WO2000054939A1 - Procede de lecture d'angle de rotation de cle rotative a main, procede de detection de vibrations a la main, procede d'evaluation de serrage et procede de controle d'outil a main de desserrage mecanique - Google Patents

Description

明細書

手持ち式衝撃レンチのねじ回転角の読取り方法、 手振れ検出方法、 締付 け評価方法、 及び手持ち式動力ねじゅるめ工具の制御方法

技術分野

本発明は、イ ンパク ト レンチやオイルパルス レンチ等の手持ち式衝撃レ ンチゃ手持ち式ナツ トランナ等の静的に回転力を与える工具を使用して、 ボル トやナツ ト等のねじの締付けを行う際やゆるめる際の制御方法に関 するものである。

背景技術

従来よ り、 自動車工場等において多数のボルト 'ナツ ト等のねじの締付 け作業を行う場合、全てのねじを均一な締付け力となるよ うにねじ締めを 行う必要がある。 このため、 特公平 6 — 1 6 9 9 0号公報に記載されてい るよ うに、駆動軸と共に回転する回転部材を被駆動軸回りに回転させてこ の回転部材の回転力をハンマを介して被駆動軸に伝達することによ りね じの締付けを行う と共にこのねじの締付け角度 （ねじ回転角） を上記駆動 軸と一体的に回転する検出回転体と レンチ本体の非回転部に設けた検出 センサとによ り検出させるよ うに構成した手持ち式インパク ト レンチが 開発されている。

上記手持ち式ィンパク ト レンチにおいて、検出回転体と検出センサとに よつてねじの締付け角度を検出させるには、回転部材がハンマを介して被 駆動軸に衝突したのちに逆回転方向にリバウン ドした時のパルス数 R ₁ と、 リバウン ドした後にフリーランユングして再び衝突して打撃力を与え 終わるまでの正転方向のパルス数 F t とを検出し、 これらのパルス数 R F！ から 1回の打撃時におけるねじ回転角相当パルス数を Θ と し て、回転部材が 1回転当たり 1 回の打撃をする構成のィンパク ト レンチの 場合には、

0 = F — （360 ° 相当パルス数） 一 R , (式 1 ) から算出している。 そして、 打撃毎に上記ねじ回転角相当パルス数を算出 した後、角度に変換してその累積角度が所定のねじ締付け角度に達した時 に駆動軸を停止させている。

また、上記構成のィンパク ト レンチの問題点のひとつである打撃音を減 少させるものと して、オイルを介して回転部材の回転力を被駆動軸に伝達 するよ うに構成されたオイルパルス レンチが手持ち式衝撃レンチと して 開発されている。

ところが、上述したよ うな従来の手持ち式衝撃レンチにおける締付け制 御方法では、 リバゥン ド時のパルス数と正転時のパルス数とを検出し、 そ れらを用いて式 1からねじ回転角相当パルス数 0 ： を求めるので、ねじが 着座してから所定のねじ締付け角度までの間にィンパク ト レンチを操作 している作業員によって後述する手振れが発生した場合、その振れ角度が そのまま本体側に設けている検出センサによって検出されてねじ締付け 角度に大きな誤差が生じるものと理解され、手持ち式衝撃レンチを用いて のねじ回転角による締付け制御方法は普及しなかった。

なお、 本明細書の中で述べる 「手振れ」 とは、 以下の 3つの場合をさす。

1 . ねじ中心は移動しないかまたは直線的に移動した場合で、 衝撃レンチ がねじ中心に対して回転する場合。

2 . ねじ中心がその中心点以外の或る点を中心に回転し、 （例えば自動車 用ホイ一ル取付けねじ）衝撃レンチはそのねじに釣られて平行移動する場 合。

3 . ねじ中心がその中心点以外の或る点を中心に回転し、 かつ衝撃レンチ がねじ中心に対して回転する場合。

ただし、 ねじ中心が直線的に移動し、 衝撃レンチがそのねじに釣られて 平行移動する場合は、 本明細書の中で述べる手振れに含まない。

なお、 締付け制御に限らず、 ゆるめ制御においても適切な方法は提案さ れていなかった。

そのため、 例えば、' ナツ トをゆるめ方向にまわし過ぎた場合、 ナツ トが ボルトから脱落してしまい、 床や地面の砂等が付着すると、 後で締付ける ときに、 適切な締付けができなく なるという問題があった。 また、 動力ェ 具でのゆるめかたが不十分である とその後に手ではゆるめることができ なかったりするという事が生じ、 そのよ うな場合には、 再度何等かの工具 を使用しなければならないので、 作業性が悪いという問題があった。

あるいは、 高所作業でねじのゆるめを行う際に、 ゆるめ過ぎたナツ トが ボルトから脱落してしまい、落下したナツ トによ り下にいる人を危険に曝 すという問題もあった。

発明者等は、 実際に衝撃が加えられる時間は極めて短い瞬間 （ミ リセ力 ン ドオーダー） であるので、 そのよ うな短い時間に発生しう る手振れ角度 は微小なものにしかなり得ないとレ、う知見を得て、 かかる知見に基づい て、 例え多少の手振れが発生しても、 必要にして十分な精度でねじ回転角 を測定し得る方法を発明したのである。 この方法を利用して、 ねじの締付 け制御とゆるめ制御にかかる方法も発明した。

さらに、測定結果に含まれる手振れによる誤差の程度を吟味する手法を 提案し、 以て、 手振れの多少に基づいた締付けの評価方法を提案するもの である。

発明の開示

本発明の手持ち式衝撃レンチのねじ回転角の読取り方法は、

回転部材がフ リーランニング後に、被駆動軸側へ打撃力を与えた時に減速 を開始し、減速終了後にはリバウン ドしたのち再びフリーランニングを開 始する構成の手持ち式衝撃レンチのねじ回転角の読取り方法において、 回転部材の締付け方向での減速開始時点から減速終了時点までにおける 減速中の回転角度を累算し、

累算した回転角度の総和が予め設定された角度に達したときに、

締付けを停止させるよ うに制御することを特徴とするものである。

また、

回転部材がフリーランニング後に、被駆動軸側へ打撃力を与えた時に減速 を開始し、減速終了後には再びフ リ一ランニングを開始する構成の手持ち 式衝撃レンチのねじ回転角の読取り方法において、

回転部材の締付け方向での減速開始時点から減速終了時点までにおける 減速中の回転角度からある一定角度を引いた角度を累算し、

累算した角度の総和が予め設定された角度に達したときに、

締付けを停止させるよ うに制御することを特徴とするものである。

手持ち式衝撃レンチの手振れ検出方法は、

回転部材がフ リーランニング後に、被駆動軸側へ打撃力を与えた時に減速 を開始し、減速終了後にはリバウン ドしたのち再びフリーランニングを開 始する構成の手持ち式衝撃レンチの締付け制御において、

回転部材の回転速度の変化と回転角度を検出する検出手段を設け、 検出手段によって検出した回転速度の変化と回転角度に基づいて、 締付け方向の回転角度の累計から リバウン ド方向の回転角度の累計を差 し引いた角度を全回転角度 （ p ) と し、 打撃時における減速中の回転角度 を Δ Ηと して検出すると ともに累算し、予め設定された設計打撃角度を P d と して締付け作業の終了までの打撃回数分を累算し、

式 ： 手振れ角度 = P - P dの累計一 Δ Ηの累計

(ただし、 P dは、 衝撃レンチの設計値であって、 回転部材が 1 回転する毎に m回の打撃を発生する場合の 3 6 0 ° / mに相当す る角度を示している。 ）

によって、 手振れ角度を算出することを特徴とするものである。

また、

回転部材がフ リーランユング後に、被駆動軸側へ打撃力を与えた時に減速 を開始し、減速終了後にはリバウン ドすることなく再びフ リーランニング を開始する構成の手持ち式衝撃レンチの締付け制御において、

回転部材の回転速度の変化と回転角度を検出する検出手段を設け、 検出手段によって検出した回転速度の変化と回転角度に基づいて、 締付け方向の回転角度の累計を全回転角度 （ P ) と し、 上記減速中の回転 角度からある一定角度を引いた角度 A Gと して検出すると と もに累算し、 予め設定された設計打撃角度を P d と して締付け作業の終了までの打撃 回数分を累算し、

式 ： 手振れ角度 = P— P dの累計— A Gの累計

(ただし、 P dは、 衝撃レンチの設計値であって、 回転部材が 1 回転する毎に m回の打撃を発生する場合の 3 6 0 ° Z mに相当す る角度を示している。 ）

によって、 手振れ角度を算出することを特徴とするものである。

本発明の手持ち式衝撃レンチの締付け評価方法は、

前述した手振れ検出方法で算出した手振れ角度を、予め設定された許容角 度と比較するこ とによつて締付けの信頼性を評価することを特徴とする ものである。

また、

回転部材がフリーランユング後に、被駆動軸側へ打撃力を与えた時に減速 を開始し、減速終了後にはリバウン ドしたのち再びフリーランニングを開 始する構成の手持ち式衝撃レンチにおける締付け評価方法において、 回転部材の回転速度の変化と回転角度を検出する検出手段を設け、 検出手段によつて検出した回転速度の変化と回転角度に基づいて、 回転部材のリバゥンド方向の回転角度を検出し、

リバウン ド方向の回転角度を、予め設定された基準角度と比較することに よって締付けの信頼性を評価することを特徴とするものである。

また、

回転部材がフリーランニング後に、被駆動軸側へ打撃力を与えた時に減速 を開始し、減速終了後にはリバウン ドしたのち再びフリーランニングを開 始する構成の手持ち式衝撃レンチにおける締付け評価方法において、 回転部材の回転速度の変化と回転角度を検出する検出手段を設け、 検出手段によって検出した回転速度の変化と回転角度に基づいて、回転部 材のリバウンド方向の回転角度を検出,し、

検出したリバゥン ド方向の回転角度を累算し、 リバウン ド方向の回転角度の累計を、予め設定された基準累計角度と比較 するこ とによつて締付けの信頼性を評価することを特徴とするものであ る。

そして、 本発明の手持ち式動力ねじ締め工具の制御方法は、

回転力発生手段によつて発生させた回転力を、回転力伝達機構を介して被 駆動軸へ与えて、 この被駆動軸をねじのゆるめ方向へ回転させることによ つて、ねじをゆるめる構成の手持ち式動力ねじゅるめ工具の制御方法にお いて、

ねじのゆるめ作業時の被駆動軸のゆるめ方向への回転角度を累算し、 累算した回転角度の総和が予め設定された角度に達したときに、

被駆動軸のゆるめ方向への回転を停止させるよ うに制御することを特徴 とするもの.である。

また、

回転部材がねじのゆるめ方向へフリーランニング後に、被駆動軸側へ打撃 力を与えた時に減速を開始し、減速終了後にはリバウン ドした後もしくは リバウン ドすることなく再びゆるめ方向へフリーランニングを開始する 構成の手持ち式動力ねじゅるめ工具の制御方法において、

回転部材の回転速度の変化と回転角度を検出する検出手段を設け、 検出手段によって検出した回転速度の変化と回転角度に基づいて、 回転部材のゆるめ方向での減速開始時点から減速終了時点までにおける 減速の回転角度、または減速中の回転角度からある一定角度を引いた角度 を累算し、

累算した角度の総和が予め設定された角度に達したときに、

被駆動軸のゆるめ方向への回転を停止させるよ うに制御するこ とを特徴 とするものである。

また、

回転部材がねじのゆるめ方向へフリ一ランニング後に、被駆動軸側へ打撃. 力を与えたときに減速を開始し、減速終了後にはリバゥン ドした後も しく はリバウン ドすることなく 再びゆるめ方向へフ リーラ ンニングを開始す る構成の手持ち式動力ねじゅるめ工具の制御方法において、

回転部材の回転速度の変化と回転角度を検出する検出手段を設け、 検出手段によって打撃の発生を検出し、

打撃の発生を検出した後に、 予め設定された 360° 以上の所定のねじゆる め角度以上連続して回転したときに、

被駆動軸のゆるめ方向への回転を停止させるよ うに制御することを特徴 とするものである。

また、

回転力発生手段によって発生させた回転力を、回転力伝達機構を介して被 駆動軸へ与えて、 この被駆動軸をねじのゆるめ方向へ回転させることによ つて、ねじをゆるめる構成の手持ち式動力ねじゅるめ工具の制御方法にお いて、

被駆動軸をゆるめ方向へ回転させる場合の回転負荷 トルクを検出する ト ルク検出手段を設け、

トルク検出手段によって検出した回転負荷 トルクが所定の トルク以下に なったときに、

被駆動軸のゆるめ方向への回転を停止させるよ うに制御することを特徴 とするものである。

なお、 回転力伝達機構と しては、 衝撃によって瞬間的に回転力を伝達す る機構でも、 一段以上の減速機構 （遊星齒車装置やかさ歯車、 ウォームギ ァ、 その他の減速機構を含む。 ） を用いたナッ トランナのよ うな静的に回 転力を伝達する機構、 また、 上述した衝撃による伝達機構と静的に回転力 を伝達する機構の両方の伝達機構を備えたものでもよい。

また、 手持ち式動力ねじゅるめ工具とは、 ねじの締付けとゆるめの両方 に用いられる手持ち式動力ねじ締め工具をゆるめに用いる場合も、ねじを ゆるめるための専用の工具の場合も含むものである。

また、 被駆動軸の回転角度を累算することは、 被駆動軸が回転している 時に回転力伝達機構において回転角度を累算することも、回転力発生手段 において回転角度を累算することも含む。

また、 被駆動軸を停止させることは、 回転力伝達機構を停止させること も、 回転力発生手段を停止させることも含む。

図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態に用いるィンパク ト レンチの縦断側面図で ある。

図 2は、 図 1の要部の縦断正面図である。

図 3は、打撃突起とアンビル片とを備えた打撃力伝達機構の縦断正面図 である。

図 4は、 アンビル片を作動させるカム板部分の縦断正面図である。

図 5は、フ リーランニング時の打撃力伝達機構部分の縦断正面図である _c 図 6は、 そのカム板の作動状態図である。

図 7は、 打撃時の縦断正面図である。

図 8は、 リバウン ド時の縦断正面図である。

図 9は、打撃突起を備えた回転円筒部材のフリーランニング中の速度説 明図である。

図 1 0は、 打撃を開始した瞬間の速度説明図である。

図 1 1は、 ねじの締付け時の説明図である。

図 1 2は、 リバウン ド時の速度説明図である。

図 1 3は、 再びフ リ一ランニングを行った時の速度説明図である。

図 1 4は、 締付け時の締付け角度の説明図である。

図 1 5は、 回転円筒部材の作動とパルス信号との関連線図である。

図 1 6は、 別の検出方法の速度線図である。

図 1 7は、 回転円筒部材の回転状態を示す線図である。

図 1 8は、 本発明の実施の形態に用いるオイルパルス レンチの構造を 説明する説明図である。

図 1 9は、 同オイルパルスレンチの要部断面図である。 図 2 0は、 同オイルパルス レンチの作動を説明する線図である。

図 2 1 は、 同オイルパルス レンチの要部断面図による説明図である。 図 2 2は、 同オイルパルスレンチの作動を説明する線図である。

図 2 3は、 同オイルパルス レンチの被駆動軸とオイルシリ ンダの回転 状態を示す線図である。

図 2 4は、 同オイルパルス レンチにおける締付け角度検出の説明図で ある。

図 2 5は、 同オイルパルス レンチにおける締付け角度検出の説明図で ある。

図 2 6は、 同オイルパルス レンチにおける締付け角度検出の説明図で ある。

図 2 7は、 同オイルパルス レンチにおける締付け角度検出の説明図で ある。

図 2 8は、 同オイルパルス レンチにおける締付け角度検出の説明図で ある。

図 2 9は、 同オイルパルス レンチにおける締付け角度検出の説明図で ある。

図 3 0は、 同オイルパルスレンチにおける締付け角度検出の説明図で ある。

図 3 1 は、 同オイルパルス レンチにおける締付け角度検出の別の方法 の説明図である。

図 3 2は、 同オイルパルス レンチにおける締付け角度検出の別の方法 の説明図である。

図 3 3は、インパク ト レンチにおける手振れを検出する方法の速度線図 である。

図 3 4は、 オイルパルス レンチにおける手振れを検出する方法の速度 線図である。 '

図 3 5は、 インパク ト レンチにおけるフリーランエング時の打撃力伝 達機構部分の縦断正面図である。

図 3 6は、 そのカム板の作動状態図である。

図 3 7は、 打撃時の縦断正面図である。

図 3 8は、 リバウンド時の縦断正面図である。

図 3 9は、 フリ一ランニング中の説明図である。

図 4 0は、 打撃を開始した瞬間の説明図である。

図 4 1は、 ねじのゆるめ時の説明図である。

図 4 2は、 リバウンド時の説明図である。

図 4 3は、 再びフリーランニングを行った時の速度説明図である。

図 4 4は、 ねじのゆるめ時の説明図である。

図 4 5は、ねじのゆるめ制御における回転円筒部材の作動とパルス信号 との関連線図である。

図 4 6は、 インパク トレンチでのねじのゆるめ制御の説明図である。 図 4 7は、オイルパルス レンチでのねじゆるめ制御における衝撃発生時 の説明図である。

図 4 8は、オイルパルスレンチでのねじゅるめ制御におけるねじゅるめ 時の説明図である。

図 4 9は、オイルパルス レンチでのねじゅるめ制御におけるオイルシリ ンダの回転速度線図である。

図 5 0は、オイルパルスレンチの被駆動軸とオイルシリ ンダの回転状態 を示す線図である。

図 5 1 は、 オイルパルス レンチでのねじのゆるめ制御の説明図である。 図 5 2は、 検出回転体の別の取付け形態の説明図である。

図 5 3は、 反力受けのあるナッ トランナの説明図である。

図 5 4は、 モータの作動とパルス信号との関連線図である。

図 5 5は、 反力受けのないナツ トランナの説明図である。

図 5 6は、 ナツ ドランナでのねじのゆるめ制御の説明図である。

図 5 7は、 パルス検出部の別の形態の説明図である。 発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明の実施の形態に用いる手持ち式衝撃レンチを図面に基づ いて詳細に説明する。

図 1は本発明に用いる手持ち式衝撃レンチの一例と して、衝撃時にリバ ゥン ドを生じる レンチであるインパク ト レンチの要部の縦断側面図であ る。 なお、 以下に述べるインパク ト レンチやオイルパルスレンチ等の衝撃 レンチやナツ トランナはすべて手持ち式のものとする。

図中において、 1 は本発明に用レヽるインパク ト レンチ、 2はこのインパ ク ト レンチ 1 の後部下面の把手部 1 aのケ一シング 1 bの内部に設けら れたエアモータ、 3はこのエアモータ 2の駆動軸、 4はこの駆動軸 3の前 端に一体に連結された回転円筒部材である。 この回転円筒部材の円板形状 の後壁板 4 a における中心部は四角の凹凸の嵌め合わせ構造によって前 記駆動軸 3に一体に連結されている。

なお、イ ンパク ト レンチ 1 は請求の範囲に記載された手持ち式衝撃レン チの一つの実施形態であり、ねじの締付けとゆるめの両方に用いられるェ 具である。 そして、 エアモータ 2は請求の範囲に記載された回転力発生手 段の一つの実施形態であり、 また、 回転円筒部材 4は請求の範囲に記載さ れた回転部材の一つの実施形態である。

なお、 前記エアモータ 2は、 公知のよ うに、 外部から把手部 1 a内に設 けられている空気供給通路 （図示せず） を通じて圧縮空気を供給し、 操作 レバー 2 0及び切り換え用バルブ （図示せず） を操作することによって、 圧縮空気によ り右方向又は左方向に高速回転させられる構成となってい る。 そして、 公知のよ うに、 エアモータ 2の駆動軸 3の回転によって一体 的に回転する回転円筒部材 4の回転力を後述する打撃力伝達機構 5を介 して、先端部がケーシング 1 bの前端から前方に突出させられたアンビル と称される被駆動軸 6に伝達することによ り、 この被駆動軸 6の先端に取 り付けたソケッ ト体 （図示せず） に装着したねじを締付けるよ うに構成さ れている。 前記被駆動軸 6の後部は大径の胴体部 6 a に形成され、 この胴体部 6 a は前記回転円筒部材 4の中心部に設けられている。回転円筒部材 4は前記 被駆動軸 6 の胴体部 6 a の回り を回転して、上述したよ うに打撃力伝達機 構 5を介してその回転力を被駆動軸 6に伝達するよ うに構成されている。

この打撃力伝達機構 5は、 図 1及び図 3に示すよ うに、 回転円筒部材 4 の内周面の適所に内方に向かって突出した打撃突起 5 a と、被駆動軸 6の 胴体部 6 a上に形成した半円形状の支持溝 6 bに左右揺動き在に支持さ れたアンビル片 5 b とからなり、 このアンビル片 5 bを左右方向に傾けた 状態にしてこのアンビル片 5 b の上向き一側端面に上記打撃突起 5 a を 衝突させるさせることによ り、回転円筒部材 4 の回転力を被駆動軸 6側に 伝達するように構成されている。

なお、打撃力伝達機構 5は請求の範囲に記載された回転力伝達機構の一 つの実施形態である。

前記アンビル片 5 bは図 4に示すように、その先端部にカム板 5 cが回 転円筒部材 4の前端部内周面に設けられている周方向に一定円弧長の凹 部 5 d内に位置する時には、 打撃突起 5 a に係合しない中立姿勢を維持 し、 凹部 5 dから外れて回転円筒部材 4の内周面に接しながら動く時に、 上記打撃突起 5 a に衝突するような傾斜姿勢となる。 また、 アンビル片 5 bは被駆動軸 6 の胴体部 6 a内に設けているアンビル片押圧部材 5 e 、 ス プリ ング 5 f 、 スプリ ング受止部材 5 gによって、 常時、 中立姿勢となる 方向に力が加えられていると共にスプリ ング受止部材 5 gは回転円筒部 材 4の内周カム面 4 bに接している。 さらに、 回転円筒部材 4の内周面に おいて、打撃突起 5 a の両側には上記アンビル片 5 bが傾く のを許容する 凹部 5 hが形成されている。 なお、 このよ うなイ ンパク ト レンチの構造は 既知のものであるので、 詳しい説明は省略する。

また、 発明の実施の形態においては、 回転円筒部材 4が 1回転当たり 1 回の打撃を発生する構成での説明を行っているが、 1回転当たり 2回の打 撃を発生する構成や 3回以上の打撃を発生する構成の手持ち式衝撃レン チにも同様に応用できることはいうまでもない。

前記回転円筒部材 4の後端部外周面には所定数の歯 7 aが図 2のよ う に設けられた歯車体からなる検出回転体 7 が一体に固着されている。 一 方、 この検出回転体 7に対向して非回転側である上記ケーシング 1 bの內 周面に、周方向に一定の間隔を存して半導体磁気抵抗素子からなる一対の 検出センサ 8 a 、 8 bが取り付けられている。 そして、 検出回転体 7の回 転を検出センサ 8 a 、 8 bによって検出し、 その出力信号を検出センサ 8 a 、 8 bに電気的に接続した入力回路 1 0に入力するよ うに構成されてい る。 この入力回路 1 0は、 増幅部 1 1、 波形整形部 1 2、 中央演算部 1 3 、 回転角信号出力部 1 4、 ねじ締付け完了検出部 1 5、 電磁弁制御部 1 6、 及び出力回路 1 7を介して圧縮空気供給ホース 1 8 中に設けられている 電磁弁 1 9に接続されている。

ここで図 1 に示すねじゆるめ完了検出部 1 5 Bは、インパク ト レンチ 1 をねじゅるめ制御に用いる場合に使用するものである。

なお、 検出回転体 7 と検出センサ 8 a 、 8 b とによって請求の範囲に記 載された検出手段の一つの実施形態が構成されている。

以上の構成においては、入力回路 1 0から出力回路 1 7に至るまでの電 気部品はィンパク ト レンチ外に設けられた制御器 （図示せず） 内に設けら れている。 また、 この制御器と電磁弁 1 9はイ ンパク ト レンチ内に内蔵す ることもできる。 また、 電磁弁 1 9 と電磁弁制御部 1 6は電磁弁 1 9以外 の圧縮空気供給停止装置とそれに適した制御部を用いてもよい。

以上のよ うに構成したィンパク ト レンチにおけるボルト 'ナツ ト等のね じ回転角の読取り方法を以下に説明する。

まず、被駆動軸 6の先端部に取り付けたソケッ ト体に締付けるべきねじ 9を装着すると ともに、 あらかじめ、 ねじ締付け完了検出部 1 5に所定の ねじ締付け角度を入力しておく。 その後、 電磁弁 1 9を開放させると共に インパク ト レンチの操作レバー 2 0 を押してインパク ト レンチに圧縮空 気を供給し、 エアモータ 2をねじの締付け方向 （右ねじの場合には右回転 方向）に回転させると、駆動軸 3 と回転円筒部材 4 とがー体的に回転する。 そして、その回転によ りカム板 5 cが凹部 5 dから回転円筒部材 4の内周 面に接しながら動いてアンビル片 5 bが傾き、スプリ ング受止部材 5 g と 内周カム面 4 bの摩擦抵抗によ り、 着座までは、 回転円筒部材 4 と被駆動 軸 6 とが一体的に回転してねじ 9 を締付け方向に高速度で回転させなが ら進ませる。

ねじ 9が回転しながら進んでいる間、 即ち、 座面に着座するまでは、 被 駆動軸 6側には殆ど負荷がかからず、回転円筒部材 4 と一体的に回転する 歯車体からなる検出回転体 7 もねじ 9の締付け方向に高速回転してその 歯 7 aが検出センサ 8 a 、 8 b上を連続的に通過する。 このとき、 検出セ ンサ 8 a 、 8 bによつて位相のずれた波形のパルス信号を発生させるが、 このパルス信号は着座するまでは角度検出のための演算には用いられな レヽ o

回転円筒部材 4 と共に打撃突起 5 a とアンビル片 5 b とからなる打撃 力伝達機構 5を介して被駆動軸 6がー体的に高速回転し、ねじ 9が締付け 座面に着座すると、 被駆動軸 6に抵抗トルク （負荷） が発生してその被駆 動軸 6 の回転が急速に停止に近づき、打撃突起 5 a とアンビル片 5 b とが 衝突し、 打撃が開始される。 その打撃が終了した後は、 アンビル片 5 bを 押圧しているスプリ ング 5 f の弾性力が打撃突起 5 a とアンビル片 5 b との係合力に打ち勝ってその係合が解かれ、回転円筒部材 4が被駆動軸 6 の胴体部 6 a回りをフ リーランニングする。

このフリ一ランニング中において、回転円筒部材 4はエアモータ 2の回 転駆動力によって加速される一方、 図 5、 図 6に示すよ うにカム板 5 cが 回転円筒部材 4の内周面に接してアンビル片 5 bが傾き、回転円筒部材 4 がフリーランニング後、図 7に示すよ うにその打撃突起 5 a をアンビル片 5 bに衝撃的に係合させ、その打撃力によって被駆動軸 6に回転円筒部材 4の回転力を伝達してその被駆動軸 6 を或る角度だけ締付け方向に回転 させる。 この時の締付け角度を上記検出回転体 7 と検出センサ 8 a 、 8 b とによって後述するよ うに検出させる。

このねじ 9の締付け時に、被駆動軸 6側にはエアモータ 2の回転力以上 の抵抗力が生じているので、被駆動軸 6が上記打撃突起 5 aによる打撃力 で或る角度だけ締付け方向に回転し終わった瞬間に、回転円筒部材 4が図 8に示すよ うに締付け方向と反対方向にリバウン ドした後、エアモータ 2 の回転駆動力によって締付け方向にフリ一ランニングし、 再び、 上記同様 にして打撃突起 5 a をアンビル片 5 b に衝撃的に係合させて被駆動軸 6 をさらに締付け方向に回転させる。 このときの締付け角度を上記検出回転 体 7 と検出センサ 8 a、 8 b とによって読取り、 以下、 回転円筒部材 4が フリーランニングをした後、打撃突起 5 aがアンビル片 5 bに衝突する毎 にその時の締付け角度を検出してこれらの締付け角度の累積角度が所定 のねじ締付け角度に達した時に、圧縮空気の供給を自動的に停止してねじ 9の締付けが完了するのである。

次に、 本発明による上記検出回転体 7 と検出センサ 8 a、 8 b とによる ねじ締付け角度の検出方法を図 9〜図 1 5に基づいて具体的に説明する。 検出センサ 8 a、 8 bによ り、 回転円筒部材 4 と一体的に回転する検出 回転体 7の 1つの歯が通過する時に 1個のパルスを検出すると ともに単 位時間当たり における通過歯数から回転円筒部材 4の速度を検出するよ うに構成している。 なお、 上記各図において、 （ a ) は回転円筒部材 4 と 被駆動軸 6 との動作関連図、 （ b ) はねじ 9の締付け角度説明図、 （ c ) は回転円筒部材 4の回転速度と打撃毎のねじ 9の締付け角度の時間的推 移を示す図である。 またねじ 9の締付け方向は右方向の場合を示してい る。

図 9は回転円筒部材 4がフリーランニングしている状態図であって、 こ の時は打撃突起 5 a とアンビル片 5 b とからなる打撃力伝達機構 5から 被駆動軸 6には回転円筒部材 4の回転力は伝達されず、回転円筒部材 4は 図 9 ( c ) と図 1 5に右上がり線で示すよ うに、 徐々に加速しながら右方' 向にフ リ ーランニング①を行う。 検出センサ 8 a、 8 bは上述のよ うに、 互いに 90度位相の異なるパルス 信号を出力するよ う に構成されているので、 これらのパルス信号の波形 は、 図 1 5に示すよ うに、検出回転体 7がねじの締付け方向 （右回転方向） に回転している場合には一方の検出センサ 8 aからは他方の検出センサ 8 b よ り 90度位相の進んだ波形のパルス信号が出力される。 これとは逆 に、打撃突起 5 aがアンビル片 5 bに衝突して打撃を行った後検出回転体 7が回転円筒部材 4 と共に左回転方向にリバウン ドした時には両検出セ ンサ 8 a、 8 bからの信号の位相が反転する。 すなわち、 他方の検出セン サ 8 bからは一方の検出センサ 8 a よ り も 90度位相の進んだ波形のパル ス信号が出力される。

そして、 検出回転体 7が締付け方向 （右回転方向） に回転している場合 は、 他方の検出センサ 8 bからの出力波形がアップエッジ （ T ) の時に一 方の検出センサ 8 aからの波形がハイ レベル （H ) となり、 リバウンド方 向 （左回転方向） に回転している場合はローレベル （ L ) となる。 この回 転方向を示す検出信号を Q。 と し、 その波形 （H ) または （L ) は、 回転 方向が変化するまでハイ レベルまたは口一レベルを保持する。 一方、 信号 Q , は信号 Q。 と全く逆の状態を保持する。 そして、 中央演算部 1 3は、 信号 Q。 または信号 Q , によって締付け方向 （右回転方向） またはリバ ゥン ド方向 （左回転方向） を判別しながらそれぞれの方向のパルス信号を 検出させるよ うに構成されている。 従って、 フリーランニング①は正転方 向のパルス信号 （右パルス信号） によって検出される。

次に、 回転円筒部材 4がフリーランニング後、 図 1 0 ( c ) に示すよ う に、打撃突起 5 aがアンビル片 5 bに衝突する瞬間に回転円筒部材 4の回 転速度が最大②となり 、 この状態からねじ 9 のこの打撃における締付けが 開始される。 この締付け時においては、 打撃力伝達機構 5を介して締付け 方向に回転する被駆動軸 6はねじ 9 の締付けにエネルギーを消費するた め、 図 1 1 ( c ) 及び図 1 5に示すよ うに、 回転円筒部材 4は上記最大速 度②から右下がり線で示すよ うに減速③して 1回の締付けを行った後、図 1 2 ( c ) に示すように回転円筒部材 4は左方向にリバウンド④する。 上記最大速度②から減速③が開始される時点の検出方法は、図 1 5に示 すよ うに検出センサ 8 a 、 8 bによつて検出回転体 7の回転状態を検出す ることによって行われる。 即ち、 回転円筒部材 4がフリーランニング中に おいて、 加速されるに従って、 検出センサ 8 a 、 8 bによ り検出されるパ ルス信号の幅が徐々に狭く なり、打撃突起 5 aがアンビル片 5 bに衝突す る瞬間においては最小幅となった後、回転円筒部材 4の減速開始から打撃 終了 （リバウン ド開始） まで右方向のパルス信号の幅は徐々に広く なる。 この徐々に幅が狭く なるパルスと徐々に幅が広く なるパルスとを上記検 出センサ 8 a 、 8 bから出力させて上述したよ うに中央演算部 1 3におい て右パルス信号と して検出させ、最小パルス幅になった時点をこの打撃に おけるねじ 9の締付け開始点 （減速が開始される時点） と判断する。

このよ うにして、 回転円筒部材 4の減速開始時点を検出した後、 その減 速③中、 換言すれば、 減速開始から打撃終了までの間の検出回転体 7の回 転角度を検出センサ 8 a 、 8 bによって検出させる。 即ち、 減速中に検出 センサ 8 a 、 8 bを通過する検出回転体 7の歯数に相当するパルス数から ねじ 9の締付け角度 Δ Η , を検出する。 次いで、 上述したよ うに回転円筒 部材 4が左回転方向にリバゥンド④する。 このリバゥン ド④時に発生する パルスは制御開始点の決定及びボル ト とナッ トの共回り などの欠陥締付 けの判定に用いられる。

図 1 2に示すよ うに、 回転円筒部材 4のリバゥン ド④の速度は、 徐々に 小さく なって停止した後、 再び、 回転円筒部材 4はエアモータ 2からの回 転力によって右方向に加速しながら図 1 3に示すよ う にフ リーランニン グ①する。 そして、 再び、 打撃突起 5 aがアンビル片 5 bに衝突して、 図 1 4に示すよ うにその衝突した瞬間から回転円筒部材 4 の回転速度が減 速③され、その減速開始から打撃終了までの間の減速③中の検出回転体 7 の回転角度、 即ち、 ねじ 9 の締付け角度 Δ H ₂ は上述同様にして検出回転 体 7 と検出センサ 8 a 、 8 b とによって検出される。 以下、 同様にして回転円筒部材 4がフリーランニング①した後、 打撃に よ り減速③する毎に、その減速開始から打撃終了までの間の減速③中に生 じたねじ 9 の締付け角度 Δ Hを順次、中央演算部 1 3で積算する。そして、 その締付け角度の積算角度が予め設定されたねじ 9の締付け角度に達す ると、回転角信号出力部 1 4からねじ締付け完了検出部 1 5を介して電磁 弁制御部 1 6に信号を発して出力回路 1 7を介して電磁弁 1 9を停止さ せるものである。 なお、 以上の動作は、 ロジック回路でもソフ トウェアで も実現できる。

このよ う に、回転円筒部材 4が打撃時に減速するのを検出すると共にそ の減速開始から打撃終了 （リバウン ド開始） までの検出回転体 7の回転角 度を検出してねじ 9の締付け角度を得るので、 例えば、 所定の締付け角度 (例えば 50° ) を得るまで 20回の打撃が行われ且つ作業開始から終了する までの時間が 1秒であり、 1回の打撃時に回転円筒部材 4が減速する時間 の平均値が 0. 001 秒とすると、 ねじ 9の締付けを行う時間の合計は 0. 001 X 20 = 0. 02秒となる。 1秒間の締付け作業中に例えば 30° の手振れが生じ る場合でも、 締付け角度に与える角度誤差は 30° X 0. 02 1 = 0. 6 ° であ り、 所定の締付け角度 （50° ) に比べると極めて僅か （1. 2 % ) であるの で、 手振れによる誤差の割合は極めて僅かであるといえる。

また、回転円筒部材 4の減速中における検出回転体 7の回転角度の検出 は、上記方法以外に検出回転体 7が締付け方向にのみ回転するときの回転 角度、 即ち、 回転円筒部材 4が締付け方向に 1回当たり回転するフ リーラ ンニング角度と、 このフリーランニング角度を含んで 1回の締付けが完了 するまでの締付け方向の回転角度とを検出センサによって検出させるこ とによっても行うことができる。

図 1 6、 図 1 7はその検出方法の説明図であって、 回転円筒部材 4が、 右上がり線で示すよ うに、徐々に加速しながら右方向にフ リーランニング ①を行った後、打撃突起 5 aがアンビル片 5 bに衝突して回転円筒部材 4 は、右下がり線で示すよ うに減速③してリバゥン ド④するまでの 1回の締 付けを行う際に、 フ リーランニング①の開始時点を A 、 打撃を行う （最 大速度） 時点を A ₂、 締付けが完了した時点を A ₃、 リバウン ドの開始時 点を A ₄とすると、回転円筒部材 4の回転状態が図 1 7のよ うに示される。

この図 1 7から、 回転円筒部材 4の 1回あたりの右回転角度を F、 1回 当たりの右回転フリーランニング角度を J、ねじ締付け角度（ねじ回転角） を厶 Hとすると、

厶 H = F _ J (式 2 ) となり、右回転角度 F と右回転フ リ ーランニング角度 J とを上記検出回転 体 7 と検出センサ 8 a 、 8 b とによって検出させることによりねじ締付け 角度を算出することができるのである。 即ち、 検出センサ 8 a 、 8 bに対 して通過する検出回転体 7の歯数を検出することによつてねじ締付け角 度を算出するのである。 この場合、 右回転フ リ ーランニング角度 J と右回 転角度 Fの検出中に手振れが生じても、 A 時点から A ₂時点までの間の フリーランニング時間内に発生した手振れ角度分はこれらの角度の両方 に含まれるので相殺されることになる。 従って、 手振れが生じてもその影 響は被駆動軸 6がねじ 9を締付ける微小な時間 （A ₂時点から A ₃時点ま での時間） だけであるので、 殆ど無視できる程度であり、 誤差の少ない締 付け作業が行えるのである。

次に、 本発明に用いる手持ち式衝撃レンチの別の例と して、 オイルパル ス レンチのうち衝撃時にリバゥンドを生じない場合の説明をする。

図 1 8、 図 1 9はその実施例を示すもので、 オイルパルス レンチは、 周 知のよ うに、後部下面に把手部 l a を一体に設けているケ一シング 1 Aの 後部内に、 エアモータ 2 Aを設けていると と もに、 このエアモータ 2 Aの 回転駆動軸 3 Aの前端にオイルシリ ンダ 4 Aの後壁板中心部を六角の凹 凸の嵌め合わせによって一体に連結している。

なお、オイルパルス レンチは請求の範囲に記載された手持ち式衝撃レ ンチの一つの実施形態であり、ねじの締付けとゆるめの両方に用いられる 工具である。 そして、 エアモータ 2 Aは請求の範囲に記載された回転力発 生手段の一つの実施形態であり、 また、 オイルシリ ンダ 4 Aは請求の範囲 に記載された回転部材の一つの実施形態である。

前記エアモータ 2 Aはイ ンパク ト レンチと同様に、外部から把手部 1 a 内に設けている空気供給通路 （図示せず） を通じて圧縮空気を供給し、 操 作レバー 2 0および切替え用バルブ （図示せず） を操作することによって 圧縮空気によ り右方向又は左方向に高速回転させられる構成となってい る。

そして、エアモータ 2 Aの駆動軸 3 Aの回転によって一体的に回転する オイルシリ ンダ 4 Aの回転力をオイルシリ ンダ 4 A内に設けている衝撃 力伝達機構 5 Aを介して先端部がケーシング 1 Aの前端から前方に突出 させられた被駆動軸 6 Aに伝達することによ り、 この被駆動軸 6 Aの先端 に取り付けたソケッ ト体 （図示せず） に装着したねじを締付けるよ うに構 成されている。

上記衝撃力伝達機構 5 Aは図 1 9に示すよ うに、オイルシリ ンダ 4 Aの 内周面の複数箇所 （図においては四方） にシール面 5 1 、 5 1 、 5 2、 5 2を形成する一方、被駆動軸 6 A側にブレー ド挿入溝 5 3を設けてこのブ レー ド揷入溝 5 3内にスプリ ング 5 4の弾発力によって常時オイルシリ ンダ 4 Aの内周面に接する 1枚以上 （図においては 2枚） のブレー ド 5 5 を径方向に出没自在に設け、オイルシリ ンダ 4 Aの回転によってブレー ド 5 5及び被駆動軸 6 Aに 180° の位相差でもって突設している突部 5 6 、 5 6がシール面 5 1 、 5 2にそれぞれ油密状態に密接し、 その後ごく わず かオイルシリ ンダ 4 Aが回転した時に、 隣接するシール面 5 1 、 5 2間の オイルシリ ンダ 4 A内にオイルによって低圧室 L と高圧室 Hとを発生さ せ、 その差圧によつて両ブレー ド 5 5 、 5 5を介し、 被駆動軸 6 A側に衝 撃 トルクを伝達してオイルシリ ンダ 4 Aと同一回転方向に締付け力を発 生させるものである。

なお、衝撃力伝達機構 5 Aは請求の範囲に記載された回転力伝達機構の 一つの実施形態である。 また、 本例では、 上記高圧室 Hの形成は、 オイル シリ ンダ 4 Aがー回転する間に一度行うよ うに構成しているが、一回転す る間に二度以上行うよ うに構成してももちろん構わない。

このよ う に構成したオイルパルス レンチにおいて、オイルシリ ンダ 4 A の外周面には所定数の歯 7 a が設けられた歯車体からなる検出回転体 7 が一体に固着されている。

—方、 この検出回転体 7に対向して非回転側である上記ケーシング 1 A の内周面に、周方向に一定の間隔をおいて半導体磁気抵抗素子からなる一 対の検出センサ 8 a , 8 bが取り付けられている。 なお、 検出回転体 7の 回転によつて発生した信号の入力回路から電磁弁に伝達するまでの制御 回路は前述したインパク ト レンチの場合と同様であるので、その説明を省 略する。

このオイルパルス レンチによるボルト ·ナツ ト等のねじ回転角の読取り 方法を説明すると、被駆動軸 6 Aの先端部に取付けたソケッ ト体に締付け るべきねじ 9を装着すると と もに、 予め、 ねじ締付け完了検出部 1 5に所 定のねじ締付け角度を入力しておく。 その後、 操作レバー 2 0を押してォ ィルパルス レンチに圧縮空気を供給してエアモータ 2 Aをねじの締付け 方向 （右ねじの場合には右回転方向） に回転させると、 駆動軸 3 Aとオイ ルシリ ンダ 4 Aとがー体的に回転し、その回転が衝撃力伝達機構 5 Aを介 して被駆動軸 6 Aに伝達され、オイルシリ ンダ 4 Aと被駆動軸 6 Aとが一 体的に回転してねじ 9を締付け方向に高速度で回転させながら進ませる。

そして、 ねじ 9が締付け座面に着座すると被駆動軸 6 Aに抵抗 トルク (負荷） が発生して、 被駆動軸 6 Aの回転が急速に停止に近づく一方、 ォ ィルシリ ンダ 4 Aはエアモータ 2 A側からの回転駆動力によって締付け 方向に回転しながら加速し、 再び、 ブレード 5 5および突部 5 6がそれぞ れシール面 5 1 、 5 2に油密状態に密接した後、 高圧室 Hを発生させるこ とによ り、被駆動軸 6 A側に衝撃的に回転締付け力を伝達してこの被駆動 軸 6 Aを或る角度だけ締付け方向に回転させる。

この時オイルシリ ンダ 4 Aが被駆動軸側との油密によ り減速を開始し、 その減速途中におけるこのオイルシリ ンダ 4 Aの回転角度、 即ち、 被駆動 軸 6 Aによるねじ 9の締付け角度を上記検出回転体 7 と検出センサ 8 a , 8 b とによって後述するよ うに検出させる。

ねじ 9の締付け角度検出は、オイルシリ ンダ 4 Aの減速途中に測定する のであるが、 ねじ 9が締付け座面に着座する前においても減速は生じる。 しかし、ねじ 9が着座する前のオイルシリ ンダ 4 Aの減速時に関してはね じ 9の締付け角度には含めない。 このねじ 9の着座前と着座後の判定は図 2 0 ( a ) , ( b ) に示すよ うに行う。 即ち、 図 2 0 ( a ) に示すように、 ねじ 9の着座前においては、 オイルシリ ンダ 4 Aの回転速度は、 わずかな 加速、 減速を生じる。 そのオイルシリ ンダ 4 Aの回転において、 回転速度 が最大となった時の値 τ _kと、 それに続く最小となった時の値 v _k を検出 する。

そして、 回転速度の最小値 v _k が予め定めておいた下限値 （例えば、 回 転速度の最大値 T _k の 1ノ 3 ) よ り も上回る場合、 つまり、 わずかな減速 しか生じていない場合は、 ねじ 9は着座前であると判定し、 オイルシリ ン ダ 4 Aのこの減速時に関してはねじ 9の締付け角度の演算には用いない。 ねじ 9が着座すると図 2 0 ( b ) に示すよ うに、 オイルシリ ンダ 4 Aの 回転速度の最大値 T _{k + 1}とそれに続く最小値 V _{k + 1}の差が大きく なる。 回 転速度の最小値 V _{k + I}が予め定めておいた下限値 （例えば、 回転速度の最 大値 T _{k + 1}の 1 3 ) より も下回る場合、 つまり、 大きな減速が生じてい る場合は、 ねじ 9は着座後であると判定し、 オイルシリ ンダ 4 Aのこの減 速時に関してはねじ 9の締付け角度の演算に用いる。

また、 上記回転速度が最大となる時点の検出方法は、 前記図 1 5で説明 した方法と同じ方法によって行われ、回転速度が最小となる時点の検出方 法も図 1 5で説明した方法を利用する。 つま り、 この場合は、 検出センサ 8 a , 8 bによ り検出されるパルス信号の幅が徐々に広く なり最大幅とな つた後、 徐々に狭く なる。 この徐々に狭く なる手前の最大幅となった時点 を、 オイルシリ ンダ 4 Aの回転速度が最小になつた時点と判定する。 前述したよ うに、オイルシリ ンダ 4 Aが大きく減速している途中でねじ の締付けを行っているのであるが、 この間のねじ回転角の検出および演算 方法を以下に説明する。

オイルシリ ンダ 4 Aは、 図 2 1 ( a ) 、 ( b ) に示すよ うに、 被駆動軸 6 Aに対し、 ある一定角度 M手前で油密を生じ、 またある一定角度 N後ろ で油密が解除される。 これらの角度 M , Nはオイルパルス レンチの設計上 決定される角度であり、また油密状態の途中においてオイルシリ ンダ 4 A と被駆動軸 6 Aとが一体となって回転し、ねじ 9を締付ける場合にもその 角度の相互関係は成立する。

オイルシリ ンダ 4 Aの減速途中で被駆動軸 6 Aが回転する場合につい て図 2 2、 2 3に基づいて説明する。

A ₂時点でオイルシリ ンダ 4 Aと被駆動軸 6 Aによる油密が生じ、 オイ ルシリ ンダ 4 Aの減速が始まるが、 このときには被駆動軸 6 Aは停止した 状態を維持する。オイルシリ ンダ 4 Aはその時点からオイルの圧縮を開始 する。そして角度 M回転し被駆動軸 6 Aと位相が一致した後もさらに角度 g！ 回転してオイルを圧縮した時に、被駆動軸 6 Aの負荷トルクを上回る 衝撃トルクが発生し、 この時点 A ₃からオイルシリ ンダ 4 Aと被駆動軸 6 Aは角度の位相差 _{g l}を保ちながら一体となってそれぞれ同じ角度 回転する。 この角度の位相差 g の大きさは被駆動軸 6 A側の負荷トルク によって変動し、 ねじ 9の着座後の初期段階では小さい角度であり、 ねじ 9の締付けが進むにつれて大きくなる。

図 2 3では、 角度の位相差 g ₁はねじの締付け方向の角度 （右回転角度） で示したが、 この角度 g iが 0の場合やその絶対値が M り小さい負の場 合もある。

つま り、 油密が生じた後、 オイルシリ ンダ 4 Aと被駆動軸 6 Aとの位相 が一致する時または一致する手前でオイルシリ ンダ 4 Aと被駆動軸 6 A とが一体となって回転する場合もある。

そして、 被駆動軸 6 A側の負荷トルクが大き く なり、 オイルシリ ンダ 4 A内に発生した高圧室 Hと低圧室 L との差圧による衝撃 トルクを上回る 時点 A₄で被駆動軸 6 Aの回転は停止し、 オイルシリ ンダ 4 Aは油密が解 除される時点 A_sまでそのまま減速しながら回転する。

A₄時点では、 オイルシリ ンダ 4 Aは被駆動軸 6 Aに対し角度 g ,だけ 進んだ位相にあるので、 油密が解除される A₅時点まではオイルシリ ンダ 4 Aは角度 （N— _{g l}) だけ回転すればよい。

このように、 オイルシリ ンダ 4 Aは前述した方法によ り検出可能な A₂ 時点から A₅時点まで回転する間の角度 Z において、 角度 （M+ _{g l}) 回 転した後、 被駆動軸 6 Aと一体となって角度 Δ G 回転し、 その後、 オイ ルシリ ンダ 4 Aのみ角度 （N— さらに回転する。

これらの角度の和が A ₂時点から A ₅時点までのオイルシリ ンダ 4 Aの 回転角度 Z iであり、

Z！ = (M+ g！) + Δ G J + (N - g！ ) -M+N+ A G (式 3 ) となる。

角度 M， Nは前述したよ うに設計上求めることのできる値であり、 それ らの和を δ とする と、 Α ₂時点から A_s時点までの間での被駆動軸 6 Aの 回転角度つま りねじ 9の締付け角度 A G ,は A₂時点から A₅時点までの 間のオイルシリ ンダ 4 Aの回転角度 Z ,から前記角度の和 δ を引く ことに よって求めることができる。

次に、 検出回転体 7 と検出センサ 8 a， 8 bを使った被駆動軸 6 Aによ るねじ 9の締付け角度の具体的な検出方法について、図 2 4〜 3 0に基づ いて説明する。

なお、 上記各図において、 （ a ) はねじ 9の締付け角度説明図、 （ b ) は オイルシリ ンダ 4 Aの回転速度と衝撃ごとのねじ 9の締付け角度検出の 時間的推移を示す図である。 また、 ねじ 9の締付け方向は右方向の場合を 示している。

図 2 4は、オイルシリ ンダ 4 Aが加速しながらフリーランニングしてい る状態図であって、 この時はオイルシリ ンダ 4 Aは右上がりの線①で示す よ うに加速しながら右方向に回転を行う。 次に、 オイルシリ ンダ 4 Aがフ リーランニング後、 ブレ一 ド 5 5及び突部 5 6がそれぞれシール面 5 1、

5 2に油密状態に密接する瞬間に図 2 5に示すよ うに、フリーランニング の速度が最大となり、 その時点 A ₂からオイルの圧縮が開始される。

このオイルが圧縮される時においては、 図 2 6に示すよ うに、 オイルシ リ ンダ 4 Aが右下がり線②で示すよ うに減速される。 この減速初期におい ては、 高圧室 Hと低圧室 Lとの差圧によつて両ブレード 5 5、 5 5を介し 被駆動軸 6 Aを回転させよ う とする トルクは、負荷側の トルクより小さい ため、 被駆動軸 6 A及びねじ 9は静止状態を維持する。

そして、 図 2 7に示すよ うに、 さ らにオイルシリ ンダ 4 Aが減速しなが ら回転し、 一層オイルを圧縮したある時点 A ₃で高圧室 Hと低圧室 Lとの 差圧による被駆動軸 6 Aに加えられる衝撃 トルクが負荷側の トルクを上 回り、 ここからオイルシリ ンダ 4 Aと被駆動軸 6 Aとが角度の位相差を保 ちながら一体となってねじ 9をある角度締付ける。 そして、 ねじ 9を締付 けた後は負荷側の トルクが高圧室 Hと低圧室 Lとの差圧による被駆動軸

6 Aに加えられる衝撃トルクより高く なっているため、被駆動軸 6 Aは A ₄時点で停止し、 オイルシリ ンダ 4 Aは図 2 8に示すよ うに、 油密が解除 される時点の A ₅まで減速しながら回転する。

そして、 A ₅時点を過ぎるとオイルシリ ンダ 4 Aには油密の抵抗がなく なり、 再び加速しながら、 図 2 9に示すよ うにフリーランユング①を開始 する。そして、再びオイルシリ ンダ 4 Aが被駆動軸 6 Aと油密状態となり、 図 3 0に示すよ うに、 減速②し、 その減速途中においてオイルシリ ンダ 4 Aと被駆動軸 6 Aとが再び角度の位相差を保ちながら一体となってねじ 9をある角度締付けた後、油密が解除されるまでオイルシリ ンダ 4 Aは減 速する。

上記オイルシリ ンダ 4 Aの減速途中における被駆動軸 6 Aの回転角度、 つま りねじ 9の回転角度は、 A ₃時点から A ₄時点までの期間での角度で あり 、 この間のねじ回転角度 Δ G，は、 前述した方法によって角度 Z：を 検出した後、 角度 （Z :— δ ) と して演算する。

以下同様にして、 オイルシリ ンダ 4 Αがフリーランニングした後減速 し、 その減速の途中でねじ 9を締付けるが、 その減速途中に生じたねじ締 付けの角度 Δ Gを中央演算部 1 3で積算し、その締付け角度の積算角度が 予め設定したねじ 9の締付け角度に達すると、回転角信号出力部 1 4から ねじ締付け完了検出部 1 5 を介して電磁弁制御部 1 6に信号を発して出 力回路 1 7を介して電磁弁 1 9を停止させるものである。

また、オイルシリ ンダ 4 Aの減速途中における検出回転体 7による被駆 動軸 6 Aの回転角度の検出は、上記方法以外にオイルシリ ンダ 4 Aが締付 け方向に 1回当たり回転するフ リーランニング角度と このフ リーラン二 ング角度を含んで 1 回の減速が完了するまでの回転角度を検出センサに よつて検出させることによっても行う ことができる。

図 3 1、 3 2はその検出方法の説明図であって、 オイルシリ ンダ 4 Aが 右上がり線で示すよ うに加速しながらフリーランニング①を行った後、ォ ィルシリ ンダ 4 Aと被駆動軸 6 Aの油密が生じ、オイルシリ ンダ 4 Aは右 下がり線で示すように減速②してその途中で 1回の締付けを行う。 ここに おいて、 フリーランニング①の開始点を Ai、 油密が始まる （最大速度） 時点を A₂、 ねじの回転が始まる時点を A₃、 ねじの回転が止まる時点を A ₄、 オイルシリ ンダ 4 Aの減速が終わり 、 次の加速が始まる時点を A ₅ とすると、 オイルシリ ンダ 4 Aの回転状態が図 3 2のよ うに示される。 この図 3 2から、オイルシリ ンダ 4 Aの 1サイクル当たりの右回転角度 を F ' 、 1回当たりの右回転フ リーランニング角度を】 ， 、 オイルシリ ン ダ 4 Aの減速角度を Z、 ねじ締付け角度 （ねじ回転角） を A Gとすると、 厶 G= Z— 5 = (F ' — J ， ） 一 S (式 4 ) となり、 右回転角度 F ' と右回転フ リ ーランニング角度 J ' とを上記検 出回転体 7 と検出センサ 8 a , 8 b とによって検出させることによ り、 ね じ締付け角度を演算するのである。 この場合、 右回転フ リ一ランニング角 度 J ' と右回転角度 F ' の検出中に手振れが生じても、 A ,時点から A₂ 時点までの間のフ リーランニング時間内に発生した手振れ角度分はこれ らの両方の角度に含まれるので相殺されることになる。 従って、 手振れが 生じてもその影響はオイルシリ ンダ 4 Aが減速す、る微小な時間 （A ₂時点 から A ₅時点までの時間） だけであるので殆ど無視できる程度であり、 誤 差の少ない締付け作業が行えるのである。

以下においては、 締付け作業の評価を行うために、 手振れの発生の程度 を検出する方法に関して説明する。

実際の作業の品質を検討するには、締付け作業の信頼性を確認する必要 があるので、 締付け作業における手振れの程度を把握しなければならな レヽ。

まず、 リバゥン ドを生じる衝撃レンチの場合について説明する。

この場合は、 図 3 3に示したよ うに、 打撃から次の打撃までの 1サイク ル中の回転角度に対応して検出され、 導き出されるパルス数、 つまり締付 け方向の回転角度に相当するパルス数 （F _P ) からリバウンド角度に相当 するパルス数 （R _p ) を差し引いたパルス数は、 回転円筒部材 4が 1回転 当たり 1回の打撃をする構成のレンチの場合には、手振れがない場合の 1 回転当たりのパルス数（P d _p で表し、 この場合は 360 ° 相当のパルス数） と、 締付け角度に相当するパルス数 （ Δ Η _Ρ ) と、 手振れによるパルス数 ( h _p ) との和となっている。 手振れによるパルス数 （ h _P ) は手振れ の方向によ り後述するよ うに、 正の値、 負の値、 およびゼロを取り得る。 そこで、締付け作業の開始から終了までに回転円筒部材が回転すること によって検出され、 導き出されるパルス数 （これを全パルス数と称し、 締 付け方向のパルス数 （F _P ) の累計から締付けと反対方向のパルス数 （R p ) の累計を差し引いたもので表される。 ） は、 下記の式 5に示したよ う に、 実際のねじの締付け角度に対応したパルス数 （ Δ H _P で表され、 これ を進角パルス数と称する。 ） の累計と、 設計に基づき予め設定された設計 パルス数 （ P d _P ) の作業終了までの打撃回数分の累計 （=設計パルス数 X打撃数 n ) と、 手振れ角度に対応した手振れパルス数 （ h _P ) の作業終 了までの累計との和と してあらわすことができる。 前記設計パルス数は、 そのインパク ト レンチに関して決められた固有値であり、回転円筒部材が 1回転する毎に m回の打撃を発生する構成のレンチの場合は、 360° Z m の角度に相当するパルス数である。 従って、 回転円筒部材 4が 1回転当た り 1 回の打撃をする構成のレンチであれば 360 ° に相当するパルス数で あり、 1回転当たり 2回の打撃をする構成の場合であれば 180 ° に相当す るパルス数である。

全パルス数 =進角パルス数の累計 +設計パルス数の累計

+手振れパルス数の累計 （式 5 ) 次に、 リバゥンドを生じない衝搫レンチの場合について図 3 4をもとに 説明する。

回転部材と してのオイルシリ ンダ 4 Aが加速しはじめる時点から減速 が終了するまでの 1サイクルの回転角度に対応して検出され、導き出され るパルス数は、オイルシリ ンダ 4 Aが 1回転当たり 1回の衝撃を生じる構 成のレンチの場合には、 手振れがない場合の 1回転当たりのパルス数 （P d _Pで表し、 この場合は 360° 相当のパルス数） から角度 δ (図 2 3に示し た角度 Μと Νの和） に相当するパルス数を引いたものと、 手振れによるパ ルス数と、オイルシリ ンダ 4 Αの減速時に検出されるパルス数との和と し て表すことができる。 このオイルシリ ンダ 4 Aの減速時に検出されるパル ス数はねじ締付け角度に相当するパルス数 （進角パルス数と称する） と、 上記角度 δ に相当するパルス数との和である。 つま り、 オイルシリ ンダ 4

Αの 1サイクルの回転角度に相当するパルス数は、

1サイクルの回転角度に相当するパルス数

= ( P d _p — δに相当するパルス数） +手振れパルス数

+ (進角パルス数 + δ に相当するパルス数）

= P d _ρ +手振れパルス数十進角パルス数 （式 6 ) と して表すことができる。

そこで締付け作業の開始から終了までにオイルシリ ンダ 4 Αが回転す ることによって検出され、 導き出されるパルス数 （これを総合パルス数と 称する） は、 下記の式 7に示したよ うに、 実際のねじの締付け角度に対応 したパルス数、 つまり進角パルス数 （A G _Pで表される） の累計と、 設計 に基づき予め設定された設計パルス数 （P d _P ) の作業終了までの衝撃回 数分の累計 （=設計パルス数 X打撃数 n ) と、 手振れ角度に対応した手振 れパルス数 { h p ) の作業終了までの累計との和と して表すことができる。 前記設計パルス数とはリバゥン ドを生じる衝撃レンチの場合と同じ內 容を示し、オイルシリ ンダ 4 Aが 1回転する毎に m回の衝撃を発生する構 成のレンチでは 360° mの角度に相当するパルス数である。

総合パルス数 =進角パルス数の累計 +設計パルス数の累計

+手振れパルス数の累計 （式 7 ) ここで、衝撃レンチにおいてリバゥン ドを生じる場合の式 5に示された 全パルス数は、前述した通り締付け方向のパルス数の累計から締付けと反 対方向のパルス数の累計を差し引いたものを示しているが、 リバウンドを 生じない場合は、 この締付けと反対方向のパルス数の累計を 0 とすること で総合パルス数は全パルス数と同様に扱う ことができる。 従って、 式 7は 式 5 と同じ意味になるため後述する手振れパルス数の累計や手振れ率に ついてはリバウン ドを生じる衝撃レンチと リバウン ドを生じない衝撃レ ンチは同様に极う こととする。

ここで、 上記式 5において、 進角パルス数の累計と全パルス数は上述し たよ うに、 検出回転体 7 と検出センサ 8 a 、 8 b とによって検出され、 設 計パルス数は予め定まっているので、手振れパルス数の累計は以下の式 8 によって算出できる。

手振れパルス数の累計 =全パルス数一進角パルス数の累計

一設計パルス数の累計 （式 8 ) なお、 手振れパルス数の累計は、 正、 負またはゼロのいずれかの値をと る。 手振れパルス数の累計が負の場合は、 以下の 3つの内のいずれかの手 振れが発生した事を示す。 ① i /3 _w (正） I > i i3 c (正）

② i w (負） I く I c (負）

③ β w (正） かつ β c (負） (但し、 3 _w と /3 c の角度がとも ί: ゼロの場合を除く。 ）

手振れパルス数の累計が正の場合は、以下の 3つの内のいずれかの手振 れが発生した事を示す。

④ I w (正） I < I /3 c (正） I

⑤ I (負） I > I c (負） I

⑥ β w (負） かつ β c (正） （但し、 β w と β c の角度がと もに ゼロの場合を除く。 ）

ここにおいて、

β w (正） ： インパク ト レンチを含む衝撃レンチがねじ中心に対してねじ の締付け方向と同じ方向に回転した角度。 角度がゼロの場合も含む。

β w (負） ： インパク ト レンチを含む衝撃レンチがねじ中心に対してねじ の締付け方向と反対方向に回転した角度。 角度がゼロの場合も含む。

β c (正） ： ねじ中心がその中心点以外のある点を中心にねじの締付け方 向と同じ方向に回転した角度。 角度がゼロの場合も含む。

β c (負） ：ねじ中心がその中心点以外のある点を中心にねじの締付け方 向と反対方向に回転した角度。 角度がゼロの場合も含む。

また、 締付け作業の終了までの間に含まれる手振れの割合 （これを手振 れ率と称する。 ） は、 以下の式 9で算出することができる。

手振れ率 =手振れパルス数の累計の絶対値 （全パルス数一進角パル ス数の累計） （式 9 )

そこで、締付け作業の品質を示す指標と して手振れ率を用いることがで きる。 手振れ率が大きい場合には、 謇告を発して作業のやり直し等を促す ことができる。 また、 締付け作業の訓練に応用することもできる。

また、 前記式 8で算出した手振れパルス数の累計を、 予め設定された許 容パルス数と比較することによつて、手振れパルス数の累計が多過ぎる場 合には手振れ角度が大きく締付けの信頼性が低いと評価し、手振れパルス 数の累計が少ない場合には手振れ角度が小さ く締付けの信頼性が高いと 評価することができる。

さらにまた、 前記式 9で算出した手振れ率によつて評価してもよい。 こ のときは、 前記式 9で算出した手振れ率を、 予め設定された許容率と比較 することによって、手振れ率が大き過ぎる場合には締付けの信頼性が低い と評価し、手振れ率が小さい場合には締付けの信頼性が高いと評価するこ とができる。

なお、 リバウンドを生じる衝撃レンチの場合は、 以下に示すように、 リ バウン ドの方向の回転角度を用いて締付けの信頼性を評価することがで さる。

例えばボルトとナツ トが共回り していると、打撃後に生じる リバウンド 方向の回転角度が正常な場合より小さくなる。 また、 ボルトとナツ トが斜 めに締められていて締結が不完全である場合にも、打撃後に生じるリバウ ンド方向の回転角度が正常な場合より小さくなる。

このような状況を発見するために、打撃毎の回転部材のリバウンド方向 の回転角度を、 予め設定された基準角度と比較することによって、 リバウ ンド方向の回転角度が小さい場合には、ボルト とナツ トが共回り していた り、 締結が不完全である可能性が高く 、 締付けの信頼性が低いと評価する ことができるのである。

また、 打撃毎のリバゥンド方向の回転角度の累計を、 予め設定された基 準累計角度と比較することによって、前記リバゥン ド方向の回転角度の累 計が正常な場合より小さ過ぎる場合には、締付けの信頼性が低いと評価す ることができる。

次に、前述した構成のリバゥン ドを生じる衝撃レンチの一例と してのィ ンパク ト レンチを用いて、本発明の手持ち式動力ねじゅるめ工具の制御方 法を以下に説明する。

なお、 ここに説明するイ ンパク ト レンチは、 手持ち式動力ねじ締め工具 の一つでねじの締付けとゆるめの両方に用いられるが、ねじのゆるめに用 いられる場合は請求の範囲に記載された手持ち式動力ねじゅるめ工具の 一つの実施形態となっている。

まず、被駆動軸 6 の先端部に取り付けたソケッ ト体をゆるめるべきねじ 9に装着すると ともに、 予め、 ねじゆるめ完了検出部 1 5 Bに所定のねじ ゆるめ角度を入力しておく 。 しかる後、 電磁弁 1 9を開放させると共にィ ンパク ト レンチの切替え用バルブをねじのゆるめ側に切り替えた後に、操 作レバー 2 0を操作してィンパク ト レンチに圧縮空気を供給し、エアモー タ 2をねじのゆるめ方向（右ねじの場合には左回転方向）に回転させると、 回転円筒部材 4が被駆動軸 6の胴体部 6 a回りをフリーランニングし、 こ のフ リーランニング中において、回転円筒部材 4はエアモータ 2の回転駆 動力によって加速される一方、 図 3 5、 図 3 6に示すよ うにカム板 5 。が 回転円筒部材 4の内周面に接してアンビル片 5 bが傾き、回転円筒部材 4 が、図 3 7に示すよ うにその打撃突起 5 a をアンビル片 5 bに衝撃的に係 合させ、その打撃力によって被駆動軸 6に回転円筒部材 4の回転力を伝達 してその被駆動軸 6を或る角度だけゆるめ方向に回転させる。 この時のゆ るめ角度を検出回転体 7 と検出センサ 8 a 、 8 b とによって後述するよ う に検出させる。

このねじ 9をゆるめる時には、被駆動軸 6側にはエアモータ 2の回転力 以上の抵抗力が生じているので、被駆動軸 6が上記打撃突起 5 a による打 撃力で或る角度だけゆるめ方向に回転し終わった瞬間に、回転円筒部材 4 が図 3 8に示すよ うにゆるめ方向と反対方向にリバウン ドした後、エアモ ータ 2の回転駆動力によってゆるめ方向にフリーランニングし、 再び、 同 様にして打撃突起 5 a をアンビル片 5 bに衝撃的に係合させて被駆動軸 6をさ らにゆるめ方向に回転させる。 このときのゆるめ角度を上記検出回 転体 7 と検出センサ 8 a 、 8 b とによって読み取り、 以下、 回転円筒部材 4がフリーランニングをした後、打撃突起 5 aがアンビル片 5 bに衝突す る毎にその時のゆるめ角度を検出してこれらのゆるめ角度の累積角度が 予め設定された所定のねじゆるめ角度に達した時に、圧縮空気の供給を自 動的に停止してねじ 9のゆるめが完了するのである。

このよ うに、予め設定されたねじゆるめ角度でインパク ト レンチを停止 させるので、ボルトゃナッ トが脱落したりするという問題は解決できるの である。

なお、 本発明による上記検出回転体 7 と検出センサ 8 a 、 8 b とによる ねじゆるめ角度の検出方法は、図 9〜図 1 5に基づいて説明した内容と同 様の基本技術を用いたものである力 S、念のために図 3 9〜図 4 5に基づい て具体的に説明する。

検出センサ 8 a 、 8 bによ り、 回転円筒部材 4 と一体的に回転する検出 回転体 7の 1つの歯が通過する時に 1個のパルスを検出すると と もに単 位時間当たり における通過歯数から回転円筒部材 4の速度を検出するよ うに構成している。 なお、 上記各図において、 （ a ) は回転円筒部材 4 と 被駆動軸 6 との動作関連図、 （ b ) はねじ 9のゆるめ角度説明図、 （ c ) は回転円筒部材 4の回転速度と打撃毎のねじ 9のゆるめ角度の時間的推 移を示す図である。 また、 ねじ 9のゆるめ方向は左方向の場合を示してい る。

図 3 9は回転円筒部材 4がフリーランニングしている状態図であって、 この時は打撃突起 5 a とアンビル片 5 b とからなる打撃力伝達機構 5か ら被駆動軸 6には回転円筒部材 4の回転力は伝達されず、回転円筒部材 4 は図 3 9 ( c ) と図 4 5に右下がり線で示すよ うに、 徐々に加速しながら 左方向にフリーランニング①を行う。

検出センサ 8 a 、 8 bは上述のよ うに、 互いに 90度位相の異なるパルス 信号を出力するよ うに構成されているので、 これらのパルス信号の波形 は、 図 4 5に示すよ うに、検出回転体 7がねじのゆるめ方向 （左回転方向） に回転している場合には一方の検出センサ 8 a からは他方の検出センサ 8 b よ り 90度位相の遅れた波形のパルス信号が出力される。 これとは逆 に、打撃突起 5 aがアンビル片 5 bに衝突して打撃を行った後検出回転体 7が回転円筒部材 4 と共に右回転方向にリ バゥン ドした時には両検出セ ンサ 8 a 、 8 bからの信号の位相が反転し、 他方の検出センサ 8 bからは —方の検出センサ 8 a よ り も 90度位相の遅れた波形のパルス信号が出力 される。

そして、 検出回転体 7がゆるめ方向 （左回転方向） に回転している場合 は、 他方の検出センサ 8 bからの出力波形がァップェッジ （ ΐ ) の時に一 方の検出センサ 8 aからの波形がローレベル （ L ) となり、 リバウンド方 向 （右回転方向） に回転している場合はハイ レベル （H ) となる。 この回 転方向を示す検出信号を Q。 と し、 その波形 （L ) または （H ) は、 回転 方向が変化するまでローレベルまたはハイ レベルを保持する。 一方、 信号 Q , は信号 Q。 と全く逆の状態を保持する。 そして、 中央演算部 1 3に おいて、 信号 Q。 または信号 によってゆるめ方向 （左回転方向） ま たはリバゥン ド方向 （右回転方向） を判別しながらそれぞれの方向のパル ス信号を検出させるように構成している。

次に、 回転円筒部材 4がフリーランニング後、 図 4 0 ( c ) に示すよう に、打撃突起 5 aがアンビル片 5 bに衝突する瞬間に回転円筒部材 4の回 転速度が最大②となり、 この状態からねじ 9 のこの打撃時におけるゆるめ が開始される。 このゆるめ時においては、 打撃力伝達機構 5を介してゆる め方向に回転する被駆動軸 6はねじ 9のゆるめにエネルギーを消費する ため、 図 4 1 ( c ) 及び図 4 5に示すよ うに、 回転円筒部材 4は左方向へ の上記最大速度②から右上がり線で示すよ うに減速③して 1回のゆるめ を行った後、 図 4 2 ( c ) に示すよ うに回転円筒部材 4は右方向にリバウ ンド④する。

上記最大速度②から減速③が開始される時点の検出方法は、図 4 5に示 すよ うに検出センサ 8 a 、 8 bによって検出回転体 7の回転状態を検出す ることによって行われる。 即ち、 回転円筒部材 4がフリ一ランニング中に おいて、 加速されるに従って、 検出センサ 8 a 、 8 bによ り検出されるパ ルス信号の幅が徐々に狭く なり、打撃突起 5 aがアンビル片 5 bに衝突す る瞬間においては最小幅となった後、回転円筒部材 4の減速開始から打撃 終了 （リバウン ド開始） まで左方向のパルス信号の幅は徐々に広く なる。 この徐々に幅が狭く なるパルスと徐々に幅が広く なるパルスとを上記検 出センサ 8 a 、 8 bから出力させて上述したよ うに中央演算部 1 3におい て左パルス信号と して検出させ、最小パルス幅になった時点をこの打撃に おけるねじ 9のゆるめ開始点 （減速が開始される時点） と判断する。

この時点が検出されたときは、ゆるめるための打撃が発生したことが検 出されたことになるのである。

このよ うにして、ゆるめるための打撃が発生したことを検出し、さらに、 ゆるめ角度を検出する。 この場合には、 回転円筒部材 4の減速開始時点を 検出した後、 その減速③中、 換言すれば、 減速開始から打撃終了までの間 の検出回転体 7の回転角度を検出センサ 8 a 、 8 bによって検出させる。 即ち、 減速中に検出センサ 8 a 、 8 bを通過する検出回転体 7の歯数に相 当するパルス数からねじ 9のゆるめ角度 Δ を検出する。 次いで、 上述 したように回転円筒部材 4が右回転方向にリバゥンド④する。

図 4 2に示すよ うに、 回転円筒部材 4のリバゥン ド④の速度は、 徐々に 小さく なって停止した後、 再び、 回転円筒部材 4はエアモータ 2からの回 転力によって左方向に加速しながら図 4 3に示すよ うにフ リーランニン グ①する。 そして、 再び、 打撃突起 5 aがアンビル片 5 bに衝突して、 図 4 4に示すよ う にその衝突した瞬間から回転円筒部材 4の回転速度が減 速③され、 ゆるめるための打撃が再び発生したことが検出される。

このとき、前記減速開始から打撃終了までの間の減速③中の検出回転体 7の回転角度、 即ち、 ねじ 9のゆるめ角度 Δ Κ ₂ を上述同様にして検出回 転体 7 と検出センサ 8 a 、 8 b とによって検出する。

以下、 同様にして回転円筒部材 4がフリーランニング①した後、 打撃に よ り減速③する毎に、その減速開始から打撃終了までの間の滅速③中に生 じたねじ 9のゆるめ角度 Δ Kを順次、中央演算部 1 3で積算する。そして、 そのゆるめ角度の積算角度が予め設定されたねじ 9のゆるめ角度に達す ると、回転角信号出力部 1 4からねじゅるめ完了検出部 1 5 Bを介して電 磁弁制御部 1 6に信号を発して出力回路 1 7を介して電磁弁 1 9を停止 させるものである。 なお、 以上の動作は、 ロジック回路でもソフ トウェア でも実現できる。

以上において説明した制御方法は、小さい トルクでは容易にゆるめられ ないねじを、 予め設定されたねじゆるめ角度 （例えば、 最初の打撃が発生 してから 5回転した角度）だけゆるめた状態でィンパク ト レンチを一旦停 止するように制御する方法である。

必要に応じて、 さらにゆるめる場合には、 再度ィンパク ト レンチを作動 させるとよレ、。

次に説明する制御方法は、締付けられたねじをある程度の大きな トルク でゆるめたあとは、手作業でゆるめることのできるよ うな状態のねじに用 いられる方法であり、 ねじのゆるめ角度と しては、 ある回数の打撃を発生 させてゆるめた後に、 所定の回数分を回転させた時点で、 イ ンパク ト レン チを一旦停止するように制御する方法である。

こよ うな場合には、 ある回数の打撃のあと、 ねじのゆるめ トルクがイン パク ト レンチの作動トルクよ り小さく なつて、打撃した後にゆるめ方向へ の回転速度が 0にならずに被駆動軸 6がゆるめ方向に回転し続けるよ う になる。 このまま回転を継続するとボルトもしく はナツ トの脱落に至るの で、 予め設定されたねじゆるめ角度 （例えば、 リバウン ドを伴わない最初 の打撃から、 さらに 5回転する角度。 ） でインパク ト レンチの作動を停止 させる必要がある。

そのためには、 リバゥン ドを伴わない最初の打撃の発生を検出する必要 がある。 リバゥン ドを伴わない最初の打撃とは、 その後回転円筒部材 4が 1回転以上フ リ 一ランニングしても回転速度が 0にならない力 、 または回 転方向が反転しなかった場合である。

その場合は、 図 4 6の （ a ) に示したよ うに、 リバウン ドを伴わない最 初の打撃 （ P ₂ ) の後は回転速度が低下する （ P ₃ ) 、 そのあと、 再び 回転速度が上昇する （P ₄ ) よ うになる。 図 4 6 の （ b ) はねじのゆるめ 角度の累積値を示す図である。

従って、 リバゥン ドを伴わない最初の打撃を検出するには、 その打撃の あと回転円筒部材 4が 360° 回転する間に回転速度が 0にならないこと、 または回転方向が反転しないことを検出すればよレ、。実際には手振れ等の 要因があるので、 打撃のあと 2回転 （720° ) する間に回転方向が反転し ないことを検出すればよい。

なお、回転円筒部材 4が 1回転当たり 1回の打撃を発生する構成の場合 は、 上述したよ うな条件でよいが、 例えば 1回転当たり 2回の打撃を発生 する構成の場合には、 リバウン ドを伴わない最初の打撃とは、 回転円筒部 材 4がその後 180° 回転しても回転速度が 0にならないか、 または回転方 向が反転しなかった場合であり、 手振れを勘案しても 360° 回転する間に 回転速度が 0にならないか、または回転方向が反転しなければリバウンド を伴わない最初の打撃であると判断できる。以下においても回転円筒部材 4が 1回転当たり 1回の打撃を発生する構成の場合で説明する。

以上の理由から、 図 4 6の （ c ) のよ うに、 打撃を検出する毎にパルス を発生させ、 このパルスによって左パルスを積算するカウンタを設け、 こ のカウンタは、 回転方向が反転すると信号 Q。もしく は信号 Q：によって、 図 4 6の （ d ) のようにリセッ トされるよ うに構成する。

さ らに、 カウンタがリセッ 卜 されることなく カウン トアップを続け、 2 回転 （720° ) 分の左パルスを積算した時点で、 先の打撃がリバウン ドを 伴わない最初の打撃であつたと判断するよ うに構成する。

以上の構成によって、 リバゥンドを伴わない最初の打撃を検出すること ができるのである。

次に、カウンタによって、左パルスを更に積算し続け、 さ らに 5回転（ 5

X 360° ) 分を積算した時点 （ P ₅ ) で、 回転角信号出力部 1 4からねじゅ るめ完了検出部 1 5 Bを介して電磁弁制御部 1 6に信号を発して出力回 路 1 7を介して電磁弁 1 9を停止させる。 なお、 以上の構成はロジック回 路でも、 ソフ トウェアでも実現できる。

このよ うにして、予め設定されたねじゆるめ角度に達した時点でインパ ク ト レンチの作動を停止するので、ボルトやナツ トをゆるめ過ぎて脱落し たりすることがなく なる。

次に、 本発明に用いる手持ち式動力ねじゅるめ工具の別の例と して、 ォ ィルパルス レンチのうち、衝撃時にリバゥンドを生じない場合について図 1 8を参照して説明する。 なお、 オイルパルス レンチは、 手持ち式動力ね じ締め工具の一つで、 ねじの締付けとゆるめの両方に用いられるが、 ねじ のゆるめに用いられる場合は、請求の範囲に記載された手持ち式動力ねじ ゆるめ工具の一つの実施形態となっている。

まず、被駆動軸 6 Aの先端部に取り付けたソケッ ト体をゆるめるべきね じ 9に装着すると ともに、 予め、 ねじゆるめ完了検出部 1 5 Bに所定のね じゅるめ角度を入力しておく。 その後、 電磁弁 1 9を開放させると ともに オイルパルス レンチの切替え用バルブをねじのゆるめ側に切り替えた後 に、 操作レバー 2 0を押してオイルパルス レンチに圧縮空気を供給し、 ェ ァモータ 2 Aをねじのゆるめ方向 （右ねじの場合には左回転方向） に回転 させると、オイルシリ ンダ 4 Aはエアモータ 2 A側からの回転駆動力によ つてゆるめ方向に回転しながら加速し、 図 4 7に示すよ うに、 ブレード 5 5及び突部 5 6がそれぞれシール面 5 1 、 5 2に油密状態に密接した後、 高圧室 Hを発生させることによ り被駆動軸 6 A側に衝撃的に回転トルク を伝達してこの被駆動軸 6 Aを或る角度だけゆるめ方向に回転させる。 こ の時、 オイルシリ ンダ 4 Aが減速し、 その減速途中におけるこのオイルシ リ ンダ 4 Aの回転角度、 即ち、 被駆動軸 6 Aによるねじ 9のゆるめ角度を 検出回転体 7 と検出センサ 8 a 、 8 b とによつて後述するよ うに検出させ る。

オイルシリ ンダ 4 Aが減速している途中でねじのゆるめを行っている のであるが、 この間のねじ回転角の検出および演算方法を以下に説明す る。 オイルシリ ンダ 4 Aは、 図 4 8 ( a ) 、 ( b ) に示すよ うに、 被駆動軸 6 Aに対し、 ある一定角度 M手前で油密を生じ、 またある一定角度 N後ろ で油密が解除される。 これらの角度 M， Nはオイルパルス レンチの設計上 決定される角度であり、また油密状態の途中においてオイルシリ ンダ 4 A と被駆動軸 6 Aとが一体となって回転し、ねじ 9をゆるめる場合にもその 角度の相互関係は成立する。

オイルシリ ンダ 4 Aの減速途中で被駆動軸 6 Aが回転する場合につい て図 4 9、 5 0に基づいて説明する。

A ₂時点でオイルシリ ンダ 4 Aと被駆動軸 6 Aによる油密が生じ、 オイ ルシリ ンダ 4 Aの減速が始まるが、 このときには被駆動軸 6 Aは停止した ままの状態を維持する。オイルシリ ンダ 4 Aはその時点からオイルの圧縮 を開始する。そして角度 M回転し被駆動軸 6 Aと位相が一致した後もさら に角度 g ,回転してオイルを圧縮した時に、 被駆動軸 6 Aの負荷トルクを 上回る衝撃 トルクが発生し、 この時点 A ₃からオイルシリ ンダ 4 Aと被駆 動軸 6 Aは角度の位相差 g：を保ちながら一体となってそれぞれ同じ角度 Δ G ,回転する。 この角度の位相差 の大きさは被駆動軸 6 A側の負荷 トルクによって変動し、 ねじ 9のゆるめの初期段階では大きな角度であ り、 ねじ 9のゆるめが進むにつれて小さくなる。

図 5 0では、 角度の位相差 _{g l}はねじのゆるめ方向の角度 （左回転角度） で示したが、 この角度 g iが 0の場合やその絶対値が Mよ り小さい負の場 合もある。

つまり、 油密が生じた後、 オイルシリ ンダー 4 Aと被駆動軸 6 Aとの位 相が一致する時または一致する手前でオイルシリ ンダー 4 Aと被駆動軸 6 Aとが一体となって回転する場合もある。

そして、オイルシリ ンダ 4 A内に発生した高圧室 Hと低圧室 Lとの差圧 による衝撃トルクが負荷側 トルク よ り相対的に小さく なる時点 A ₄で被駆 動軸 6 Aの回転は停止し、オイルシリ ンダ 4 Aは油密が解除される時点 A ₅までそのまま減速しながら回転する。 A ₄時点では、 オイルシリ ンダ 4 Aは被駆動軸 6 Aに対し角度 g iだけ 進んだ位相にあるので、 油密が解除される A s時点まではオイルシリ ンダ 4 Aは角度 （N— _{g l} ) だけ回転すればよい。 このよ う に、 オイルシリ ン ダ 4 Aは前述した方法によ り検出可能な A ₂時点から A ₅時点まで回転す る間の角度 において、 角度 （M + _{g l} ) 回転した後、 被駆動軸 6 Aと —体となって角度 A G i回転し、その後、オイルシリ ンダ 4 Aのみ角度（N - g i ) さらに回転する。

これらの角度の和が A ₂時点かち A ₅時点までのオイルシリ ンダ 4 Aの 回転角度 であり、 式 3に示したと同様に、 角度 Z ,は角度 Mと Nと Δ G iとの和となる。 角度 M , Nは前述したよ うに設計上求めることのでき る値であり 、 それらの和を δ とする と、 Α ₂時点から Α ₅時点までの間で の被駆動軸 6 Aの回転角度つま りねじ 9のゆるめ角度 A G は A ₂時点か ら A ₅時点までの間のオイルシリ ンダ 4 Aの回転角度 Z iから前記角度の 和 δ を引く ことによって求めることができる。

なお、 検出回転体 7 と検出センサ 8 a , 8 bを使った被駆動軸 6 Aによ るねじ 9のゆるめ角度の具体的な検出方法については、図 2 4〜 3 0に基 づいて説明した内容と同様の基本技術を用いたものであるため省略する。 上述した制御方法は、 小さレ、 トルクでは容易にゆるめられないねじを、 予 め設定されたねじゆるめ角度 （例えば、 最初の衝撃が発生してから 5回転 した角度）だけゆるめた状態でオイルパルス レンチを一旦停止するよ うに 制御する方法である。 必要に応じて、 さらにゆるめる場合には、 再度オイ ルパルス レンチを作動させるとよレ、。

次に説明する制御方法は、締付けられたねじをある程度の大きな トルク でゆるめた後は、手作業でゆるめるこ とのできるよ うな状態のねじに用い られる方法であり、 ねじのゆるめ角度と しては、 ある回数の衝撃を発生さ せてゆるめた後に、 所定回数分を回転させた時点で、 オイルパルス レンチ を一旦停止するように制御する方法である。

このよ うな場合には、 ある回数の衝撃の後、 ねじのゆるめ トルクがオイ ルパルス レンチの作動 トルクよ り小さく なつて、衝撃を与えた後にゆるめ 方向への回転速度がしきい値を下回らずに被駆動軸 6 Aがゆるめ方向に 回転し続けるよ うになる。 このままで回転を継続するとボルトもしく はナ ッ トの脱落に至るので、 予め設定されたねじゆるめ角度 （例えば、 しきい 値を下回らない最初の衝撃から、 さ らに 5回転する角度） でオイルパルス レンチの作動を停止させる必要がある。

そのためには、 しきい値を下回らない最初の衝撃の発生を検出する必要 がある 。 しきい値を下回らない最初の衝撃とは、 その後オイルシリ ンダ 4 Aが 1 回転以上フリ一ランユングしても回転速度がしきい値を下回ら なかった場合である。

その場合は、 図 5 1 の （ a ) に示したよ うに、 しきい値を下回らない最 初の衝撃 （ P ₂ ) の後は回転速度が低下する （ P ₃ ) 力 S、 そのあと、 再び 回転速度が上昇する （ P ₄ ) よ うになる。 図 5 1 の （ b ) はねじのゆるめ 角度の累積値を示す図である。

従って、 しきい値を下回らない最初の衝撃を検出するには、 その衝撃の あとオイルシリ ンダ 4 Aが 360° 回転する間に回転速度がしきい値を下回 らないことを検出すればよい。 実際には手振れ等の要因があるので、 衝撃 のあと 2回転 （720° ) する間に回転速度がしきい値を下回らないことを 検出すればよい。

なお、オイルシリ ンダ 4 Aが 1回転当たり 1回の衝撃を発生する構成の 場合は、 上述したよ うな条件でよいが、 例えば 1回転当たり 2回の衝撃を 発生する構成の場合には、 しきい値を下回らない最初の衝撃とは、 オイル シリ ンダ 4 Aがその後 180° 回転しても回転速度がしきい値を下回らなか つた場合であり、 手振れを勘案しても 360° 回転する間に回転速度がしき い値を下回らなければ、 しきい値を下回らない最初の衝擊であると判断で きる。以下においてもオイルシリ ンダ 4 Aが 1回転当たり 1回の衝撃を発 生する構成の場合で説明する。

以上の理由から、 図 5 1 の （ c ) のよ うに、 減速開始時点を検出する毎 にパルスを発生させ、 このパルスによって左パルスを積算するカウンタを 設け、 このカウンタは、 回転速度がしきい値を下回ると信号 Q。もしく は 信号 Q！によって、 図 5 1の （ d ) のようにリセッ トされるよ うに構成す る。

さらに、 カウンタがリセッ トされることなくカウン トアップを続け、 2 回転 （720° ) 分の左パルスを積算した時点で、 先の衝撃が、 しきい値を 下回らない最初の衝撃であつたと判断するよ うに構成する。

以上の構成によって、 しきい値を下回らない最初の衝撃を検出すること ができるのである。

次に、カウンタによって、左パルスを更に積算し続け、 さらに 5回転（ 5

X 360° ) 分を積算した時点 （P ₅ ) で、 回転角信号出力部 1 4からねじゅ るめ完了検出部 1 5 Bを介して電磁弁制御部 1 6 に信号を発して出力回 路 1 7を介して電磁弁 1 9を停止させる。 なお、 以上の構成はロジック回 路でも、 ソフ トウェアでも実現できる。

このよ うにして、予め設定されたねじゆるめ角度に達した時点でオイル パルス レンチの作動を停止するので、ボルトやナツ トをゆるめ過ぎて脱落 したりすることがなく なる。

ここで、 図 5 1 において、 時点 P ₂はオイルシリ ンダー 4 Aが減速を開始 する時点であり、 時点 Ρ ₂ ' は被駆動軸 6 Αがオイルシリ ンダ 4 Αと一体 となって回転を開始する時点であって、 その後、 しきい値を下回らない最 初の衝撃である事を確認してから、予め設定されたねじゆるめ角度になる まで一体で回り続ける。

P ₂時点から P ₂ ' 時点までの間では被駆動軸 6 Aは静止したままであ り、 その間のオイルシリ ンダ 4 Aだけの回転角度は 10° に満たない程度で あるため、 ねじのゆるめ角度の精度からすれば P ₂時点からねじ及び被駆 動軸 6 Aが回転していると しても実用上問題ない。

なお、 前述した衝撃レンチに設けられた検出回転体 7は、 図 1及び図 1

8に示すよ うに、回転部材と しての回転円筒部材 4やオイルシリ ンダ 4 A の外周面に一体に固着して設けてもよいが、他の実施例と して図 5 2に示 したよ うに、エアモータ 2または 2 Aの軸端部に一体となるよ うに設けて も良い。 これ以外にも、 エアモータから回転部材の間のエアモータと一体 的に回転する回転軸部であれば、 どの位置に設けることも可能である。 なお、 検出回転体 7 と、 検出センサ 8 a 、 8 b と、 入力回路 1 0 と、 增 幅部 1 1 と、 波形整形部 1 2 と、 中央演算部 1 3 と、 回転角信号出力部 1 4 と、 ねじ締付け完了検出部 1 5 と、 ねじゆるめ完了検出部 1 5 Bと、 電 磁弁制御部 1 6 と、 出力回路 1 7 と、 電磁弁 1 9 とによつて構成されてい る検出手段及び制御手段は、以上において説明したインパク トレンチ及び オイルパルスレンチに限らず、特公昭 6 1 — 7 9 0 8号公報に開示された 構成のイ ンパク ト レンチや、 US. PAT. 2, 285, 638、 US. PAT. 2, 160, 150、 US. PAT. 3, 661 , 217 、 US. PAT. 3, 174, 597 、 US. PAT. 3, 428, 137 、 US. PAT. 3, 552, 499 に開示されたインパク ト レンチ、 その他の類似のクラ ツチ構造をもつィンパク ト レンチにも応用することができる。更には他の 方式の衝撃レンチにも広く応用することができる。 従って、 これらの工具 を用いたねじのゆるめ制御にも応用することができるのである。

また、 静的に回転力を伝達するゆるめ工具と して図 5 3 ( a ) に一例を 示したナッ トランナにも応用できる。 図 5 3 ( a ) において、 モータ 1 1 0で発生させた回転力は、遊星歯車装置 1 2 0によつて減速されると とも に トルクが増大され、 被駆動軸 1 3 0に伝達され、 この被駆動軸 1 3 0 と 一体に回転するソケッ ト体 1 4 0に装着されたねじの締付けやゆるめを 行うように構成されている。

なお、ナツ トランナは請求の範囲に記載された手持ち式動力ねじゅるめ 工具の一つの実施形態である。 そして、 モータ 1 1 0は請求の範囲に記載 された回転力発生手段の一つの実施形態であり、 また、 遊星歯車装置 1 2 0は請求の範囲に記載された回転力伝達機構の一つの実施形態である。

1 5 0はモータ 1 1 0の回転角度を検出し、それによつてねじのゆるめ 角度を演算するための請求の範囲に記載された検出手段の一つの実施形 態と してのパルス検出部である。 このパルス検出部 1 5 0は、 図 5 3 ( a ) に示すよ うに、 モータ 1 1 0 と一体になるよ うに設けても良いが、 図 5 5 ( b ) に示すよ うに、 遊星歯車装置 1 2 0 の出力側に設けてもよく 、 また 被駆動軸 1 3 0 と一体に設けてもよレ、。

図 5 3 ( a ) 、 ( b ) に示した 1 6 0は被駆動軸 1 3 0を高レヽ トルクで 回転させるときに発生する反力を受けるための反力受け機構である。 この 反力受け機構 1 6 0は、 このナツ トランナを車両のタイヤのハブナツ トな どのねじの締付けもしく はゆるめに用いる場合に、作業対象のハブナツ ト とは別のハブナツ トに被せて反力を受けるものである。

図 5 3 ( a ) のナッ トランナの場合のパルス検出部 1 5 0 と一体となつ たモータ 1 1 0の作動とパルス信号との関連線図を図 5 4に示した。 この 場合は、 ゆるめ制御スィッチ （図示せず） をオンして、 ゆるめ始めてから、 仮に、 モータ 1 1 0力 S 100回転する時に被駆動軸 1 3 0が 1回転する構成 の場合には、 初め、 例えばねじが 1 /2回転 （モータ 1 1 0が 50回転） する 間に、 ねじがゆるんでモータ 1 1 0の回転速度が増加し、 後は高速で回転 して、 回転角度の累計が予め設定された回数分の回転 （例えばねじの 5回 転分、 モータ 1 1 0にして 500回転分） に達すると停止するよ うに制御さ れている。

図 5 5 ( b ) に示すよ うな反力受け機構 1 6 0のないナツ トランナの場 合は、 手振れ等の要因を考慮して、 ゆるめの回転回数を設定する。

図 5 3 ( a ) や図 5 5 ( b ) の回転角度の検出は、 ゆるめ制御スィ ッチ をオンしてからパルス検出部 1 5 0からのゆるめ方向のパルス数を累算 しはじめる。 そして、 パルス数の累計を回転角度に変換して、 予め設定さ れた回転角度に達したときに回転を停止させるのである。 なお、 ゆるめ制 御を行わない場合にはゆるめ制御スィ ツチはオフのままとする。

次に、 ねじゆるめ工具と してのナツ トランナにおいて、 被駆動軸 1 3 0 をゆるめ方向に回転させる時の回転負荷 トルクを検出し、ねじを所定の ト ノレクまでゆるめた時に回転を停止させる場合について図 5 6 をも とに説 P 明する。

この方法に用いるナッ トランナと しては、 図 5 3 ( b ) 、 図 5 5 ( a ) に示すよ うな歪ゲージ等による回転負荷 トルク検出装置を備えたものを 用いる。

この回転負荷 トルク検出装置は請求の範囲に記載された トルク検出手 段の一つの実施形態である。

この場合は、被駆動軸 1 3 0の先端部に取り付けたソケッ ト体 1 4 0を ゆるめるべきねじに装着すると ともに、 ゆるめ制御スィ ッチ （図示せず） をオンした後、操作レバーを作動させてモータ 1 1 0で発生させた回転力 を遊星歯車装置 1 2 0を介して被駆動軸 1 3 0に伝える。モータ 1 1 0の 回転力は遊星歯車.装置 1 2 0によ り増大してねじをゆるませる方向に作 用するが、 初期段階 （Ρ ,) では負荷側の トルクがナッ トランナの出力 ト ルク （回転負荷トルク） より も大きいため、 ねじは停止状態を維持する。

この Ρ ,段階において、 検出された出力 トルクは予め設定した所定トル クより も低い値から次第に増加し、 所定トルクとー且同じ値になった後、 更に大きくなつていく。

この検出された出力 トルクと所定トルクが一旦同じ値になる場合、出力 トルクが上昇中の時にはモータ 1 1 0や遊星歯車装置 1 2 0はそのまま 回転力を伝達し続けるよ うにしておく。 そして、 ナツ トランナの出力 トル クが負荷側の トルク と一致した時点 （ Ρ ₂) で、 ねじと一体に動く被駆動 軸 1 3 0は回転を開始すると ともに、ねじがゆるみ始めることによって負 荷側の トルクは減少し、 それと釣り合う出力 トルクも減少 （ Ρ ₃) する。 この出力 トルクの下降中において所定トルク と一致した時点 （ Ρ ₄) で、 モータ 1 1 0または遊星歯車装置 1 2 0を停止させるものである。

なお、 ねじのゆるめはこの所定トルク となった時点 （ Ρ ₄) で停止させ てもよいが、 この Ρ ₄時点をねじのゆるみ開始点と し、 そこから予め設定 された回数分の回転 （例えば 5回転） に達した時に停止させるよ うに制御 してもよい。 この場合のナツ トランナは回転負荷トルク検出装置と回転角 度の検出装置を備えたものを用いる。

なお、手持ち式衝撃レンチまたは手持ち式動力ねじ締め工具に関して請 求の範囲に記載された検出手段と しての検出回転体 7 と検出センサ 8 a， 8 b の組み合わせ、 又はパルス検出部 1 5 0は、 前述した構成に限定され るものではなく 、 図 5 7に示すように、 周方向に一定間隔毎にスリ ッ トま たは光反射体を設けた円板体からなる検出回転体 7 ' と通過ス リ ッ ト数ま たは光反射数を検出するフォ トインタラプタ等の一組の光検出センサ 8 a， ， 8 b ' を用いてもよレヽ。

なお、 回転力発生手段と しては、 エアモータに代えて電動モータや内燃 機関等のエンジンを使用することも自由である。

また、 回転力伝達機構と しては、 前記各種クラツチ構造のィンパク ト レ ンチに用いられている打撃力伝達機構に限らず、オイルパルス レンチゃナ ッ トランナ等にそれぞれ用いられている回転力伝達機構の形態も可能で あることは当然である。

本発明の手持ち式動力ねじゅるめ工具の制御方法は、 インパク トレン チ、 オイルパルスレンチ、 ナッ トランナ、 インパク ト ドライバ、 ラチエツ ト レンチ、 ドリルドライバ等の手持ち式動力ねじ締め工具を用いたねじの ゆるめ制御に利用することができるのである。

産業上の利用可能性

以上のよ うに、 本発明のねじ回転角の読取り方法によれば、 打撃による 回転部材の減速中または減速中の一部における回転角度を検出すること によって、 締付け角度を知ることができるので、 予め設定された適正な締 付け角度になるよ うに締付け力を制御することができるようになった。 それによつて、 手持ち式の衝撃レンチのよ うに、 広く普及しており、 軽 便で高能率であり、 かつ高機能を備えているにもかかわらず、 手振れのた めに締付けの精度面では重要視されていなかった衝撃レンチを用いての ねじ回転角による締付け制御に大きく近づく ことができたのである。

また、 本発明の手振れ検出方法によれば、 手持ち式衝撃レンチにおける 締付け作業で発生する手振れ量を検出することができるので、締付け作業 の品質を数値的に評価することが可能になった。

また、 本発明の締付け評価方法によれば、 手振れ角度を、 予め設定され た許容角度と比較することによって、手振れが多過ぎる場合には締付けの 信頼性が低いと評価でき、手振れが少ない場合には締付けの信頼性が高い と評価することができる。

また、 本発明の締付け評価方法によれば、 回転部材のリバウンド方向の 回転角度を、 予め設定された基準角度と比較することによって、 リバゥン ド方向の回転角度が小さい場合には、 ボル ト とナツ トが共回り していた り、 締結が不完全である可能性が高く 、 締めつけの信頼性が低いと評価す ることができる。

また、 本発明の締付け評価方法によれば、 リバウンド方向の回転角度の 累計を、 予め設定された基準累計角度と比較することによって、 前記リバ ゥンド方向の回転角度の累計が正常な場合よ り小さ過ぎる場合には、締付 けの信頼性が低いと評価することができる。

本発明の手持ち式動力ねじゅるめ工具の制御方法では、ねじのゆるめ作 業時の被駆動軸のゆるめ方向への回転角度を累算し、累算した回転角度の 総和が予め設定された角度に達したときに、被駆動軸のゆるめ方向への回 転を停止させるよ うに制御するので、ゆるめ過ぎて脱落することを防止す ることができる。

本発明では、回転部材の回転速度の変化と回転角度を検出する検出手段 を設け、 検出手段によって検出した回転速度の変化と回転角度に基づい て、回転部材のゆるめ方向での減速開始時点から減速終了時点までにおけ る減速中または滅速中の一部の回転角度を累算し、累算した回転角度の総 和が予め設定された角度に達したときに、被駆動軸のゆるめ方向への回転 を停止させるので、 ゆるめ過ぎを防止することができる。

本発明では、回転部材の回転速度の変化と回転角度を検出する検出手段 を設け、 検出手段によって打撃の発生を検出し、 打撃の発生を検出した後 に、 予め設定された 360° 以上の所定のねじゆるめ角度以上連続して回転 したときに、 被駆動軸のゆるめ方向への回転を停止させるので、 ゆるめ過 ぎを防止することができる。

本発明では、被駆動軸をゆるめ方向へ回転させる場合の回転負荷 トルク を検出する トルク検出手段を設け、 トルク検出手段によって検出した回転 負荷 トルクが所定の トルク以下になったときに、被駆動軸のゆるめ方向へ の回転を停止させるので、 ゆるめ過ぎを防止することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 回転部材がフ リ ーラ ンニング後に、 被駆動軸側へ打撃力を与えた時 に減速を開始し、 減速終了後にはリバウン ドしたのち再びフ リ ーラン二 ングを開始する構成の手持ち式衝撃レンチのねじ回転角の読取り方法に おいて、

回転部材の締付け方向での減速開始時点から減速終了時点までにおける 減速中の回転角度を累算し、

累算した回転角度の総和が予め設定された角度に達したときに、 締付けを停止させるよ う に制御するこ と を特徴とする手持ち式衝撃レン チのねじ回転角の読取り方法。 -

2 . 回転部材がフ リ ーランニング後に、 被駆動軸側へ打撃力を与えた時 に減速を開始し、 減速終了後には再びフ リーランニングを開始する構成 の手持ち式衝撃レンチのねじ回転角の読取り方法において、

回転部材の締付け方向での減速開始時点から減速終了時点までにおける 減速中の回転角度からある一定角度を引いた角度を累算し、

累算した角度の総和が予め設定された角度に達したときに、

締付けを停止させるよ う に制御するこ とを特徴とする手持ち式衝撃レン チのねじ回転角の読取り方法。

3 . 回転部材がフ リ ーラ ンニング後に、 被駆動軸側へ打撃力を与えた時 に減速を開始し、 減速終了後にはリバウン ドしたのち再びフ リ ーラン二 ングを開始する構成の手持ち式衝撃レンチの締付け制御において、 回転部材の回転速度の変化と回転角度を検出する検出手段を設け、 検出手段によって検出した回転速度の変化と回転角度に基づいて、 締付け方向の回転角度の累計から リバゥン ド方向の回転角度の累計を差 し引いた角度を全回転角度 （ P ) と し、 打撃時における減速中の回転角 度を Δ Ηと して検出する と と もに累算し、 予め設定された設計打撃角度 を P d と して締付け作業の終了までの打撃回数分を累算し、

式 ： 手振れ角度 = P— P d の累計一 Δ Ηの累計

(ただし、 P dは、 衝撃レンチの設計値であって、 回転部材が 1 回転す る毎に m回の打撃を発生する場合の 3 6 0 ° Z mに相当する角度を示 している。）

によって、 手振れ角度を算出するこ と を特徴とする手持ち式衝撃レンチ の手振れ検出方法。

4 . 回転部材がフ リ ーラ ンニング後に、 被駆動軸側へ打撃力を与えた時 に減速を開始し、 減速終了後にはリ バゥン ドするこ となく 再びフ リーラ ンユングを開始する構成の手持ち式衝撃レンチの締付け制御において、 回転部材の回転速度の変化と回転角度を検出する検出手段を設け、 検出手段によって検出した回転速度の変化と回転角度に基づいて、 締付け方向の回転角度の累計を全回転角度 （ P ) と し、 上記滅; ji中の回 転角度からある一定角度を引いた角度 A Gと して検出する と と もに累算 し、 予め設定された設計打撃角度を P d と して締付け作業の終了までの 打撃回数分を累算し、

式 ： 手振れ角度 = P— P dの累計一 A Gの累計

(ただし、 P dは、 衝撃レンチの設計値であって、 回転部材が 1 回転す る毎に m回の打撃を発生する場合の 3 6 0 ° Z mに相当する角度を示 している。）

によって、 手振れ角度を算出する こ とを特徴とする手持ち式衝撃レンチ の手振れ検出方法。

5 . 請求の範囲 3 も しく は 4の手振れ検出方法で算出した手振れ角度 を、 予め設定された許容角度と比較する こ とによって締付けの信頼性を 評価するこ とを特徴とする手持ち式衝撃レンチの締付け評価方法。

6 . 回転部材がフ リ ーランニング後に、 被駆動軸側へ打撃力を与えた時 に減速を開始し、 減速終了後にはリ バゥン ドしたのち再びフ リ ーラン二 ングを開始する構成の手持ち式衝撃レンチにおける締付け評価方法にお いて、

回転部材の回転速度の変化と回転角度を検出する検出手段を設け、 検出手段によって検出した回転速度の変化と回転角度に基づいて、 回転部材のリバゥン ド方向の回転角度を検出し、 リ バゥン ド方向の回転角度を、 予め設定された基準角度と比較する こ と によって締付けの信頼性を評価するこ とを特徴とする手持ち式衝撃レン チの締付け評価方法。

7 . 回転部材がフ リ ーラ ンニング後に、 被駆動軸側へ打撃力を与えた時 に減速を開始し、 減速終了後にはリ バウン ドしたのち再びフ リ ーラン二 ングを開始する構成の手持ち式衝撃レンチにおける締付け評価方法にお いて、

回転部材の回転速度の変化と回転角度を検出する検出手段を設け、 検出手段によって検出した回転速度の変化と回転角度に基づいて、 回転 部材のリバ.ゥン ド方向の回転角度を検出し、

検出したリバウン ド方向の回転角度を累算し、

リ バウン ド方向の回転角度の累計を、 予め設定された基準累計角度と比 較するこ とによって締付けの信頼性を評価するこ とを特徴とする手持ち 式衝撃レンチの締付け評価方法。

8 . 回転力発生手段によって発生させた回転力を、 回転力伝達機構を介 して被駆動軸へ与えて、 この被駆動軸をねじのゆるめ方向へ回転させる こ とによって、 ねじをゆるめる構成の手持ち式動力ねじゅるめ工具の制 御方法において、

ねじのゆるめ作業時の被駆動軸のゆるめ方向への回転角度を累算し、 累算した回転角度の総和が予め設定された角度に達したときに、 被駆動軸のゆるめ方向への回転を停止させるよ う に制御するこ と を特徴 とする手持ち式動力ねじゅるめ工具の制御方法。

9 . 回転部材がねじのゆるめ方向へフ リ ーランニング後に、 被駆動軸側 へ打撃力を与えた時に減速を開始し、 減速終了後にはリ バウン ドした後 も しく はリバウン ドするこ となく 再びゆるめ方向へフ リ ーランニングを 開始する構成の手持ち式動力ねじゅるめ工具の制御方法において、 回転部材の回転速度の変化と回転角度を検出する検出手段を設け、 検出手段によって検出した回転速度の変化と回転角度に基づいて、 回転部材のゆるめ方向での減速開始時点から減速終了時点までにおける 減速の回転角度、 または減速中の回転角度からある一定角度を引いた角 度を累算し、

累算した角度の総和が予め設定された角度に達したときに、

被駆動軸のゆるめ方向への回転を停止させるよ う に制御するこ とを特徴 とする手持ち式動力ねじゅるめ工具の制御方法。

1 0 . 回転部材がねじのゆるめ方向へフ リーラ ンニング後に、 被駆動軸 側へ打撃力を与えたと きに減速を開始し、 減速終了後にはリバウン ドし た後も しく はリバゥン ドするこ となく 再びゆるめ方向へフ リーランニン グを開始する構成の手持ち式動力ねじゅるめ工具の制御方法において、 回転部材の回転速度の変化と回転角度を検出する検出手段を設け、 検出 [S. Ml ]手段によって打撃の発生を検出し、

打撃の発生を検出した後に、 予め設定された 360° 以上の所定のねじゆ るめ角度以上連続して回転したときに、

被駆動軸のゆるめ方向への回転を停止させるよ う に制御するこ とを特徴 とする手持ち式動力ねじゅるめ工具の制御方法。

1 1 . 回転力発生手段によって発生させた回転力を、 回転力伝達機構を 介して被駆動軸へ与えて、 この被駆動軸をねじのゆるめ方向へ回転させ る こ とによって、 ねじをゆるめる構成の手持ち式動力ねじゅるめ工具の 制御方法において、

被駆動軸をゆるめ方向へ回転させる場合の回転負荷 トルク を検出する ト ルク検出手段を設け、

トルク検出手段によって検出 した回転負荷 トルクが所定の トルク以下に なったときに、

被駆動軸のゆるめ方向への回転を停止させるよ う に制御するこ と を特徴 とする手持ち式動力ねじゅるめ工具の制御方法。