JP2009515716A - レンチのケーシング上における締め付けによって誘発される動的現象の測定手段を備えている不連続締め付けレンチ - Google Patents

Abstract

本発明は、ケーシング内に組み込まれたモータとパルスクラッチとを備えるタイプの不連続締め付けレンチであって、その測定値を締め付けレベルに関連付けるために、前記ケーシング上における締め付けによって誘発される動的現象の測定手段を備えていることを特徴とする不連続締め付けレンチに関する。

Description

本発明の分野は、工具の分野である。特に、本発明は、一般にインパクトレンチ又はパルスレンチと呼ばれる不連続締め付けレンチ（discontinuous clamping wrench）に関する。

不連続締め付けレンチは、工業部門、特に自動車製造の分野で広く使用される工具である。

これらのレンチの原理は、締め付けられるべきねじに伝達されるトルクパルスを発生させることからなる。

これらのパルスは、
空気圧モータと、
パルスクラッチと、
出力シャフトと、
上述のアイテムを組み込んでいるケーシングであって、一部がハンドルを形成しているケーシングと
を備えるシステムによって生成される。

パルスクラッチは、以下のように周期的に動作する。
・約１７０°でクラッチは解放されて、モータが自由に加速して運動エネルギーを蓄積することを可能にする。
・次の１０°でクラッチは係合して、空気圧モータの回転子に含まれる運動エネルギーを、出力シャフトを介してねじに伝達する。この運動エネルギーは、短いが大きな振幅のトルクパルスに変換される。
・その後の１８０°ごとに同じサイクルが繰り返される（しかしながら、１８０°以外の周期も考えられ得る）。

不連続締め付けレンチは、オペレータの手における反作用トルクが低い状態で、トルクレベルの高い締め付けを可能にするという主要な利点を提供する。

これらの工具は、所望のトルクレベルが得られるまで、ねじに連続的な回転運動を加える締め付け工具と比較して、締め付けサイクル時間を短くすることができる。

主要な欠点は、ねじに加えられた有効トルクを監視することが困難であるということである。

用語「有効トルク」とは、静止した状態又は低速度でトルクレンチによって加えられたトルクのことをいう。

締め付けレベルの監視システムは、従来技術によって提案されてきた。

実際にインパクトレンチを使用した経験のあるユーザは、経験から、締め付け時にケーシングによって与えられる触覚を介して、必要とされる締め付けレベルが達成されたことを検出するやり方を知っている。

言い換えれば、単に工具を保持して、ケーシングを介してオペレータに与えられる工具の力を知覚することにより、オペレータは、必要とされる締め付けレベルが達成されたか否かを評価することができる。

しかしながら、このやり方は、工具によって与えられる感覚をオペレータが解釈することに基づいている。

したがって、締め付けレベルの不確かな知覚が原因で、不正確な結果が頻繁に観察される。

この欠点を改善するために、従来技術によって締め付けレベル監視システムが提案されている。

トルクパルスを測定するために出力シャフト上にトルクセンサが配置されている不連続締め付けレンチが既知である。このタイプの解決策は、ＪＰ−４１１５８７７（特開平４−１１５８７７号公報）として発行された特許文献に記載されている（図１）。

空気圧モータ回転子とクラッチケーシングとによって形成されるアセンブリの減速度を、角度センサーによって測定するように構成された不連続締め付けレンチも既知である。

この解決策の原理は、回転子の慣性とトルクパルス時の回転子／ケーシングアセンブリの減速度とが知られていれば、トルクパルスの振幅を計算することが可能であることに基づいている。

このような解決策は、特にＷＯ２００５／０５３９０号として発行された特許文献に記載されている（図２）。

上述の両解決策において、トルクパルスは、必要とされる締め付けレベルが達成されたかどうかを決定するために、あるアルゴリズムによって処理される。

これらの技術の主要な欠点は、これらが回転部品上にセンサーを組み込むことを必要とすることであり、結果として以下のことが生じることである。
・組立て及び／又は設定の困難さ
・長期間のうちに信頼度の欠陥を引き起こし易い磨耗部品に関する依存性
・複雑な保守作業

本発明の目的は、従来技術のこれらの欠点を改善することである。

特に、本発明の目的は、従来技術の解決策より単純な解決策を使用して、締め付けレベルに達したかどうかを確実に決定することが可能な不連続締め付けレンチを提案することにある。

本発明の目的はまた、対応する手段の組立て及び／又は保守作業を単純化する不連続締め付けレンチの締め付けレベルを決定するための技術を提供することである。

本発明の目的はまた、設計的に単純で、実現が容易で安価である技術を提供することである。

これらの目的は、下記に見られる他のものと同様に、ケーシング内に組み込まれたモータとパルスクラッチとを備えるタイプの不連続締め付けレンチであって、その測定値を締め付けレベルに関連付けるために、前記ケーシング上における締め付けによって誘発される動的現象の測定手段を備えていることを特徴とする不連続締め付けレンチに関する本発明によって達成される。

事実上、ケーシングに加えられる振動はユーザによって知覚される振動であって、この振動を知覚することにより、ユーザが締め付けレベルを評価することができる。

したがって、本発明は、ユーザによる「接触」行為の信頼度を自動化及び／又は保証するためにこれらの振動を測定することを提案している。

更に、対応する測定手段は、ケーシングと直接関連付けられることが可能であり、この測定手段は、工具の回転部品上にセンサー（角度又はトルク）を取り付けなくてはならないことを回避し、従来技術によるセンサーに起因する組立て及び／又は設定及び／又は保守の困難さを改善する。

１つの有利な解決策によれば、このレンチは、前記動的現象の分析手段を備えている。

このやり方において、測定される振動の処理を最適化することが可能であり、これは締め付けレベルの検出（又は推論）精度を改善することを可能にする。

好ましくは、前記分析手段は、前記動的現象の頻繁な分析を実行するための電子処理手段を備えている。

本発明の第１の実施形態によれば、このレンチは、前記ケーシング上における締め付けによって誘発される振動の測定手段を備えている。

この場合、前記測定手段は、好ましくは、前記ケーシング上に取り付けられた少なくとも１つの加速度計を備えている。

このような構成要素は、比較的小さな寸法で提案されることが可能であり、空間要件又は工具の取り扱いへの悪影響を与えることなしに、ケーシング上にこれらを容易に組み込むことができる。

本発明の第２の実施形態によれば、レンチは、モータ軸の周りの前記ケーシングの角運動の測定手段を備えている。

この場合、前記測定手段は、好ましくは、前記ケーシングに取り付けられた少なくとも１つのジャイロスコープを備えている。

本発明の他の特徴と利点は、例示的な例として与えられた本発明の好適な実施形態の下記の説明と添付の図面とを参照することによって、より明らかになる。

上述したように、本発明の原理は、締め付け時にレンチケーシングに加えられる振動現象の測定手段を不連続締め付けレンチに提供することからなる。

これらの動的現象は、特に、モータ軸の周りのケーシングの振動又はケーシングの角運動のようなユーザによって知覚できる可能性の高い現象である。

本発明の第１の実施形態によれば、この工具は、ケーシングの振動を検出するために、工具のケーシングに直接取り付けられた１つ以上の加速度計を含むものである。

この加速度計は、工具のケーシングにおける締め付けプロセスの振動の反動（repercussion）を測定するようになっている。

加速度計が、加速度センサーであることに留意すべきである。加速度計は、以下のような、いくつかの種類の加速度計で区別される。
・静的加速度（重力のような）を測定できる加速度計
・動的加速度（振動）を測定できる加速度計
・静的または動的加速度のいずれも測定できる加速度計

当然ながら、本発明は、少なくとも１つの動的加速度を測定するための加速度計を使用することを含んでいる。

使用される加速度計は、ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）技術を使用して製造される電子チップとして形成され得る。

本発明の第２の実施形態によれば、この工具は、外部の基準に関して、工具モータ軸の周りのケーシングの回転を検出して測定できるようにケーシングに取り付けられた１つ以上のジャイロスコープを含むものである。

加速度計によって供給される信号を頻繁に分析する手段は、必要とされる締め付けレベルが達したかどうかを決定することを可能にする。

従来技術による不連続締め付けレンチの図である。 従来技術による不連続締め付けレンチの図である。

Claims (7)

1. ケーシング内に組み込まれたモータと、パルスクラッチとを備えるタイプの不連続締め付けレンチであって、
   その測定値を締め付けレベルに関連付けるために、前記ケーシング上における締め付けによって誘発される動的現象の測定手段を備えていることを特徴とする不連続締め付けレンチ。
2. 前記測定された動的現象の分析手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の不連続締め付けレンチ。
3. 前記分析手段は、前記動的現象の頻繁な分析を実行するための電子処理手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載の不連続締め付けレンチ。
4. 前記ケーシング上における締め付けによって誘発される振動の測定手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の不連続締め付けレンチ。
5. 前記測定手段は、前記ケーシング上に取り付けられた少なくとも１つの加速度計を備えていることを特徴とする請求項４に記載の不連続締め付けレンチ。
6. モータ軸の周りの前記ケーシングの角運動の測定手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の不連続締め付けレンチ。
7. 前記測定手段は、前記ケーシング上に取り付けられた少なくとも１つのジャイロスコープを備えていることを特徴とする請求項６に記載の不連続締め付けレンチ。

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