることを卓
越トルク比較器66が決定する時に一連の同じ事象が生
じる。
In the embodiment of FIG. 3, the adjusted running torque T1
The same series of events occurs when the signal on conductor 126 indicates that the torque shutoff parameter TD is worse than the calculated torque shutoff parameter TD. Essentially, the same series of events occurs when the predominant torque comparator 66 determines that the predominant torque Tpv experienced by any screw fastener exceeds the predominant torque limit.

第4図の実施例では、T1およびα1の所定値を使用し
、所定間隔α1に生じるT2の値を測定し、これら3個
のパラメータに応答してシャットオフパラメータを計算
することが理解されよう。
It will be appreciated that in the example of FIG. 4, predetermined values of T1 and α1 are used, the value of T2 occurring at a predetermined interval α1 is measured, and the shutoff parameter is calculated in response to these three parameters. .

第6図および第4図の実施例は、応力と相関できる要素
の降伏点以下に締付けながら接合ごとに変化するシャッ
トオフパラメータの締付けを決定して最終所望張力値F
D付近において締付けを終了するように作動することが
判る。
The embodiments shown in FIGS. 6 and 4 determine the final desired tension value F by determining the tightening of the shutoff parameter, which changes for each joint, while tightening the element below the yield point that can be correlated with the stress.
It can be seen that the tightening operation is completed near D.

第4図の実施例は、トルク速度TRを決定する異なる技
術条件で示すもの以外にも第6図の実施例とは異なる。
The embodiment of FIG. 4 differs from the embodiment of FIG. 6 in addition to showing different technical conditions for determining the torque speed TR.

特に第4図の実施例は卓越トルクが所定最大値を越える
時に卓越トルクTpvのシャトオフを含まない。もちろ
ん、所望する場合には、第4図の実施例に卓越トルクシ
ャットオフ金与えることもできる。
In particular, the embodiment of FIG. 4 does not include shutoff of the predominant torque Tpv when the predominant torque exceeds a predetermined maximum value. Of course, the embodiment of FIG. 4 can be provided with superior torque shutoff if desired.

検討の目的で、オーバランのトルク要素T。rt−締付
けられるねじ止めの平均値として実験室で経験的に決定
して、簡単にTDlから差引くために使用してよp改善
されたシャットオフパラメータを供給することができる
For purposes of discussion, the torque component of the overrun T. rt - determined empirically in the laboratory as the average value of the screws tightened, can be easily used to subtract from TDl to provide an improved shutoff parameter.

勿論、各ねじ止めの締付は期間にオーバランのより一層
改善された決定を予知することができる、ということは
理解されよう。この技術は米国特許出願第912.15
1号に明白に開示されている。
Of course, it will be appreciated that the tightening of each screw can be predicted for even better determination of overruns in time. This technology is described in U.S. Patent Application No. 912.15.
It is expressly disclosed in No. 1.

各ねじ止めの締付は期間に決定されるT。rのそのよう
な値は画業に習熟する者にとって明らかなようにTDI
から差引くことができる。
The tightening of each screw is determined by the period T. It is clear to those skilled in the art that such a value of r is TDI
can be subtracted from.

以上、本発明をある程度の特殊性を有する実施例につい
て説明してきたが、開示された実施例は単なる例示であ
り、発明のオ々神および特許請求の範囲内で詳細構造、
部すの組合せおよび配置、動作モードをさまざまに変更
することができる。本発明は、開示された発明に存在す
るどのような特許可能な新規性の特徴であっても、特許
請求の範囲に記載された適当な表現によってカバーでき
るものとする。
Although the present invention has been described above with respect to embodiments having certain specificity, the disclosed embodiments are merely illustrative, and the detailed structure and structure are within the scope of the invention and the claims.
The combination and arrangement of parts and the operation mode can be changed in various ways. It is intended that the invention be covered by any patentable novelty features present in the disclosed invention by appropriate wording in the claims.

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

第1図はねじ止め対を弾性限界全遥かに越えて連続的に
締付ける間に発生する典型的なトルク−角度および張力
−角度曲線を示すグラフ図、第2図は第1図のトルク−
角度曲線の一部分の拡大図、第3図は本発明の締付は装
置の概略ブロック図、8g4図は本発明のもう一つの実
施例の第6図と同様な概略ブロック図、第5図は第4図
における論理素子の構成を示す概略ブロック図である。 参照符号の説明 24.128・・・締付は装置 26.130・・・レンチ 28.132・・・モータ 30.134−・駆動軸 32.136・・・駆動ビット 34.138・・・ソレノイド 36.140・・・トランスジューサ 38.142・・・エンコーダ 代理人 浅 村   皓 外4名
Figure 1 is a graph showing typical torque-angle and tension-angle curves that occur during continuous tightening of a screw pair well beyond its full elastic limit; Figure 2 is a graph showing the torque-angle curves of Figure 1;
FIG. 3 is a schematic block diagram of the tightening device of the present invention; FIG. 8G4 is a schematic block diagram similar to FIG. 6 of another embodiment of the present invention; FIG. 5 is a schematic block diagram showing the configuration of a logic element in FIG. 4. FIG. Explanation of reference symbols 24.128...Tightening is done by device 26.130...Wrench 28.132...Motor 30.134-・Drive shaft 32.136...Drive bit 34.138...Solenoid 36.140...Transducer 38.142...Encoder representative Asamura Kogai 4 people

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)ねじ止めに入力特性を与える動カニ具と;鉄人力
特性を感知してそれ會宍わす信号を発生する手段と; 発生した該信号、およびねじ止め内の最終所望張力値と
ねじ止めの張力率との比に応答して最終シャットオフパ
ラメータを決定する手段と;骸最終シャットオフパラメ
ータに応答して前記工具の動作を終了させる手段とを含
むことを%轍とするねじ止めの締付は装置。 +21  %許請求の範囲第1項記載の装置において、
前記入力特性感知手段はねじ止めに加えられるトルクを
感知する手段と、ねじ止めの回転角の関数を感知する手
段とを含むことを49黴とする前記ねじ止め締付は装置
。 (3)特許請求の範囲第2項記載の装置において、前記
シャットオフパラメータ決定手段は発生した前記信号に
応答して、2個のトルク値および咳2個のトルク値間の
間隔の3個のパラメータと前記比とから前記最終シャッ
トオフパラメータを算出する手段を含むことを特徴とす
る前記ねじ止め締付は装置っ (4)%許請求の範囲第3項記載の装置において、前記
シャットオフパラメータ決定手段は締付は動作を行うに
先立って前記3個のパラメータのうちの2個を予め決定
する手段と、締付は動作中に第3番目のパラメータを決
定する手段とを含むこと′t′n?黴とする前記ねじ止
め締付は装置。 (5)%許請求の範囲第4項記載の装置において、前記
予め2個のパラメータを決定する手段は前記2個のトル
ク値を入力する手段を含み、前記票3番目のパラメータ
を決定する手段は前記2個の入力トルク値に応答し前記
回転角関数感知手段からの信号に作動して前記2個のト
ルク値間の間隔を測定する手段を含むことを特徴とする
前記ねじ止め締付は装置。 (6)特許請求の範囲@5項記載の装置において、前記
2個のトルク値のうち第1番目のトルク値はw42番目
のトルク値よシも低(、前記第6番目のパラメータ決定
手段は前記第2番目のトルク値に等しいことを感知する
) /L/りの発生に応答して前記第1番目のトルク値
と第2番目のトルク値との間の間隔を測定する手段を含
むことを特徴とする前記ねじ止め締付は装置。 (7149許請求の範囲第6項記載の装置において、前
記回転角関数感知手段はねじ止めの回転角を感知する手
段を含むととf:特徴とする前記ねじ止め編付は装置。 (8)特許請求の範囲fs4項記載の装置において、前
記予め2個のパラメータを決定する手段は前記トルク値
のうちの第1のトルク値と前記2個のトルク値間の間隔
とを入力する手段とを含み、前記第3のパラメータ金決
定する手段は前記2個の入力値に応答し前記トルク感知
手段からの信号に作動して前記第1のトルク値から所定
間隔のところに前記トルク値のうちの第2のトルク値を
測定する手段を含むことt%黴とする前記ねじ止め締付
は装置。 (9)ねじ止めに加わるトルクの関数を感知してそれヲ
表わす信号を発生する手段および、ねじ止めの回転の関
数を感知してそれを懺わす信号を発生する手段含有して
ねじ止めへトルクと回転とを与える動カニ具と; ねじ止め内の応力に相関できる接合要素の降伏点以下で
締付は動作を行いながら前記感知手段によって感知され
る3個のパラメツ夕に応答して接合から接合へと変化す
る締付はパラメータを決定する制御回路とを含み;該制
御回路は、締付は會行うに先立ち前記3個のパラメータ
中の2個を予め決定する手段と; 締付は動作中に第6番目のパラメータ管決定する手段と
: 最終シャットオフパラメータに応答して工具の動作を終
了させる手段とを含むことを特徴とする、ねじ止めを含
む接合の締付は装置。 Q(I  特許請求の範囲第9項記載の装置において、
前記3個のパラメータは2個のトルり値と該2個のトル
ク値間の間隔とであること全特徴とする前記締付は装置
。 αυ 特許請求の範囲第10項記載の装置において、前
記2個のパラメータを予め決定する手段は前記2個のト
ルク値を予め決定する手段を含み、前記#!3のパラメ
ータを決定する手段は前記2個のトルク値間の間隔を決
定する手段を含むことを%微とする前記締付は装置。 (13%許請求の範囲第11項記載の装置において、前
記145のパラメータを決定する手段は前記2個のトル
ク値間の間隔を決定する手段を含むことt%黴とする前
記締付は装置。 (13I!#許請求の範囲I!12項記載の装置におい
て、前記2個のパラメータを予め決定する手段は前記2
個のトルク値を入力する手段を含み、前記第6のパラメ
ータ決定手段は前記2個の入力)/レフ値に応答し回転
感知手段からの信号に作動して前記2個のトルク値間の
間隔を測定する手段を含むことを特徴とする前記締付は
装置。 Q4  特許請求の範囲lK13項記載の装置にお―で
、前記トルク値のうち第1番目のトルり値は第211目
のトルク値よりも低(、前記第3パラメータ決定手段は
前記第2番目のトルク値に等しいことt感知するトルク
の発生に応答して前記第1番目のトルク値と第2番目の
トルク値との間の間隔を測定する手段を含むことt%微
とする前記締付は装置。 α51  %許請求の範囲第14項記載の装置にお−で
、前記回転関数感知手段はねじ止めの回転の角を感知す
る手段金倉むことt%黴とする前記締付は装置。 ae  特許請求の範囲第10項記載の装−において、
前記2個のパラメータを予め決定する手段は前記トルク
値のうちの第1のトルり値を入力する手段を含み、前記
1i13のパラメータ決定手段は前記2個の入力値に応
答してトルり感知手段の信号に作動し前記@1のトルク
値から所定間隔はなれたところで前記トルク値のうちの
第2のトルり値を測定する手段を含むこと’i**とす
る前記締付は装置。
[Scope of Claims] (1) A movable crab tool that provides an input characteristic to a screw fastening; means for sensing the iron force characteristic and generating a signal for suppressing it; means for determining a final shutoff parameter in response to a ratio of a desired tension value to a screw tension rate; and means for terminating operation of the tool in response to a final shutoff parameter. A device for tightening screws. +21% In the device according to claim 1,
49. The screw fastening device according to claim 49, wherein the input characteristic sensing means includes a means for sensing a torque applied to the screw fastening and a means for sensing a function of a rotation angle of the screw fastening. (3) In the apparatus according to claim 2, the shutoff parameter determining means responds to the generated signal to determine two torque values and three values of the interval between the two torque values. 4. The apparatus according to claim 3, further comprising means for calculating the final shutoff parameter from the parameter and the ratio. The determining means may include means for predetermining two of the three parameters prior to performing the tightening operation, and means for determining the third parameter during the tightening operation. 'n? The said screw tightening device is moldy. (5) Percentage Allowance In the device according to claim 4, the means for predetermining the two parameters includes means for inputting the two torque values, and the means for determining the third parameter in the table. said screw tightening method, characterized in that said screw fastening comprises means responsive to said two input torque values and actuated by a signal from said rotation angle function sensing means to measure the interval between said two torque values. Device. (6) In the device according to claim @5, the first torque value among the two torque values is lower than the w42nd torque value (and the sixth parameter determining means is the first torque value and the second torque value in response to the occurrence of the first torque value and the second torque value; The screw fastening device is characterized by: (7149) The device according to claim 6, characterized in that the rotation angle function sensing means includes means for sensing the rotation angle of the screw fastening. (8) In the apparatus according to claim 4, the means for determining the two parameters in advance comprises means for inputting a first torque value of the torque values and an interval between the two torque values. and means for determining a third parameter is responsive to the two input values and actuated by a signal from the torque sensing means to determine one of the torque values at a predetermined interval from the first torque value. said screw fastening device comprising: means for measuring a second torque value; (9) means for sensing a function of the torque applied to the screw fastening and generating a signal representative thereof; a movable tool containing means for sensing and generating a signal representative of the rotation of the fastener to apply torque and rotation to the screw fastener; a tightening control circuit that determines a tightening parameter that changes from joining to joining in response to the three parameters sensed by the sensing means while performing the tightening operation; means for predetermining two of the three parameters prior to the meeting; means for determining a sixth parameter during operation for tightening; and means for determining the operation of the tool in response to the final shutoff parameter. A device for tightening a joint, including screwing, characterized in that it comprises means for terminating the joint.
The tightening device is characterized in that the three parameters are two torque values and an interval between the two torque values. αυ In the apparatus according to claim 10, the means for predetermining the two parameters includes means for predetermining the two torque values, and the #! 3. The means for determining the third parameter includes means for determining an interval between the two torque values. (13% allowance) The apparatus according to claim 11, wherein the means for determining the 145 parameters includes means for determining an interval between the two torque values. (13I! #Claim I! In the apparatus according to claim 12, the means for predetermining the two parameters is
said sixth parameter determining means is responsive to said two inputs)/ref values and actuated by a signal from said rotation sensing means to determine the interval between said two torque values. Apparatus for tightening, characterized in that it comprises means for measuring. Q4 In the device according to claim lK13, the first torque value among the torque values is lower than the 211th torque value (and the third parameter determining means is lower than the 211th torque value). said tightening being equal to a torque value of t%, including means for measuring an interval between said first torque value and a second torque value in response to the occurrence of a sensed torque; α51% The apparatus according to claim 14, wherein the rotation function sensing means is a means for sensing the angle of rotation of a screw fastening. ae In the device according to claim 10,
The means for predetermining the two parameters includes means for inputting a first torque value of the torque values, and the parameter determining means 1i13 detects torque in response to the two input values. The tightening apparatus further comprises means for measuring a second one of the torque values at a predetermined distance from the first torque value when actuated by a signal from the first torque value.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59214569A (en) * 1983-05-21 1984-12-04 トヨタ自動車株式会社 Screw clamping control method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53125700A (en) * 1977-04-06 1978-11-02 Ingersoll Rand Co Means for applying tightening force to binding tool and apparatus therefor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53125700A (en) * 1977-04-06 1978-11-02 Ingersoll Rand Co Means for applying tightening force to binding tool and apparatus therefor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59214569A (en) * 1983-05-21 1984-12-04 トヨタ自動車株式会社 Screw clamping control method

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