JP2982597B2 - Impact type screw tightening device - Google Patents
Impact type screw tightening deviceInfo
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- JP2982597B2 JP2982597B2 JP5334800A JP33480093A JP2982597B2 JP 2982597 B2 JP2982597 B2 JP 2982597B2 JP 5334800 A JP5334800 A JP 5334800A JP 33480093 A JP33480093 A JP 33480093A JP 2982597 B2 JP2982597 B2 JP 2982597B2
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は例えばインパクト・レ
ンチやインパクト式ナット・ランナーなどの衝撃力を利
用してねじ締め作業を行なうインパクト式ねじ締め装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an impact type screw tightening device for performing a screw tightening operation using an impact force such as an impact wrench or an impact type nut runner.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図２２は従来のインパクト・レンチ（実
願平３−１２３７０号）を示す断面図である。図に示す
ように、主軸１５は磁歪効果を有する材料で構成されて
おり、ボルト締結の際に発生するトルク・パルスに伴う
主軸１５の表面の透磁率変化をトルク検出手段１１の検
出コイル２６ａ、２６ｂのインダクタンス変化として検
出することにより、トルクの変化を検出する。そして、
検出されたトルクが所定の範囲の値に達したところで、
制御装置１１０からの制御信号によりシャット・オフ・
バルブ１２が閉じて、エア・モータ１３への圧縮空気が
遮断され、これによって油圧パルス発生部１４および主
軸１５の駆動を停止させるように構成されている。2. Description of the Related Art FIG. 22 is a sectional view showing a conventional impact wrench (Japanese Utility Model Application No. Hei 3-12370). As shown in the figure, the main shaft 15 is made of a material having a magnetostrictive effect, and changes in the magnetic permeability of the surface of the main shaft 15 due to a torque pulse generated at the time of bolt fastening are detected by a detection coil 26a of the torque detecting means 11, The change in torque is detected by detecting the change in inductance of 26b. And
When the detected torque reaches a value in a predetermined range,
Shut off / off by a control signal from the controller 110
The valve 12 is closed, and the compressed air to the air motor 13 is shut off, so that the drive of the hydraulic pulse generator 14 and the main shaft 15 is stopped.
【０００３】しかし、テーパ・ビーム・レンチなどのト
ルク・レンチによるねじ締めの場合には、締付けトルク
と締結部に発生する締結力とが比例関係にあるが、イン
パクト・レンチにおいては、トルク・パルスのピーク値
は締結力には比例せず、例えば直前のトルク・パルスよ
りもピーク値の小さなトルク・パルスが発生した場合に
も締結力が増加する、というようなことが頻繁に生じる
ことが実験の結果判明した。このように、トルク・パル
スのピーク値は締結力に１対１で対応する量とはいえな
いから、トルク・パルスのピーク値を正確に検出しても
締結力を精度良く検出することはできないので、これに
基づいてシャット・オフ・バルブ１２をカット・オフ制
御したとしても、締結力を精度良く制御しているという
ことにはならない。このように、従来のインパクト・レ
ンチにおいては締結力を正確に検出することができなか
ったので、所望の締結力に正確に制御することは困難で
ある。However, in the case of screw tightening with a torque wrench such as a taper beam wrench, the tightening torque and the fastening force generated in the fastening portion are proportional to each other. The peak value of is not proportional to the fastening force, for example, the fastening force often increases even when a torque pulse with a smaller peak value than the immediately preceding torque pulse occurs. It turned out. As described above, since the peak value of the torque pulse is not an amount corresponding to the fastening force on a one-to-one basis, even if the peak value of the torque pulse is accurately detected, the fastening force cannot be accurately detected. Therefore, even if the shut-off valve 12 is cut-off controlled based on this, it does not mean that the fastening force is accurately controlled. As described above, in the conventional impact wrench, the fastening force could not be accurately detected, so that it is difficult to accurately control the fastening force to a desired one.
【０００４】上記の問題を解決するため、本出願人はね
じ締結時のトルク・パルスのピーク値を用いてインパク
ト毎に締結力の増加量を演算する装置を既に出願してい
る。図２３は上記装置における演算のフローチャートで
ある。なお、機構部分は図２２に示したものと同じであ
る。この装置は、図２３に示すように、ねじ締め中のイ
ンパクト毎に、着座前はトルク波形に基づいて着座判定
を行ない、着座後はピーク・トルク値を用いて締結力の
増加量を計算し、これを順次加算することにより締結力
を求め、その値が予め定めた目標締結力に達した時点
で、エア・モータ１３に供給される圧縮空気を遮断する
ことにより、目標締結力を得るものである。In order to solve the above-mentioned problem, the present applicant has already filed an application for calculating the amount of increase in the fastening force for each impact by using the peak value of the torque pulse at the time of screw fastening. FIG. 23 is a flowchart of the calculation in the above device. The mechanism is the same as that shown in FIG. As shown in FIG. 23, this device performs a seating determination based on a torque waveform before seating and calculates an increase amount of the fastening force using the peak torque value after seating, for each impact during screw tightening. , By sequentially adding the values to obtain the fastening force, and when the value reaches a predetermined target fastening force, cut off the compressed air supplied to the air motor 13 to obtain the target fastening force. It is.
【０００５】以下、図２３に基づいて詳細に説明する。
まず、ステップＳ１０１で目標締結力CＦCの値を設定
し、またステップＳ１０２で着座判定しきい値フリーラ
ンニングデータ数SＮFRを設定した後、ステップＳ１０
３でインパクト数のカウンタをリセットし（カウントｉ
＝０）、さらにステップＳ１０４でそれまでの締結力の
値をリセットする（Ｆ(０)＝０）。つぎに、ステップＳ
１０５では、ねじ締めを開始する。また、ステップＳ１
０６〜Ｓ１０８はループを形成しており、着座まではイ
ンパクト毎に着座判定を行なう。まず、ステップＳ１０
６でカウントｉを１だけ増加させた後、ステップＳ１０
７でトルク検出手段１１の信号からフリーランニング時
間に応じたフリーランニング・データ数ＮFRを求める。
つぎに、ステップＳ１０８では、フリーランニング・デ
ータ数ＮFRが着座判定しきい値フリーランニング・デー
タ数SＮFR以下か否かを判断し、ＮＯすなわち未着座で
あればステップＳ１０６に戻ってステップＳ１０８まで
を繰り返す。一方、ステップＳ１０８でＹＥＳになる
と、すなわち着座と判定すると、ステップＳ１０９〜Ｓ
１１２およびステップＳ１１３よりなるループに進み、
インパクト毎に締結力の計算を行なう。まず、ステップ
Ｓ１０９では、トルク検出手段１１の信号からインパク
トのピーク・トルク値Ｔp(ｉ)を求めて記憶する。な
お、着座時点においては、ステップＳ１０７において一
時的に記憶されているトルク信号からピーク・トルク値
Ｔp(ｉ)を求めればよい。つぎに、ステップＳ１１０で
は、１回前のインパクト後の締結力Ｆ(ｉ−１)における
トルク−締結力変換係数ＣTF(ｉ)＝ＣTF(Ｆ(ｉ−１))を
締結力データ・メモリ部のテーブルに基づいて計算す
る。つぎに、ステップＳ１１１では、インパクトによる
締結力の増加分δＦ(ｉ)＝ＣTF(ｉ)×Ｔp(ｉ)を計算
し、さらにこのインパクト後の締結力Ｆ(ｉ)を次式によ
り、すなわちそれまでの締結力すなわち１回前のインパ
クト後の締結力Ｆ(ｉ−１)に上記の増加分δＦ(ｉ)を加
算することにより計算する。 Ｆ(ｉ)＝Ｆ(ｉ−１)＋ＣTF(ｉ)×Ｔp(ｉ) つぎに、ステップＳ１１２では、インパクト後の締結力
Ｆ(ｉ)が目標締結力CＦC以上か否かを判断し、ＮＯであ
ればステップＳ１１３でカウントｉを１だけ増加させた
後、ステップＳ１０９に戻ってステップＳ１１２までを
繰り返す。一方、ステップＳ１１２でＹＥＳになると、
ステップＳ１１４へ行き、その時点でカット・オフ命令
が出される。これによってシャット・オフ・バルブ１２
が閉じられる。つぎに、ステップＳ１１５では、終了す
る否かを判断し、ＹＥＳであればそのまま終了し、ＮＯ
であればステップＳ１０３へ戻って次のねじ締めを行な
う。なお、上記の従来例および本出願人の先行技術の説
明はインパクト・レンチを例として説明したが、インパ
クト式ナット・ランナー等においても同様である。Hereinafter, a detailed description will be given with reference to FIG.
First, after setting the value of the target engagement force C F C, also sets the sitting determination threshold free running data number S N FR in step S102 in step S101, step S10
3 resets the impact number counter (count i
= 0), and the value of the fastening force up to that point is reset in step S104 (F (0) = 0). Next, step S
At 105, screw tightening is started. Step S1
From 06 to S108, a loop is formed, and the seating is determined for each impact until the seating. First, step S10
After incrementing the count i by 1 in step 6, the process proceeds to step S10.
In step 7, the number NFR of free running data corresponding to the free running time is obtained from the signal of the torque detecting means 11.
Next, in step S108, the free-running data number N FR is determined whether the sitting determination threshold free running data number S N FR hereinafter step S108 returns to step S106 if NO, that is not yet seated Repeat until On the other hand, if YES in step S108, that is, if it is determined that the user is seated, steps S109 to
It proceeds to a loop consisting of 112 and step S113,
The calculation of the fastening force is performed for each impact. First, in step S109, an impact peak torque value Tp (i) is obtained from the signal of the torque detecting means 11 and stored. At the time of sitting, the peak torque value Tp (i) may be obtained from the torque signal temporarily stored in step S107. Next, in step S110, the torque-fastening force conversion coefficient C TF (i) = C TF (F (i−1)) at the fastening force F (i−1) after the previous impact is converted to the fastening force data. The calculation is based on the table in the memory unit. Next, in step S111, the increase δF (i) = CTF (i) × Tp (i) of the fastening force due to the impact is calculated, and the fastening force F (i) after the impact is calculated by the following equation: It is calculated by adding the above-mentioned increase δF (i) to the fastening force up to that time, that is, the fastening force F (i−1) after the previous impact. F (i) = F (i -1) + C TF (i) × Tp (i) Next, in step S112, the fastening force after impact F (i) is determined whether the target engagement force C F C or higher If NO, the count i is increased by 1 in step S113, and the process returns to step S109 and repeats to step S112. On the other hand, if YES in step S112,
Go to step S114, at which point a cut-off command is issued. This allows the shut-off valve 12
Is closed. Next, in step S115, it is determined whether or not to end the processing.
If so, the process returns to step S103 to perform the next screw tightening. In the above description of the prior art and the prior art of the applicant, an impact wrench has been described as an example, but the same applies to an impact type nut runner or the like.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２３
により説明したインパクト式ねじ締め装置においては、
締結力を検出することはできるが、特に自動車のシャシ
部品の組立てで多く用いられている戻り止めナットを使
うような場合には、ねじ面で発生する摩擦力のバラツキ
のために、締結力の演算値（演算締結力）の実際の締結
力（実測締結力）に対する誤差が大きくなってしまうか
ら、目標締結力まで精密にねじ締めを行なうことができ
ない。However, FIG.
In the impact type screw tightening device described by
Although the fastening force can be detected, especially when using a detent nut often used in assembling chassis parts of automobiles, the variation in the frictional force generated on the screw surface causes the fastening force to be reduced. Since the error of the calculated value (calculated fastening force) with respect to the actual fastening force (actually determined fastening force) increases, the screw cannot be tightened precisely to the target fastening force.
【０００７】この発明は上述の課題を解決するためにな
されたもので、目標締結力まで精密にねじ締めを行なう
ことができるインパクト式ねじ締め装置を提供すること
を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and has as its object to provide an impact-type screw tightening device capable of precisely tightening a screw to a target fastening force.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明においては、主軸のトルク変化を検出する
トルク検出手段からの信号をトルク信号に変換するトル
ク信号処理部と、上記トルク信号からインパクト毎にピ
ーク・トルク値を抽出するピーク値処理部と、上記ピー
ク・トルク値を用いてインパクト毎に締結力の増加量を
演算して順次締結力を求める締結力演算部を有する制御
装置を備えたインパクト式ねじ締め装置において、上記
締結力演算部が締結力の演算の際にピーク・トルク値に
乗ずるトルク−締結力変換係数の補正係数を上記インパ
クトが発生し始めてから着座するまでの間のトルク信号
に基づいて決定する。According to the present invention, there is provided a torque converter for converting a signal from a torque detecting means for detecting a change in torque of a main shaft into a torque signal.
From the torque signal and the
And a peak value processing unit for extracting the peak torque value.
Using the torque value, the amount of increase in the fastening force for each impact is calculated.
Control having a fastening force calculation unit that calculates and sequentially obtains a fastening force
In the impact type screw tightening device equipped with the device,
The fastening force calculation unit determines a correction coefficient of the torque-fastening force conversion coefficient by which the peak torque value is multiplied when calculating the fastening force, based on the torque signal from when the impact starts to occur until the seat is seated.
【０００９】この場合、上記補正係数を上記インパクト
が発生し始めてから着座するまでの上記インパクトの発
生回数の関数として求めてもよい。In this case, the correction coefficient may be obtained as a function of the number of occurrences of the impact from when the impact starts to occur until the user sits down.
【００１０】また、上記補正係数を上記インパクトが発
生し始めてから着座するまでの各上記インパクトにおけ
るフリーランニング時間の関数として求めてもよい。ま
た、上記補正係数を上記インパクトが発生し始めてから
着座するまでの各上記インパクトにおけるフリーランニ
ング時間の代表値の関数として求めてもよい。また、上
記補正係数を上記インパクトが発生し始めてから着座す
るまでの各上記インパクトにおけるピーク・トルク値の
関数として求めてもよい。また、上記補正係数を上記イ
ンパクトが発生し始めてから着座するまでの各上記イン
パクトにおけるピーク・トルク値の代表値の関数として
求めてもよい。また、上記補正係数を上記インパクトが
発生し始めてから着座するまでの上記インパクトの発生
回数、上記インパクトが発生し始めてから着座するまで
の各上記インパクトにおけるフリーランニング時間の代
表値、上記インパクトが発生し始めてから着座するまで
の各上記インパクトにおけるピーク・トルク値の代表値
の３種類の変数のうち少なくとも２種類の変数の関数と
して求めてもよい。これらの場合、上記フリーランニン
グ時間の代表値として、上記インパクトが発生し始めて
から着座するまでの全期間あるいは所定期間における上
記インパクト毎のフリーランニング時間の平均値を用い
てもよい。また、上記ピーク・トルク値の代表値とし
て、上記インパクトが発生し始めてから着座するまでの
全期間あるいは所定期間における上記インパクト毎のピ
ーク・トルク値の平均値を用いてもよい。[0010] The correction coefficient may be obtained as a function of a free running time at each impact from the start of the occurrence of the impact to the sitting. Further, the correction coefficient may be obtained as a function of a representative value of a free running time in each of the impacts from the start of the occurrence of the impact to the seating. Further, the correction coefficient may be obtained as a function of a peak torque value at each impact from when the impact starts to occur until the user sits down. Further, the correction coefficient may be obtained as a function of a representative value of a peak torque value in each of the impacts from the start of the occurrence of the impact to the seating. In addition, the correction coefficient is the number of times the impact has occurred since the impact began to occur until the user sits down, the representative value of the free running time in each impact from the start of the impact until the user sits down, and the impact occurs. It may be determined as a function of at least two of the three variables of the representative value of the peak torque value in each impact from the start to the seating. In these cases, as the representative value of the free running time, an average value of the free running time for each impact during the entire period from when the impact starts to occur to when the user sits down or during a predetermined period may be used. Further, as the representative value of the peak torque value, an average value of the peak torque value for each impact during the entire period from when the impact starts to occur to when the user sits down or during a predetermined period may be used.
【００１１】[0011]
【作用】このインパクト式ねじ締め装置においては、１
回のねじ締め中においてインパクトが発生し始めてから
着座するまでの間にトルク−締結力変換係数の補正係数
を決定でき、またこの補正係数を用いて締結力の増加量
を計算できるから、実際の締結力を正確に演算すること
ができる。In the impact type screw tightening device, 1
Since the correction coefficient of the torque-fastening force conversion coefficient can be determined during the time between the start of the impact and the time of seating during the screw tightening, and the increase amount of the fastening force can be calculated using this correction coefficient, The fastening force can be accurately calculated.
【００１２】[0012]
（第１の実施例）この実施例はトルク−締結力変換係数
の補正係数をインパクトが発生し始めてから着座するま
でのインパクトの発生回数の関数として求めるように構
成した例である。図１はこの発明に係るインパクト・レ
ンチを示すブロック図、図２は図１に示したインパクト
・レンチのインパクト・レンチ本体を示す断面図であ
る。図に示すように、インパクト・レンチ本体１０内に
は給気部１６、エア・モータ１３、油圧パルス発生部１
４およびトルク検出手段１１が設けられている。給気部
１６にはエア・モータ１３に連通するエア通路１７が形
成され、その途中にはメイン・バルブ１８および切替え
バルブ１９がこの順に設けられている。メイン・バルブ
１８はバルブ操作レバー２０を引くことによって開き、
切替えバルブ１９は回転切替えレバー２１を所定の回転
位置まで回すことによって開くようになっている。エア
・モータ１３は偏心したシリンダ内に配置された回転駆
動軸２２を備えており、回転駆動軸２２はベーン２３に
圧縮空気が作用することによって回転するようになって
いる。油圧パルス発生部１４はエア・モータ１３の回転
駆動軸２２に直結されたライナ・ケース２４内に設けら
れた主軸１５と、主軸１５に外装されたドライビング・
ブレード２５とからなり、ライナ・ケース２４内には油
液が充満されている。主軸１５は一定以上の負荷がない
ときはライナ・ケース２４内面とドライビング・ブレー
ド２５の抵抗によってエア・モータ１３の回転駆動軸２
２とともに回り、一定以上の負荷があるときはリリーフ
・バルブ２８を介してドライビング・ブレード２５の内
面に作用する油圧が変動することによって衝撃的に回る
ようになっている。主軸１５の先端部は締付ソケット
（ボックス・レンチ）１０５を介してねじに接続するよ
うな形状になっており、この先端部を所望のねじに合わ
せることによって、ねじ締めを行なうことができる。ト
ルク検出手段１１は主軸１５の周囲に配置され、かつイ
ンパクト・レンチ本体１０に固定された１対の検出コイ
ル２６ａ、２６ｂから構成されている。主軸１５は左右
１対の螺旋角の異なる溝列２７ａ、２７ｂが設けられた
磁歪効果を有する材料で作られており、溝列２７ａ、２
７ｂに対向して検出コイル２６ａ、２６ｂが配置され、
検出コイル２６ａ、２６ｂによって主軸１５に作用する
トルクを検出できるようになっている。エア・モータ１
３へ送られる圧縮空気を供給・遮断するためのシャット
・オフ・バルブ１２が切替えバルブ１９とエア・モータ
１３とを連絡するエア通路１７の途中に設けられ、圧縮
空気の遮断機構を構成している。(First Embodiment) This embodiment is an example in which a correction coefficient of the torque-fastening force conversion coefficient is obtained as a function of the number of times of occurrence of an impact from the start of the occurrence of the impact to the seating. FIG. 1 is a block diagram showing an impact wrench according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing an impact wrench main body of the impact wrench shown in FIG. As shown in the figure, an air supply unit 16, an air motor 13, and a hydraulic pulse generation unit 1 are provided in the impact wrench body 10.
4 and a torque detecting means 11 are provided. An air passage 17 communicating with the air motor 13 is formed in the air supply section 16, and a main valve 18 and a switching valve 19 are provided in the middle of the air passage 17 in this order. The main valve 18 is opened by pulling the valve operating lever 20,
The switching valve 19 is opened by turning the rotation switching lever 21 to a predetermined rotation position. The air motor 13 has a rotary drive shaft 22 disposed in an eccentric cylinder, and the rotary drive shaft 22 is rotated by compressed air acting on a vane 23. The hydraulic pulse generation unit 14 includes a main shaft 15 provided in a liner case 24 directly connected to a rotary drive shaft 22 of the air motor 13, and a driving shaft mounted on the main shaft 15.
The liner case 24 is filled with an oil liquid. When there is no load exceeding a certain level, the main shaft 15 is driven by the rotary drive shaft 2 of the air motor 13 by the resistance of the inner surface of the liner case 24 and the driving blade 25.
2, and when a load exceeding a certain level is applied, the hydraulic pressure acting on the inner surface of the driving blade 25 via the relief valve 28 fluctuates, so that the blade turns impulsively. The tip of the main shaft 15 is shaped to be connected to a screw via a fastening socket (box / wrench) 105, and the screw can be tightened by adjusting the tip to a desired screw. The torque detecting means 11 is arranged around the main shaft 15 and includes a pair of detecting coils 26a and 26b fixed to the impact wrench main body 10. The main shaft 15 is made of a material having a magnetostrictive effect provided with a pair of left and right groove rows 27a and 27b having different helical angles.
7b, detection coils 26a and 26b are arranged,
The torque acting on the main shaft 15 can be detected by the detection coils 26a and 26b. Air motor 1
A shut-off valve 12 for supplying and shutting off the compressed air sent to 3 is provided in the middle of an air passage 17 connecting the switching valve 19 and the air motor 13 to constitute a shutoff mechanism for the compressed air. I have.
【００１３】インパクト・レンチ本体１０には制御装置
１２０が接続されている。制御装置１２０はトルク信号
処理部１２１と、ピーク値処理部１２２と、フリーラン
ニング・データ数処理部１２８と、締結力データ・メモ
リ部１２３と、締結力演算部１２４と、動力制御部１２
５とから構成されている。トルク信号処理部１２１はト
ルク検出手段１１からの信号をトルク信号に変換し、ピ
ーク値処理部１２２はトルク信号からインパクト毎にピ
ーク・トルク値Ｔp(ｉ)を抽出し、フリーランニング・
データ数処理部１２８はフリーランニング・データ数Ｎ
FRを求め、締結力データ・メモリ部１２３には図３に示
すような締結力に応じたトルク−締結力変換係数ＣTFお
よび図４に示すような着座までのインパクトの発生回数
すなわち着座前インパクト発生回数ＮPPに応じたトルク
−締結力変換係数の補正係数ＰC（着座前インパクト発
生回数ＮPPと最終到達締結力との関係から求められる）
が記録され、締結力演算部１２４はピーク・トルク値Ｔ
p(ｉ)とトルク−締結力変換係数ＣTF(ｉ)と補正係数ＰC
とから締結力Ｆ(ｉ)を演算し、動力制御部１２５は演算
された締結力Ｆ(ｉ)が適性範囲にあるか否かを判定し
て、シャット・オフ・バルブ１２への開閉制御信号を送
出する。A control device 120 is connected to the impact wrench main body 10. The control device 120 includes a torque signal processing unit 121, a peak value processing unit 122, a free running data number processing unit 128, a fastening force data memory unit 123, a fastening force calculation unit 124, a power control unit 12
And 5. The torque signal processing unit 121 converts the signal from the torque detection unit 11 into a torque signal, and the peak value processing unit 122 extracts a peak torque value Tp (i) for each impact from the torque signal,
The data number processing unit 128 calculates the number of free running data N
FR is obtained, and a torque-fastening force conversion coefficient CTF according to the fastening force as shown in FIG. 3 and the number of times of occurrence of the impact up to the seating as shown in FIG. torque corresponding to the number of occurrences N PP - fastening force conversion coefficient correction coefficient P C (determined from the relationship between the seat front-impact occurrences N PP and finally reached fastening force)
Is recorded, and the fastening force calculation unit 124 outputs the peak torque value T
p (i) and torque - fastening force conversion coefficient C TF (i) and the correction coefficient P C
The power control unit 125 determines whether the calculated fastening force F (i) is within an appropriate range, and outputs an open / close control signal to the shut-off valve 12. Is sent.
【００１４】なお、締結力データ・メモリ部１２３に記
録されている締結力とトルク−締結力変換係数との関係
を示す図３から明らかなように、或るピーク・トルク値
をもったインパクトが付与されたとき、その時点での締
結力が小さいときには、この付与されたインパクトによ
る締結力の増加量は大きくなり、一方すでに相当のレベ
ルの締結力が発生している状態のときには、同じピーク
・トルク値のインパクトでもこれによって上乗せされる
締結力の増加量は大きくない。そして、その具体的な値
はボルト、被締結体およびインパクト・レンチの組合せ
でそれぞれ異なる。このような係数データがインパクト
・レンチとその使用対象であるボルトおよび被締結体の
組合せ毎に関数として用意される。As can be seen from FIG. 3 showing the relationship between the fastening force and the torque-fastening force conversion coefficient recorded in the fastening force data memory unit 123, the impact having a certain peak torque value is obtained. When the fastening force is applied, when the fastening force at that time is small, the amount of increase in the fastening force due to the applied impact becomes large, while when the fastening force of a considerable level is already generated, the same peak Even with the impact of the torque value, the increase in the fastening force added by this is not large. The specific value differs depending on the combination of the bolt, the object to be fastened, and the impact wrench. Such coefficient data is prepared as a function for each combination of the impact wrench, the bolt and the object to be used.
【００１５】つぎに、図５に示すフローチャートに基づ
いて図１、図２に示したインパクト・レンチの動作を説
明する。まず、バルブ操作レバー２０が引かれることに
よって給気部１６からシャット・オフ・バルブ１２を介
してエア・モータ１３に送られた圧縮空気により、エア
・モータ１３の回転駆動軸２２が回転し、その回転力は
油圧パルス発生部１４において衝撃的な回転力に変換さ
れ、主軸１５に伝達されて、ねじ締め作業が行なわれ
る。つぎに、ステップＳ１において目標締結力CＦCの値
を設定し、またステップＳ２で着座判定しきい値フリー
ランニング・データ数SＮFRを設定した後、ステップＳ
３でインパクト数のカウンタをリセットし（カウントｉ
＝０）、ステップＳ４でそれまでの締結力の値をリセッ
トし（Ｆ(０)＝０）、さらにステップＳ５では着座前イ
ンパクト発生回数ＮPPをリセットする（ＮPP＝０）。つ
ぎに、ステップＳ６では、ねじ締めを開始する。ステッ
プＳ７〜Ｓ１７において、ステップＳ８はフリーランニ
ング・データ数処理部１２８における処理内容、ステッ
プＳ１２はピーク値処理部１２２における処理内容、ス
テップＳ１５およびステップＳ１７は動力制御部１２５
における処理内容であり、その他は締結力演算部１２４
における処理内容である。Next, the operation of the impact wrench shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, the rotation drive shaft 22 of the air motor 13 is rotated by the compressed air sent from the air supply unit 16 to the air motor 13 via the shut-off valve 12 by pulling the valve operation lever 20, The torque is converted into a shocking torque by the hydraulic pulse generator 14 and transmitted to the main shaft 15 to perform a screw tightening operation. Then, after setting the value of the target engagement force C F C, also sets the sitting determination threshold free running data number S N FR in step S2 in step S1, step S
3 resets the impact number counter (count i
= 0), the value of the previous fastening force is reset in step S4 (F (0) = 0), and in step S5, the number of impact occurrences N PP before sitting is reset (N PP = 0). Next, in step S6, screw tightening is started. In steps S7 to S17, step S8 is the processing content of the free running data number processing unit 128, step S12 is the processing content of the peak value processing unit 122, and steps S15 and S17 are the power control unit 125.
And the other is the fastening force calculation unit 124
This is the processing content in.
【００１６】また、ステップＳ７〜Ｓ９およびステップ
Ｓ１０はループを形成しており、着座まではインパクト
毎に着座判定およびインパクトの発生回数のカウントを
行なう。まず、ステップＳ７でカウントｉを１だけ増加
させた後、ステップＳ８でトルク信号処理部１２１から
の信号（トルク信号）に基づいてフリーランニング・デ
ータ数ＮFRを求める。つぎに、ステップＳ９では、フリ
ーランニング・データ数ＮFRが着座判定しきい値フリー
ランニング・データ数SＮFR以下か否かを判断し、ＮＯ
すなわち未着座であればステップＳ１０において着座前
インパクト発生回数ＮPPを１だけ増加させた後、ステッ
プＳ７に戻ってステップＳ９までを繰り返す。一方、ス
テップＳ９でＹＥＳになると、すなわち着座と判定する
と、ステップＳ１１へ進み、トルク−締結力変換係数の
補正係数ＰCを締結力データ・メモリ部１２３のテーブ
ルに基づいて着座前インパクト発生回数ＮPPから計算す
る（ＰC＝ＰC(ＮPP)）。Steps S7 to S9 and step S10 form a loop, and the seating determination and the number of times of occurrence of impact are performed for each impact until seating. First, the count i is increased by 1 in step S7, determine the free-running data number N FR on the basis of the signal (torque signal) from the torque signal processing unit 121 in step S8. Next, in step S9, free-running data number N FR is determined whether the sitting determination threshold free running data number S N FR below, NO
That After the seating before impact occurrence count N PP is incremented by 1 in step S10 if non-seating, repeated until step S9 returns to step S7. On the other hand, at the YES at step S9, namely when determining that the seating, the process proceeds to step S11, the torque - front seating on the basis of the conclusion of force conversion coefficient correction coefficient P C the fastening force data memory unit 123 table impact generation count N Calculate from PP (P C = P C (N PP )).
【００１７】また、ステップＳ１２〜Ｓ１５およびステ
ップＳ１６はループを形成しており、インパクト毎に締
結力の計算を行なう。まず、ステップＳ１２では、トル
ク信号からインパクトのピーク・トルク値Ｔp(ｉ)を求
めて記憶する。なお、着座時点においては、ステップＳ
８において一時的に記憶されているトルク信号からピー
ク・トルク値Ｔp(ｉ)を求めればよい。つぎに、ステッ
プＳ１３では、Ｆ(ｉ−１)におけるトルク−締結力変換
係数ＣTF(ｉ)＝ＣTF(Ｆ(ｉ−１))を、締結力データ・メ
モリ部１２３のテーブルに基づいて計算する。つぎに、
ステップＳ１４では、インパクト後の締結力Ｆ(ｉ)を次
式によって、すなわちインパクトによる締結力の増加分
δＦ(ｉ)＝ＰC×ＣTF(ｉ)×Ｔp(ｉ)を計算し、さらにそ
れまでの締結力つまり１回前のインパクト後の締結力Ｆ
(ｉ−１)に上記の増加分δＦ(ｉ)を加算することにより
計算する。 Ｆ(ｉ)＝Ｆ(ｉ−１)＋ＰC×ＣTF(ｉ)×Ｔp(ｉ) つぎに、ステップＳ１５では、インパクト後の締結力Ｆ
(ｉ)が目標締結力cＦc以上か否かを判断し、ＮＯであれ
ばステップＳ１６でカウントｉを１だけ増加させた後、
ステップＳ１２に戻ってステップＳ１５までを繰り返
す。一方、ステップＳ１５でＹＥＳになると、ステップ
Ｓ１７へ行き、その時点でカット・オフ命令が出され
る。これによってシャット・オフ・バルブ１２が閉じら
れる。つぎに、ステップＳ１８では、終了する否かを判
断し、ＹＥＳであればそのまま終了し、ＮＯであればス
テップＳ３へ戻って次のねじ締めを行なう。Steps S12 to S15 and step S16 form a loop, and the calculation of the fastening force is performed for each impact. First, in step S12, the peak torque value Tp (i) of the impact is obtained from the torque signal and stored. At the time of sitting, step S
In step 8, the peak torque value Tp (i) may be obtained from the temporarily stored torque signal. Next, in step S13, the torque-fastening force conversion coefficient CTF (i) = CTF (F (i-1)) at F (i-1) is calculated based on the table of the fastening force data memory unit 123. calculate. Next,
In step S14, the fastening force after impact F a (i) by the following equation, i.e., to calculate the increase δF fastening force by the impact (i) = P C × C TF (i) × Tp (i), further it Up to the fastening force, that is, the fastening force F after the previous impact
It is calculated by adding the increase δF (i) to (i−1). F (i) = F (i -1) + P C × C TF (i) × Tp (i) Next, in step S15, the fastening force after impact F
It is determined whether or not (i) is equal to or greater than the target fastening force cFc. If NO, the count i is increased by 1 in step S16.
Returning to step S12, steps up to step S15 are repeated. On the other hand, if "YES" in the step S15, the process proceeds to a step S17, at which time a cut-off command is issued. This closes the shut-off valve 12. Next, in step S18, it is determined whether or not the process is to be terminated. If YES, the process is terminated. If NO, the process returns to step S3 to perform the next screw tightening.
【００１８】ところで、図６はインパクトが発生し始め
てから着座するまでのインパクトの発生回数、各インパ
クトにおけるフリーランニング時間の平均値、各インパ
クトにおけるピーク・トルク値の平均値および最終到達
締結力について模式的に説明した図である。自動車のよ
うな量産品においては、締結部位によって、使用するボ
ルト、ナット、被締結体の形状・材質は決まっているの
で、戻り止めナットのカシメ部分がボルトのねじ面に当
たり始めてから着座するまでのナットの回転角は一定と
見なすことができる。したがって、上記のねじ面で発生
する摩擦力にバラツキがなければ、所定仕様のインパク
ト・レンチ等のインパクト式ねじ締め装置を用いる場合
には、戻り止めナットのカシメ部分がボルトのねじ面に
当たってインパクトが発生し始めてから着座するまでの
インパクトの発生回数は一定となるはずである。ところ
が、実際にはねじ面で発生する摩擦力にかなりのバラツ
キがあるために、着座までのインパクトの発生回数は１
ショット毎に変わってしまうし、同時に最終到達締結力
も変化する。しかし、この時の結果を図７に示したよう
に着座前インパクト発生回数ＮPPと最終到達締結力との
関係で見ると、着座前インパクト発生回数ＮPPが多いほ
ど最終到達締結力が小さくなっていることがわかる。す
なわち、ねじ面の摩擦力が大きくなるほど、着座前にお
いてはインパクト毎のボルトまたはナットの回転角が小
さくなるために、着座前インパクト発生回数ＮPPが多く
なり、着座後は摩擦力としてロスされるエネルギーが大
きいためにボルトおよび被締結部に弾性エネルギーとし
て蓄えられる分が少なくなって締結力が増加しにくくな
ることを意味している。FIG. 6 is a schematic diagram showing the number of impacts from the start of the impact to the seating, the average value of the free running time at each impact, the average value of the peak torque value at each impact, and the final fastening force. FIG. In mass-produced products such as automobiles, the shape and material of the bolts, nuts and objects to be fastened are determined by the fastening parts.Therefore, from when the swaged part of the detent nut starts to hit the screw surface of the bolt until it is seated. The rotation angle of the nut can be considered constant. Therefore, if there is no variation in the frictional force generated on the screw surface, when using an impact type screw tightening device such as an impact wrench of a predetermined specification, the swaged portion of the detent nut hits the screw surface of the bolt, and the impact is reduced. The number of impact occurrences from the start of occurrence until seating should be constant. However, in actuality, the frictional force generated on the screw surface varies considerably, so that the number of impact occurrences until seating is one.
It changes every shot, and at the same time, the final reaching fastening force also changes. However, when the result at this time is viewed from the relationship between the number of impacts before seating N PP and the final attainment fastening force as shown in FIG. 7, the greater the number of impacts before seating N PP is greater, the lower the final attainment fastening force. You can see that it is. That is, the larger the frictional force of the screw surface, because the rotation angle of the bolt or nut of each impact is smaller in front seating, the seating before impact occurrence count N PP increases, after seating is lost as a frictional force Since the energy is large, the amount stored as elastic energy in the bolt and the fastened portion is small, which means that the fastening force is hardly increased.
【００１９】そして、図１、図２に示したインパクト・
レンチにおいては、補正係数ＰCを着座前インパクト発
生回数ＮPPの関数として求めるとともに、インパクト毎
の締結力の増加量をピーク・トルク値Ｔp(ｉ)とトルク
−締結力変換係数ＣTF(ｉ)と補正係数ＰCとの積として
計算するように構成しているから、１回のねじ締め中に
おいて、インパクトが発生し始めてから着座するまでの
間に補正係数ＰCを決定でき、また補正係数ＰCを用いて
締結力の増加量を計算できるので、実際の締結力を正確
に演算することができるため、目標締結力まで精密にね
じ締めを行なうことができる。すなわち、図７に示すよ
うに、着座前インパクト発生回数ＮPPが多いほど最終到
達締結力が小さくなっているが、図４に示すように、補
正係数ＰCも着座前インパクト発生回数ＮPPが多いほど
小さくなっているから、ねじ面の摩擦力にバラツキがあ
ったとしても締結力を正確に演算することができる。[0019] The impact impact shown in Figs.
In wrench, the correction coefficient with obtaining the P C as a function of seating pre-impact occurrence count N PP, the fastening force of the increase of the peak torque value Tp (i) and torque of each impact - fastening force conversion coefficient C TF (i ) because is configured to calculate a product of the correction coefficient P C, during a single screwing, it can determine the correction coefficient P C until seated after impact begins to occur, also corrected because it calculates the increase amount of fastening force by using the coefficient P C, it is possible to accurately compute the actual fastening force, can be performed precisely screwing to the target engagement force. That is, as shown in FIG. 7, but as the ultimate fastening force often seated before impact occurrence count N PP is is small, as shown in FIG. 4, the correction coefficient P C is also seated before impact occurrence count N PP Since the larger the number, the smaller, the fastening force can be accurately calculated even if the frictional force of the screw surface varies.
【００２０】図８はこの実施例と比較例（従来例)との
演算精度についての比較図であり、○印はこの実施例の
特性、●印は従来例の特性（この実施例のデータを従来
例の処理でシミュレーションした結果)を示す。この例
は、CＦC＝４５kＮとしてＭ１４のボルトおよびナット
を用いて着座時の座面間距離が４０ｍｍの被締結体を締
結した場合の結果である。図８の特性から明らかなよう
に、この実施例では締結力の演算精度が従来例より著し
く向上していることがわかる。FIG. 8 is a comparison diagram of the operation accuracy between this embodiment and a comparative example (conventional example), where ○ indicates the characteristic of this embodiment, and The result of simulation by the processing of the conventional example is shown. This example shows the result when C F C = seating surface distance between the time of sitting with M14 bolts and nuts as 45kN is entered into the fastener of 40 mm. As is clear from the characteristics of FIG. 8, in this embodiment, the calculation accuracy of the fastening force is remarkably improved as compared with the conventional example.
【００２１】（第２の実施例）この実施例はトルク−締
結力変換係数の補正係数をインパクトが発生し始めてか
ら着座するまでの各インパクトにおけるフリーランニン
グ時間の平均値の関数として求めるように構成した例で
ある。図９はこの発明に係る他のインパクト・レンチを
示すブロック図である。図に示すように、インパクト・
レンチ本体１０には制御装置１３０が接続されている。
制御装置１３０は第１の実施例と同様のトルク信号処理
部１２１、ピーク値処理部１２２、フリーランニング・
データ処理部１２８および動力制御部１２５を有してお
り、その他に第１の実施例とは少し異なる締結力データ
・メモリ部１３３および締結力演算部１３４を備えてい
る。締結力データ・メモリ部１３３には図３に示すよう
な締結力に応じたトルク−締結力変換係数ＣTFおよび図
１０に示すような着座までの各インパクトにおけるフリ
ーランニング・データ数の平均値(ＳFR／ｉ)に応じたト
ルク−締結力変換係数の補正係数ＰC（着座までの各イ
ンパクトにおけるフリーランニング時間の平均値と最終
到達締結力との関係から求められる）が設定されてお
り、締結力演算部１３４は補正係数ＰCを用いて締結力
Ｆ(ｉ)を演算する。(Second Embodiment) This embodiment is configured to obtain a correction coefficient of the torque-fastening force conversion coefficient as a function of the average value of the free running time in each impact from the start of the impact until the seating. This is an example. FIG. 9 is a block diagram showing another impact wrench according to the present invention. As shown in the figure,
The control device 130 is connected to the wrench body 10.
The control device 130 includes the same torque signal processing unit 121, peak value processing unit 122,
It has a data processing unit 128 and a power control unit 125, and further includes a fastening force data memory unit 133 and a fastening force calculation unit 134 slightly different from those of the first embodiment. The fastening force data memory unit 133 stores a torque-fastening force conversion coefficient CTF according to the fastening force as shown in FIG. 3 and an average value of the number of free running data at each impact until seating as shown in FIG. A correction coefficient P C (determined from the relationship between the average value of the free running time at each impact until seating and the final attained fastening force) according to S FR / i) is set, tightening force calculating unit 134 fastening force calculates the F (i) using the correction coefficient P C.
【００２２】つぎに、図１１に示すフローチャートに基
づいて図９に示したインパクトレンチの動作を説明す
る。まず、ステップＳ２１において目標締結力CＦCの値
を設定し、またステップＳ２２で着座判定しきい値フリ
ーランニング・データ数SＮFRを設定した後、ステップ
Ｓ２３でインパクト数のカウンタをリセットし（カウン
トｉ＝０）、ステップＳ２４でそれまでの締結力の値を
リセットし（Ｆ(０)＝０）、さらにステップＳ２５では
累積フリーランニング・データ数ＳFRをリセットする
（ＳFR＝０）。つぎに、ステップＳ２６では、ねじ締め
を開始する。ステップＳ２７〜Ｓ３７において、ステッ
プＳ２８はフリーランニング・データ数処理部１２８に
おける処理内容、ステップＳ３２はピーク値処理部１２
２における処理内容、ステップＳ３５およびステップＳ
３７は動力制御部１２５における処理内容であり、その
他は締結力演算部１３４における処理内容である。ま
た、ステップＳ２７〜Ｓ２９およびステップＳ３０はル
ープを形成しており、着座まではインパクト毎に着座判
定および累積フリーランニング・データ数ＳFRの計算を
行なう。まず、ステップＳ２７でカウントｉを１だけ増
加させた後、ステップＳ２８でトルク信号に基づいてフ
リーランニング・データ数ＮFRを求める。つぎに、ステ
ップＳ２９では、フリーランニング・データ数ＮFRが着
座判定しきい値フリーランニング・データ数SＮFR以下
か否かを判断し、ＮＯすなわち未着座であればステップ
Ｓ３０において累積フリーランニング・データ数ＳFRに
フリーランニング・データ数ＮFRを加えた後（ＳFR＝Ｓ
FR＋ＮFR）、ステップＳ２７に戻ってステップＳ２９ま
でを繰り返す。一方、ステップＳ２９でＹＥＳになる
と、すなわち着座と判定すると、ステップＳ３１へ進
み、トルク−締結力変換係数の補正係数ＰCを締結力デ
ータ・メモリ部１３３のテーブルに基づいて着座までの
各インパクトにおけるフリーランニング・データ数の平
均値（ＳFR／ｉ）から計算する（ＰC＝ＰC(ＳFR／
ｉ)）。Next, the operation of the impact wrench shown in FIG. 9 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, set the value of the target engagement force C F C in step S21, also after setting the sitting determination threshold free running data number S N FR at step S22, resets the counter impact number at step S23 ( (Count i = 0), the value of the fastening force up to that point is reset at step S24 (F (0) = 0), and further, at step S25, the accumulated free running data number SFR is reset ( SFR = 0). Next, in step S26, screw tightening is started. In steps S27 to S37, step S28 is the processing content of the free running data number processing unit 128, and step S32 is the peak value processing unit 12
2, the processing contents in step S35 and step S35
37 is the processing content of the power control unit 125, and the other is the processing content of the fastening force calculation unit 134. Moreover, steps S27~S29 and step S30 forms a loop, performs sitting determination and calculation of cumulative free-running data number S FR for each impact until the seating. First, the count i is increased by one in step S27, obtains a free-running data number N FR on the basis of the torque signal at step S28. Next, in step S29, the free-running data number N FR is determined whether the sitting determination threshold free running data number S N FR less cumulative free-running at step S30, if NO, that is not yet seated after the addition of free-running data number N FR of the number of data bytes S FR (S FR = S
FR + N FR ), and returns to step S27 to repeat steps up to step S29. On the other hand, at the YES at step S29, i.e., if it is determined that the seat, the process proceeds to step S31, the torque - in each impact to the seat based on the engagement force conversion coefficient correction factor P C fastening force data memory unit 133 table It is calculated from the average value of the number of free running data (S FR / i) (P C = P C (S FR /
i)).
【００２３】また、ステップＳ３２〜Ｓ３５およびステ
ップＳ３６はループを形成しており、インパクト毎に締
結力の計算を行なう。まず、ステップＳ３２では、トル
ク信号からインパクトのピーク・トルク値Ｔp(ｉ)を求
めて記憶する。なお、着座時点においては、ステップＳ
２８において一時的に記憶されているトルク信号からピ
ーク・トルク値Ｔp(ｉ)を求めればよい。つぎに、ステ
ップＳ３３では、締結力Ｆ(ｉ−１)におけるトルク−締
結力変換係数ＣTF(ｉ)＝ＣTF(Ｆ(ｉ))を締結力データ・
メモリ部１３３のテーブルに基づいて計算する。つぎ
に、ステップＳ３４では、インパクト後の締結力Ｆ(ｉ)
を次式により、すなわちインパクトによる締結力の増加
分δＦ(ｉ)＝ＰC×ＣTF(ｉ)×Ｔp(ｉ)を計算し、さらに
それまでの締結力つまり１回前のインパクト後の締結力
Ｆ(ｉ−１)に増加分δＦ(ｉ)を加算することにより計算
する。 Ｆ(ｉ)＝Ｆ(ｉ−１)＋ＰC×ＣTF(ｉ)×Ｔp(ｉ) つぎに、ステップＳ３５では、インパクト後の締結力Ｆ
(ｉ)が目標締結力CＦC以上か否かを判断し、ＮＯであれ
ばステップＳ３６でカウントｉを１だけ増加させた後、
ステップＳ３２に戻ってステップＳ３５までを繰り返
す。一方、ステップＳ３５でＹＥＳになると、ステップ
Ｓ３７へ行き、その時点でカット・オフ命令が出され
る。これによってシャット・オフ・バルブ１２が閉じら
れる。つぎに、ステップＳ３８では、終了するか否かを
判断し、ＹＥＳであればそのまま終了し、ＮＯであれば
ステップＳ２３へ戻って次のねじ締めを行なう。Steps S32 to S35 and step S36 form a loop for calculating the fastening force for each impact. First, in step S32, the peak torque value Tp (i) of the impact is obtained from the torque signal and stored. At the time of sitting, step S
At 28, the peak torque value Tp (i) may be obtained from the temporarily stored torque signal. Next, in step S33, the torque-fastening force conversion coefficient C TF (i) = C TF (F (i)) at the fastening force F (i-1) is calculated as the fastening force data
The calculation is performed based on the table in the memory unit 133. Next, in step S34, the fastening force F (i) after impact is set.
The the following equation, i.e., to calculate the increase δF fastening force by the impact (i) = P C × C TF (i) × Tp (i), further fastening post before impact fastening force clogging once so far It is calculated by adding the increase δF (i) to the force F (i−1). F (i) = F (i -1) + P C × C TF (i) × Tp (i) Next, in step S35, the fastening force after impact F
(i) after it is determined whether the target engagement force C F C above, the count i is increased by 1 at step S36, if NO, the
Returning to step S32, steps up to step S35 are repeated. On the other hand, if "YES" is determined in the step S35, the process proceeds to a step S37, at which a cut-off command is issued. This closes the shut-off valve 12. Next, in step S38, it is determined whether or not to end the processing. If YES, the processing is ended. If NO, the processing returns to step S23 to perform the next screw tightening.
【００２４】ところで、図１２に示すように、着座まで
の各インパクトにおけるフリーランニング時間の平均値
と最終到達締結力との関係で見ると、着座までの各イン
パクトにおけるフリーランニング時間の平均値が大きい
ほど最終到達締結力が大きくなっていることがわかる。
ここで、フリーランニング時間は図６に示すように、着
座前のインパクトにおける第１のトルク・パルスと第２
のトルク・パルスとの間隔のことであり、第１および第
２のトルク・パルスはそれぞれ静止しているボルトまた
はナットにトルクがかかり始めてから最大静止摩擦トル
クに達してボルトまたはナットが回転し始めるときのト
ルク波形、回転しているボルトまたはナットが動摩擦に
より次第に減速していき停止するときのトルク波形であ
る。そして、第１のトルク・パルスから第２のトルク・
パルスに至る間、すなわちフリーランニング時間におい
てはボルトまたはナットがフリーランニング状態で回転
している。そして、着座に伴ってフリーランニング時間
は急激に短くなり、着座後においてはフリーランニング
時間は観測されなくなる。したがって、図１２の結果は
ねじ面の摩擦力が小さくなるほど、着座前においてはボ
ルトまたはナットがフリーランニング状態で回転してい
る時間、すなわちフリーランニング時間が長くなり、着
座後は摩擦力としてロスされるエネルギーが小さいため
にボルトおよび被締結部に弾性エネルギーとして蓄えら
れる分が多くなって締結力が増加しやすくなることを意
味している。By the way, as shown in FIG. 12, the relationship between the average value of the free running time at each impact up to sitting and the final attainment fastening force indicates that the average value of the free running time at each impact up to sitting is large. It can be seen that the final reaching fastening force increases as the final reaching fastening force increases.
Here, as shown in FIG. 6, the free running time is equal to the first torque pulse and the second torque pulse in the impact before sitting.
The first and second torque pulses respectively begin to apply a torque to a stationary bolt or nut and then reach a maximum static friction torque to cause the bolt or nut to rotate. The torque waveform at the time, and the torque waveform when the rotating bolt or nut gradually decelerates and stops due to dynamic friction. Then, from the first torque pulse to the second torque pulse
The bolt or the nut is rotating in the free running state until the pulse, that is, during the free running time. Then, the free running time is sharply shortened with the sitting, and the free running time is not observed after the sitting. Therefore, the results in FIG. 12 show that as the frictional force of the screw surface decreases, the time during which the bolt or nut rotates in the free running state before seating, that is, the free running time, becomes longer, and after seating, it is lost as frictional force. This means that the amount of energy stored in the bolt and the portion to be fastened is increased as the energy is small, and the fastening force is likely to increase.
【００２５】そして、図９に示したインパクト・レンチ
においては、補正係数ＰCをフリーランニング・データ
数の平均値（ＳFR／ｉ）の関数として求めるとともに、
インパクト毎の締結力の増加量をピーク・トルク値Ｔp
(ｉ)とトルク−締結力変換係数ＣTF(ｉ)と補正係数ＰC
との積として計算するように構成しているから、１回の
ねじ締め中において、インパクトが発生し始めてから着
座するまでの間に補正係数ＰCを決定でき、また補正係
数ＰCを用いて締結力の増加量を計算できるので、実際
の締結力を正確に演算することができるため、目標締結
力まで精密にねじ締めを行なうことができる。すなわ
ち、図１２に示すように、フリーランニング時間の平均
値が大きいほど最終到達締結力が大きくなっているが、
図１０に示すように、補正係数ＰCはフリーランニング
・データ数の平均値（ＳFR／ｉ）が大きいほど大きくな
っており、フリーランニング・データ数の平均値（ＳFR
／ｉ）はフリーランニング時間の平均値に対応するか
ら、ねじ面の摩擦力にバラツキがあったとしても締結力
を正確に演算することができる。[0025] In the impact wrench shown in FIG. 9, with determining the correction coefficient P C as a function of the free-running data number average (S FR / i),
The amount of increase in fastening force at each impact is calculated as the peak torque value Tp.
(i) and torque-fastening force conversion coefficient C TF (i) and correction coefficient P C
Because configured to calculate a product of, during a single screwing, impact can determine a correction factor P C until is seated from beginning to occur, and using the correction coefficient P C Since the amount of increase in the fastening force can be calculated, the actual fastening force can be accurately calculated, so that the screw can be tightened precisely to the target fastening force. That is, as shown in FIG. 12, the final attainment fastening force increases as the average value of the free running time increases,
As shown in FIG. 10, the correction coefficient P C is free-running data number average (S FR / i) has become larger the larger, free-running data number average (S FR
Since / i) corresponds to the average value of the free running time, it is possible to accurately calculate the fastening force even if the frictional force of the screw surface varies.
【００２６】図１３はこの実施例と比較例（従来例）と
の演算精度についての比較図であり、○印はこの実施例
の特性、●印は従来例の特性（この実施例のデータを従
来例の処理でシミュレーションした結果）を示す。この
例はCＦC＝４５kＮとしてＭ１４のボルトおよびナット
を用いて着座持の座面間距離が４０ｍｍの被締結体を締
結した場合の結果である。図１３の特性から明らかなよ
うに、この実施例では締結力の演算精度が従来例より著
しく向上していることがわかる。FIG. 13 is a comparison diagram of the operation accuracy between this embodiment and a comparative example (conventional example), where .largecircle. Indicates the characteristic of this embodiment, and .circle-solid. (Result of simulation by the processing of the conventional example). This example is the result when the seating surface a distance between the seating lifting using M14 bolts and nuts as C F C = 45 kN has entered into a fastened member of 40 mm. As is clear from the characteristics shown in FIG. 13, in this embodiment, the calculation accuracy of the fastening force is remarkably improved as compared with the conventional example.
【００２７】（第３の実施例）この実施例はトルク−締
結力変換係数の補正係数をインパクトが発生し始めてか
ら着座するまでの各インパクトにおけるピーク・トルク
値の平均値の関数として求めるように構成した例であ
る。図１４はこの発明に係る他のインパクト・レンチを
示すブロック図である。図に示すように、インパクト・
レンチ本体１０には制御装置１４０が接続されている。
制御装置１４０は第１の実施例と同様のトルク信号処理
部１２１、ピーク値処理部１２２、フリーランニング・
データ処理部１２８および動力制御部１２５を有してお
り、その他に第１の実施例とは少し異なる締結力データ
・メモリ部１４３および締結力演算部１４４を備えてい
る。締結力データ・メモリ部１４３には図３に示すよう
な締結力に応じたトルク−締結力変換係数ＣTFおよび図
１５に示すような着座までの各インパクトにおけるピー
ク・トルク値の平均値（ＳTp／ｉ）に応じたトルク−締
結力変換係数の補正係数ＰC（着座までの各インパクト
におけるピーク・トルク値の平均値と最終到達締結力と
の関係から求められる）が設定されており、締結力演算
部１３４は補正係数ＰCを用いて締結力Ｆ(ｉ)を演算す
る。(Third Embodiment) In this embodiment, the correction coefficient of the torque-fastening force conversion coefficient is obtained as a function of the average value of the peak torque values at each impact from the start of the impact until the seating. This is a configuration example. FIG. 14 is a block diagram showing another impact wrench according to the present invention. As shown in the figure,
A control device 140 is connected to the wrench body 10.
The control device 140 includes the same torque signal processing unit 121, peak value processing unit 122,
It has a data processing unit 128 and a power control unit 125, and further includes a fastening force data memory unit 143 and a fastening force calculation unit 144 slightly different from those of the first embodiment. The fastening force data memory unit 143 stores a torque-fastening force conversion coefficient CTF according to the fastening force as shown in FIG. 3 and an average value (S) of peak torque values at each impact until seating as shown in FIG. tp / i) torque corresponding to - correction factor P C of the fastening force conversion coefficient (determined from the relationship between the average value and the ultimate fastening force of the peak torque value at each impact until the seating) is set, tightening force calculating unit 134 fastening force calculates the F (i) using the correction coefficient P C.
【００２８】つぎに、図１６に示すフローチャートに基
づいて図１４に示したインパクトレンチの動作を説明す
る。まず、ステップＳ４１において目標締結力CＦCの値
を設定し、またステップＳ４２で着座判定しきい値フリ
ーランニング・データ数SＮF Rを設定した後、ステップ
Ｓ４３でインパクト数のカウンタをリセットし（カウン
トｉ＝０）、ステップＳ４４でそれまでの締結力の値を
リセットし（Ｆ(０)＝０）、さらにステップＳ４５では
累積ピーク・トルク値ＳTpをリセットする（ＳTp＝
０）。つぎに、ステップＳ４６では、ねじ締めを開始す
る。ステップＳ４７〜Ｓ５８において、ステップＳ４９
はフリーランニング・データ数処理部１２８における処
理内容、ステップＳ４８およびステップＳ５７はピーク
値処理部１２２における処理内容、ステップＳ５５およ
びステップＳ５８は動力制御部１２５における処理内容
であり、その他は締結力演算部１４４における処理内容
である。また、ステップＳ４７〜Ｓ５０およびステップ
Ｓ５１はループを形成しており、着座まではインパクト
毎に着座判定および累積ピーク・トルク値ＳTpの計算を
行なう。まず、ステップＳ４７でカウントｉを１だけ増
加させた後、ステップＳ４８でトルク信号に基づいてイ
ンパクトのピーク・トルク値Ｔp(ｉ)を求めて記憶し、
さらにステップＳ４９ではトルク信号からフリーランニ
ング・データ数Ｎ FRを求める。つぎに、ステップＳ５０
では、フリーランニング・データ数ＮFRが着座判定しき
い値フリーランニング・データ数SＮFR以下か否かを判
断し、ＮＯすなわち未着座であればステップＳ５１にお
いて累積ピーク・トルク値ＳTpにピーク・トルク値Ｔp
(ｉ)を加えた後（ＳTp＝ＳTp＋Ｔp(ｉ)）、ステップＳ
４７に戻ってステップＳ５０までを繰り返す。一方、ス
テップＳ５０でＹＥＳになると、すなわち着座と判定す
ると、ステップＳ５２へ進み、トルク−締結力変換係数
の補正係数ＰCを締結力データ・メモリ部１４３のテー
ブルに基づいて着座までの各インパクトにおけるピーク
・トルク値の平均値（ＳTp／ｉ）から計算する（ＰC＝
ＰC(ＳTp／ｉ)）。Next, based on the flowchart shown in FIG.
The operation of the impact wrench shown in FIG.
You. First, in step S41, the target fastening forceCFCThe value of the
Is set, and in step S42, the seating determination threshold value
-Number of running dataSNF RAfter setting
In S43, the impact number counter is reset (count
I = 0), and the value of the fastening force up to that point is determined in step S44.
Reset (F (0) = 0), and in step S45
Cumulative peak torque value STpReset (STp=
0). Next, in step S46, screw tightening is started.
You. In steps S47 to S58, step S49
Is the processing in the free running data number processing unit 128.
Processing contents, step S48 and step S57 are peak
Processing contents in the value processing unit 122, step S55 and
And step S58 are the processing contents of the power control unit 125.
Others are the processing contents in the fastening force calculation unit 144.
It is. Steps S47 to S50 and step
S51 forms a loop and impacts until sitting
Seating judgment and cumulative peak torque value S for eachTpCalculation of
Do. First, the count i is increased by 1 in step S47.
After that, in step S48, based on the torque signal,
Find and store the impact peak torque value Tp (i),
Further, in step S49, the free run time is obtained from the torque signal.
N FRAsk for. Next, step S50
Then, the number of free running data NFRIs sitting
Free running data countSNFRJudge whether
If NO, that is, if not seated, the process proceeds to step S51.
And the cumulative peak torque value STpTo the peak torque value Tp
After adding (i) (STp= STp+ Tp (i)), step S
Returning to step S47, steps up to step S50 are repeated. On the other hand,
If YES at step S50, that is, it is determined that the user is seated
Then, the process proceeds to step S52, where the torque-fastening force conversion coefficient
Correction coefficient PCOf the fastening force data memory 143
Peak at each impact until seating based on the bull
・ Average torque value (STp/ I) (PC=
PC(STp/ I)).
【００２９】また、ステップＳ５３〜Ｓ５５およびステ
ップＳ５６、ステップＳ５７はループを形成しており、
インパクト毎に締結力の計算を行なう。まず、ステップ
Ｓ５３では、Ｆ(ｉ−１)におけるトルク−締結力変換係
数ＣTF(ｉ)＝ＣTF(Ｆ(ｉ))を、締結力データ・メモリ部
１４３のテーブルに基づいて計算する。つぎに、ステッ
プＳ５４では、インパクト後の締結力Ｆ(ｉ)を次式によ
り、すなわちインパクトによる締結力の増加分δＦ(ｉ)
＝ＣTF(ｉ)×Ｔp(ｉ)を計算し、さらにそれまでの締結
力つまり１回前のインパクト後の締結力Ｆ(ｉ−１)に上
記の増加分δＦ(ｉ)を加算することにより計算する。 Ｆ(ｉ)＝Ｆ(ｉ−１)＋ＰC×ＣTF(ｉ)×Ｔp(ｉ) つぎに、ステップＳ５５では、インパクト後の締結力Ｆ
(ｉ)が目標締結力CＦC以上か否かを判断し、ＮＯであれ
ばステップＳ５６でカウントｉを１だけ増加させた後、
ステップＳ５７でトルク信号に基づいてインパクトのピ
ーク・トルク値Ｔp(ｉ)を求めて記憶し、ステップＳ５
３に戻ってステップＳ５５までを繰り返す。一方、ステ
ップＳ５５でＹＥＳになると、ステップＳ５８へ行き、
その時点でカット・オフ命令が出される。これによって
シャット・オフ・バルブ１２が閉じられる。つぎに、ス
テップＳ５９では、終了するか否かを判断し、ＹＥＳで
あればそのまま終了し、ＮＯであればステップＳ４３へ
戻って次のねじ締めを行なう。Steps S53 to S55 and steps S56 and S57 form a loop.
The calculation of the fastening force is performed for each impact. First, in step S53, a torque-fastening force conversion coefficient CTF (i) = CTF (F (i)) at F (i-1) is calculated based on the table of the fastening force data memory unit 143. Next, in step S54, the fastening force F (i) after the impact is calculated by the following equation, that is, the increase δF (i) of the fastening force due to the impact.
= C TF (i) × Tp (i) is calculated, and the above increase δF (i) is added to the previous fastening force, that is, the fastening force F (i−1) after the previous impact. Is calculated by F (i) = F (i -1) + P C × C TF (i) × Tp (i) Next, in step S55, the fastening force after impact F
(i) after it is determined whether the target engagement force C F C above, the count i is increased by 1 at step S56, if NO, the
In step S57, the peak torque value Tp (i) of the impact is obtained and stored based on the torque signal, and stored in step S5.
3, and repeats the steps up to step S55. On the other hand, if “YES” in the step S55, the process proceeds to a step S58,
At that point, a cut-off command is issued. This closes the shut-off valve 12. Next, in step S59, it is determined whether or not to end the process. If YES, the process is ended. If NO, the process returns to step S43 to perform the next screw tightening.
【００３０】ところで、図１７に示すように着座までの
各インパクトにおけるピーク・トルク値の平均値と最終
到達締結力との関係で見ると、着座までの各インパクト
におけるピーク・トルク値の平均値が大きいほど最終到
達締結力が小さくなっていることがわかる。図６に示す
ように、着座までの各インパクトにおけるピーク・トル
ク値は各インパクトにおける第１のトルク・パルスのピ
ーク値であり、上述のように静止しているボルトまたは
ナットにトルクがかかり始めてから最大静止摩擦トルク
に達してボルトまたはナットが回転し始めるとき発生す
る。したがって、図１７の結果は、ねじ面の摩擦力が大
きくなるほど、着座前においては各インパクトにおける
ピーク・トルク値が大きくなり、着座後は摩擦力として
ロスされるエネルギーが大きいためにボルトおよび被締
結部に弾性エネルギーとして蓄えられる分が少なくなっ
て締結力が増加しにくくなることを意味している。By the way, as shown in FIG. 17, looking at the relationship between the average value of the peak torque value at each impact up to seating and the final attainment fastening force, the average value of the peak torque value at each impact up to seating is It can be seen that the larger the larger, the smaller the final reaching fastening force. As shown in FIG. 6, the peak torque value at each impact up to seating is the peak value of the first torque pulse at each impact, and after the torque starts to be applied to the stationary bolt or nut as described above. Occurs when the maximum static friction torque is reached and the bolt or nut begins to rotate. Therefore, the results in FIG. 17 show that as the frictional force on the screw surface increases, the peak torque value at each impact increases before seating, and the energy lost as the frictional force after seating is large, so that the bolt and the fastening This means that the amount stored as elastic energy in the portion is reduced and the fastening force is less likely to increase.
【００３１】そして、図１４に示したインパクト・レン
チにおいては、補正係数ＰCを着座までの各インパクト
におけるピーク・トルク値の平均値（ＳTp／ｉ）の関数
として求めるとともに、インパクト毎の締結力の増加量
をピーク・トルク値Ｔp(ｉ)とトルク−締結力変換係数
ＣTF(ｉ)と補正係数ＰCとの積として計算するように構
成しているから、１回のねじ締め中において、インパク
トが発生し始めてから着座するまでの間に補正係数ＰC
を決定でき、また補正係数ＰCを用いて締結力の増加量
を計算できるので、実際の締結力を正確に演算すること
ができるため、目標締結力まで精密にねじ締めを行なう
ことができる。すなわち、図１７に示すように、着座ま
での各インパクトにおけるピーク・トルク値の平均値が
大きいほど最終到達締結力が小さくなっているが、図１
５に示すように、補正係数ＰCは着座までの各インパク
トにおけるピーク・トルク値の平均値（ＳTp／ｉ）が大
きいほど小さくなっているから、ねじ面の摩擦力にバラ
ツキがあったとしても締結力を正確に演算することがで
きる。[0031] In the impact wrench shown in FIG. 14, with determining the correction coefficient P C as a function of the mean value of the peak torque value at each impact to the seat (S Tp / i), the fastening of each impact increasing amounts of force and peak torque Tp (i) torque - because configured to calculate a product of the fastening force conversion coefficient C TF (i) and the correction coefficient P C, during a single screwing , The correction coefficient P C is set between when the impact starts to occur and when the user sits down.
Can determine, also because it calculates the increase amount of fastening force using the correction coefficient P C, it is possible to accurately compute the actual fastening force, it can be performed precisely screwing to the target engagement force. That is, as shown in FIG. 17, as the average value of the peak torque values at each impact up to the seating is larger, the final reaching fastening force is smaller.
As shown in 5, since the correction coefficient P C is smaller the larger the average value of the peak torque value at each impact to the seat (S Tp / i) is, when there are variations in the frictional force of the screw surface Can also accurately calculate the fastening force.
【００３２】図１８はこの実施例と比較例（従来例）と
の演算精度についての比較図であり、○印はこの実施例
の特性、●印は従来例の特性（この実施例のデータを従
来例の処理でシミュレーションした結果）を示す。この
例は、CＦC＝４５kＮとしてＭ１４のボルトおよびナッ
トを用いて着座持の座面間距離が４０ｍｍの被締結体を
締結した場合の結果である。図１８の特性から明らかな
ように、この実施例では締結力の演算精度が従来例より
著しく向上していることがわかる。FIG. 18 is a comparison diagram of the operation accuracy between this embodiment and a comparative example (conventional example). The circles indicate the characteristics of this embodiment, and the black circles indicate the characteristics of the conventional example. (Result of simulation by the processing of the conventional example). This example shows the result when the seating surface a distance between the seating lifting using M14 bolts and nuts as C F C = 45 kN has entered into a fastened member of 40 mm. As is clear from the characteristics shown in FIG. 18, in this embodiment, the calculation accuracy of the fastening force is remarkably improved as compared with the conventional example.
【００３３】（第４の実施例）この実施例はトルク−締
結力変換係数の補正係数をインパクトが発生し始めてか
ら着座するまでの各インパクトにおけるフリーランニン
グ時間の平均値およびピーク・トルク値の平均値の関数
として求めるように構成した例である。図１９はこの発
明に係る他のインパクト・レンチを示すブロック図であ
る。図に示すように、インパクト・レンチ本体１０には
制御装置１５０が接続されている。制御装置１５０は第
１の実施例と同様のトルク信号処理部１２１、ピーク値
処理部１２２、フリーランニング・データ処理部１２８
および動力制御部１２５を有しており、その他に第１の
実施例とは少し異なる締結力データ・メモリ部１５３お
よび締結力演算部１５４を備えている。締結力データ・
メモリ部１５３には図３に示すような締結力に応じたト
ルク−締結力変換係数ＣTFおよび着座までの各インパク
トにおけるフリーランニング時間の平均値（ＳFR／ｉ）
およびピーク・トルク値の平均値（ＳTp／ｉ）に応じた
トルク−締結力変換係数の補正係数ＰCが設定されてい
る。すなわち、締結力データ・メモリ部１５３に記録さ
れている補正係数ＰCは、図１０に示す関数関係から求
められる補正係数と図１５に示すような関数関係から求
められる補正係数との平均値である。また、締結力演算
部１３４は補正係数ＰCを用いて締結力Ｆ(ｉ)を演算す
る。(Fourth Embodiment) In this embodiment, the correction coefficient of the torque-fastening force conversion coefficient is calculated by averaging the free running time and the average peak torque value in each impact from the start of the impact until the seating. This is an example in which the value is obtained as a function of a value. FIG. 19 is a block diagram showing another impact wrench according to the present invention. As shown in the figure, a control device 150 is connected to the impact wrench main body 10. The control device 150 includes the same torque signal processing unit 121, peak value processing unit 122, and free running data processing unit 128 as in the first embodiment.
And a power control unit 125, and further includes a fastening force data memory unit 153 and a fastening force calculation unit 154 slightly different from those of the first embodiment. Fastening force data
The memory unit 153 stores a torque-fastening force conversion coefficient CTF according to the fastening force as shown in FIG. 3 and an average value (S FR / i) of the free running time at each impact until seating.
And the average value of the peak torque value torque corresponding to the (S Tp / i) - correction factor P C of the fastening force conversion coefficient is set. That is, the correction coefficient P C recorded in the tightening force data memory unit 153, the average value of the correction coefficient obtained from the function relationship as shown in the correction coefficient and 15 obtained from the function relationship shown in FIG. 10 is there. Further, tightening force calculating unit 134 fastening force calculates the F (i) using the correction coefficient P C.
【００３４】つぎに、図２０に示すフローチャートに基
づいて図１９に示したインパクトレンチの動作を説明す
る。まず、ステップＳ６１において目標締結力CＦCの値
を設定し、またステップＳ６２で着座判定しきい値フリ
ーランニング・データ数SＮF Rをそれぞれ設定した後、
ステップＳ６３でインパクト数のカウンタをリセットし
（カウントｉ＝０）、ステップＳ６４でそれまでの締結
力の値をリセットし（Ｆ(０)＝０）、さらにステップＳ
６５では累積フリーランニング・データ数ＳＦＲをリセ
ットし、またステップＳ６６では累積ピーク・トルク値
ＳＴｐをリセットする（ＳFR＝０，ＳTp＝０）。Next, the operation of the impact wrench shown in FIG. 19 will be described based on the flowchart shown in FIG. First, after setting the value of the target engagement force C F C, also sitting determination threshold free-running speed data at step S62 S N F R were respectively set at step S61,
In step S63, the impact number counter is reset (count i = 0), in step S64, the value of the fastening force up to that point is reset (F (0) = 0), and further in step S64.
In step 65, the cumulative free running data number SFR is reset, and in step S66, the cumulative peak torque value STp is reset ( SFR = 0, STp = 0).
【００３５】つぎに、ステップＳ６７では、ねじ締めを
開始する。ステップＳ６８〜Ｓ８０において、ステップ
Ｓ７０はフリーランニング・データ数処理部１２８にお
ける処理内容、ステップＳ６９およびステップＳ７９は
ピーク値処理部１２２における処理内容、ステップＳ７
７およびステップＳ８０は動力制御部１２５における処
理内容であり、その他は締結力演算部１５４における処
理内容である。Next, in step S67, screw tightening is started. In steps S68 to S80, step S70 is the processing content of the free running data number processing unit 128, steps S69 and S79 are the processing content of the peak value processing unit 122, and step S7.
7 and step S80 are the processing contents of the power control unit 125, and the other are the processing contents of the fastening force calculation unit 154.
【００３６】また、ステップＳ６８〜Ｓ７１およびステ
ップＳ７２、ステップＳ７３はループを形成しており、
着座まではインパクト毎に着座判定および累積フリーラ
ンニング・データ数ＳFRと累積ピーク・トルク値ＳTpの
計算を行なう。まず、ステップＳ６８でカウントｉを１
だけ増加させた後、ステップＳ６９でトルク信号に基づ
いてインパクトのピーク・トルク値Ｔp(ｉ)を求めて記
憶し、さらにステップＳ７０ではトルク信号からフリー
ランニング・データ数ＮFRを求める。Steps S68 to S71 and steps S72 and S73 form a loop.
Until seating, the seating determination and the calculation of the cumulative free running data number SFR and the cumulative peak torque value STp are performed for each impact. First, in step S68, the count i is set to 1
Then, in step S69, the peak torque value Tp (i) of the impact is obtained and stored based on the torque signal, and in step S70, the number NFR of free running data is obtained from the torque signal.
【００３７】つぎに、ステップＳ７１では、フリーラン
ニング・データ数ＮFRが着座判定しきい値フリーランニ
ング・データ数SＮFR以下か否かを判断し、ＮＯすなわ
ち未着座であればステップＳ７２において累積フリーラ
ンニング・データ数ＳFRにフリーランニング・データ数
ＮFRを加え、またステップＳ７３において累積ピーク・
トルク値ＳTpにピーク・トルク値Ｔp(ｉ)を加えた後
（ＳFR＝ＳFR＋ＮFR，ＳTp＝ＳTp＋Ｔp(ｉ)）、ステッ
プＳ６８に戻ってステップＳ７１までを繰り返す。一
方、ステップＳ７１でＹＥＳになると、すなわち着座と
判定すると、ステップＳ７４へ進み、トルク−締結力変
換係数の補正係数ＰCを締結力データ・メモリ部１５３
のテーブルに基づいて着座までの各インパクトにおける
フリーランニング時間の平均値（ＳFR／ｉ）およびピー
ク・トルク値の平均値（ＳTp／ｉ）から計算する（ＰC
＝ＰC(ＳFR／ｉ，ＳTp／ｉ)）。Next, in step S71, the cumulative in free-running data number N FR is determined whether the sitting determination threshold free running data number S N FR below, step S72 if NO, that is not yet seated free-running data number S FR added free-running data number N FR to and accumulated peak in step S73
After adding the peak torque value Tp (i) to the torque value S Tp (S FR = S FR + N FR , S Tp = S Tp + Tp (i)), the process returns to step S68 and repeats to step S71. On the other hand, at the YES at step S71, i.e., if it is determined that the seat, the process proceeds to step S74, the torque - fastening force conversion coefficient correction coefficient P C fastening force data memory unit 153
Is calculated from the average value of free running time (S FR / i) and the average value of peak torque values (S Tp / i) in each impact up to seating based on the table (P C).
= P C (S FR / i , S Tp / i)).
【００３８】また、ステップＳ７５〜Ｓ７７およびステ
ップＳ７８、ステップＳ７９はループを形成しており、
インパクト毎に締結力の計算を行なう。まず、ステップ
Ｓ７５では、Ｆ(ｉ−１)におけるトルク−締結力変換係
数ＣTF(ｉ)＝ＣTF(Ｆ(ｉ))を、締結力データ・メモリ部
１５３のテーブルに基づいて計算する。つぎに、ステッ
プＳ７６では、インパクト後の締結力Ｆ(ｉ)を次式によ
って、すなわちインパクトによる締結力の増加分δＦ
(ｉ)＝ＰC×ＣTF(ｉ)×Ｔp(ｉ)を計算し、さらにこのそ
れまでの締結力つまり１回前のインパクト後の締結力Ｆ
(ｉ−１)に上記の増加分δＦ(ｉ)を加算することにより
計算する。 Ｆ(ｉ)＝Ｆ(ｉ−１)＋ＰC×ＣTF(ｉ)×Ｔp(ｉ) つぎに、ステップＳ７７では、インパクト後の締結力Ｆ
(ｉ)が目標締結力CＦC以上か否かを判断し、ＮＯであれ
ばステップＳ７８でカウントｉを１だけ増加させた後、
ステップＳ７９でトルク信号に基づいてインパクトのピ
ーク・トルク値Ｔp(ｉ)を求めて記憶し、ステップＳ７
５に戻ってステップＳ７７までを繰り返す。一方、ステ
ップＳ７７でＹＥＳになると、ステップＳ８０へ行き、
その時点でカット・オフ命令が出される。これによって
シャット・オフ・バルブ１２が閉じられる。つぎに、ス
テップＳ８１では、終了するか否かを判断し、ＹＥＳで
あればそのまま終了し、ＮＯであればステップＳ６３へ
戻って次のねじ締めを行なう。Steps S75 to S77 and steps S78 and S79 form a loop.
The calculation of the fastening force is performed for each impact. First, in step S75, a torque-fastening force conversion coefficient CTF (i) = CTF (F (i)) at F (i-1) is calculated based on the table of the fastening force data memory unit 153. Next, in step S76, the post-impact fastening force F (i) is calculated by the following equation, that is, the increase δF of the fastening force due to the impact.
(i) = P C × C TF (i) × calculates the Tp (i), further tightening force F after the meantime fastening force clogging once before impact
It is calculated by adding the increase δF (i) to (i−1). F (i) = F (i -1) + P C × C TF (i) × Tp (i) Next, in step S77, the fastening force after impact F
(i) after it is determined whether the target engagement force C F C above, the count i is increased by 1 at step S78, if NO, the
In step S79, the peak torque value Tp (i) of the impact is obtained and stored based on the torque signal.
Returning to step 5, the process up to step S77 is repeated. On the other hand, if “YES” in the step S77, the process proceeds to a step S80,
At that point, a cut-off command is issued. This closes the shut-off valve 12. Next, in step S81, it is determined whether or not to end the operation. If YES, the operation ends. If NO, the process returns to step S63 to perform the next screw tightening.
【００３９】図１９に示したインパクト・レンチにおい
ては、補正係数ＰCを着座までの各インパクトにおける
フリーランニング時間の平均値（ＳFR／ｉ）およびピー
ク・トルク値の平均値（ＳTp／ｉ）の関数として求める
とともに、インパクト毎の締結力の増加量をピーク・ト
ルク値Ｔp(ｉ)とトルク−締結力変換係数ＣTF(ｉ)と補
正係数ＰCとの積として計算するように構成しているか
ら、１回のねじ締め中において、インパクトが発生し始
めてから着座するまでの間に補正係数ＰCを決定でき、
また補正係数ＰCを用いて締結力の増加量を計算できる
ので、ねじ面の摩擦力にかかわらず実際の締結力を正確
に演算することができるため、目標締結力まで精密にね
じ締めを行なうことができる。In the impact wrench shown in FIG. 19, the correction coefficient P C is set to the average value of free running time (S FR / i) and the average value of peak torque values (S Tp / i) at each impact until seating. with determined as a function of) the increase in the fastening force of each impact the peak torque value Tp (i) torque - arranged to calculate the product of the fastening force conversion coefficient C TF (i) and the correction coefficient P C because we have to, during one screwing, can determine the correction coefficient P C until seated after impact begins to occur,
Since can calculate the increase in the fastening force using the correction coefficient P C, it is possible to accurately compute the actual fastening force irrespective of the frictional force of the thread surface, performs precisely screwing to the target engagement force be able to.
【００４０】図２１はこの実施例と比較例（従来例)と
の演算精度についての比較図であり、○印はこの実施例
の特性、●印は従来例の特性（この実施例のデータを従
来例の処理でシミュレーションした結果）を示す。この
例は、CＦC＝４５kＮとしてＭ１４のボルトおよびナッ
トを用いて着座持の座面間距離が４０ｍｍの被締結体を
締結した場合の結果である。図２１の特性から明らかな
ように、この実施例では締結力の演算精度が従来例より
著しく向上していることがわかる。FIG. 21 is a comparison diagram of the operation accuracy between this embodiment and a comparative example (conventional example). (Result of simulation by the processing of the conventional example). This example shows the result when the seating surface a distance between the seating lifting using M14 bolts and nuts as C F C = 45 kN has entered into a fastened member of 40 mm. As is clear from the characteristics of FIG. 21, in this embodiment, the calculation accuracy of the fastening force is remarkably improved as compared with the conventional example.
【００４１】なお、上述実施例においては、インパクト
・レンチについて説明したが、インパクト式ナット・ラ
ンナー等のインパクト式ねじ締め装置にこの発明を適用
することができる。また、上述実施例においては、補正
係数ＰCを着座前インパクト発生回数ＮPP、着座までの
各インパクトにおけるフリーランニング・データ数の平
均値（ＳFR／ｉ）、ピーク・トルク値の平均値（ＳTp／
ｉ）の関数として求めたが、トルク−締結力変換係数の
補正係数をインパクトが発生し始めてから着座するまで
の間のトルク信号に基づいて決定すればよい。また、上
述実施例においては、フリーランニング時間の代表値、
ピーク・トルク値の代表値として、インパクトが発生し
始めてから着座するまでの全期間におけるインパクト毎
のフリーランニング・データ数の平均値（ＳFR／ｉ）、
ピーク・トルク値の平均値（ＳTp／ｉ）を用いたが、イ
ンパクトが発生し始めてから着座するまでの所定期間に
おけるインパクト毎のフリーランニング時間の平均値、
ピーク・トルク値の平均値を用いてもよく、他のフリー
ランニング時間の代表値、ピーク・トルク値の代表値を
用いてもよい。また、第４の実施例においては、インパ
クトが発生し始めてから着座するまでの各インパクトに
おけるフリーランニング・データ数の平均値（ＳFR／
ｉ）およびピーク・トルク値の平均値（ＳTp／ｉ）の関
数として補正係数ＰCを求めたが、上記の各インパクト
におけるフリーランニング時間の平均値（ＳFR／ｉ）、
ピーク・トルク値の平均値（ＳTp／ｉ）、着座前インパ
クト発生回数ＮPPの３種類の変数のうちの少なくとも２
種類の変数の関数として補正係数ＰCを求めてもよい。
また、上述実施例においては、エア・モータ１３を用い
たが、電動モータ、油圧モータ等を用いてもよい。Although the impact wrench has been described in the above embodiment, the present invention can be applied to an impact type screw tightening device such as an impact type nut runner. Further, in the above embodiment, the correction coefficient P C before the seating impact generation count N PP, free-running data number average value in each impact to the seat (S FR / i), the average value of the peak torque value ( S Tp /
Although determined as a function of i), the correction coefficient of the torque-fastening force conversion coefficient may be determined based on the torque signal from when the impact starts to occur until the user sits down. Further, in the above embodiment, the representative value of the free running time,
As a representative value of the peak torque value, an average value (S FR / i) of the number of free-running data for each impact during the entire period from when the impact starts to occur until the seat is seated,
The average value of the peak torque value (S Tp / i) was used, but the average value of the free running time for each impact during a predetermined period from when the impact began to occur until the user sat down,
The average value of the peak torque value may be used, or another representative value of the free running time or the representative value of the peak torque value may be used. In the fourth embodiment, the average value of the number of free-running data in each impact from when the impact starts to occur until the user sits down (S FR /
i) and the average value of the peak torque value (but was determined correction coefficient P C as a function of S Tp / i), the average value of the free running time in each impact of the (S FR / i),
At least two of the three variables of the average value of the peak torque value (S Tp / i) and the number of impact occurrences N PP before sitting.
As a function of the types of variables may be calculated correction factor P C.
In the above embodiment, the air motor 13 is used, but an electric motor, a hydraulic motor, or the like may be used.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係るイ
ンパクト式ねじ締め装置においては、実際の締結力を正
確に演算することができるから、目標締結力まで精密に
ねじ締めを行なうことができる。As described above, in the impact-type screw tightening device according to the present invention, the actual tightening force can be accurately calculated, so that the screw can be precisely tightened to the target tightening force. .
【図１】この発明に係るインパクト・レンチを示すブロ
ック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an impact wrench according to the present invention.
【図２】図１に示したインパクト・レンチのインパクト
・レンチ本体を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing an impact wrench main body of the impact wrench shown in FIG. 1;
【図３】締結力とトルク−締結力変換係数との関係を示
すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a relationship between a fastening force and a torque-fastening force conversion coefficient.
【図４】着座前インパクト発生回数とトルク−締結力変
換係数の補正係数との関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a relationship between the number of impacts before sitting and a correction coefficient of a torque-fastening force conversion coefficient.
【図５】図１に示したインパクト・レンチにおける演算
のフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart of a calculation in the impact wrench shown in FIG. 1;
【図６】インパクトが発生し始めてから着座するまでの
インパクトの発生回数等について模式的に説明した図で
ある。FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the number of times of occurrence of an impact from the start of the occurrence of the impact to the time of sitting.
【図７】着座前インパクト発生回数と最終到達締結力と
の関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the number of impact occurrences before sitting and the final reaching fastening force.
【図８】第１の実施例と比較例との演算精度についての
比較図である。FIG. 8 is a comparison diagram of calculation accuracy between the first embodiment and a comparative example.
【図９】この発明に係る他のインパクト・レンチを示す
ブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing another impact wrench according to the present invention.
【図１０】着座までのフリーランニング・データ数の平
均値とトルク−締結力変換係数の補正係数との関係を示
すグラフである。FIG. 10 is a graph showing a relationship between an average value of the number of free-running data until seating and a correction coefficient of a torque-fastening force conversion coefficient.
【図１１】図１０に示したインパクト・レンチにおける
演算のフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart of a calculation in the impact wrench shown in FIG. 10;
【図１２】着座までのフリーランニング時間の平均値と
最終到達締結力との関係を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing a relationship between an average value of a free running time until seating and a final attainment fastening force.
【図１３】第２の実施例と比較例との演算精度について
の比較図である。FIG. 13 is a comparison diagram regarding the calculation accuracy between the second embodiment and a comparative example.
【図１４】この発明に係る他のインパクト・レンチを示
すブロック図である。FIG. 14 is a block diagram showing another impact wrench according to the present invention.
【図１５】着座までのピーク・トルク値の平均値とトル
ク−締結力変換係数の補正係数との関係を示すグラフで
ある。FIG. 15 is a graph showing a relationship between an average value of peak torque values up to seating and a correction coefficient of a torque-fastening force conversion coefficient.
【図１６】図１４に示したインパクト・レンチにおける
演算のフローチャートである。FIG. 16 is a flowchart of a calculation in the impact wrench shown in FIG. 14;
【図１７】着座までのピーク・トルク値の平均値と最終
到達締結力との関係を示すグラフである。FIG. 17 is a graph showing a relationship between an average value of peak torque values up to seating and a final ultimate fastening force.
【図１８】第３の実施例と比較例との演算精度について
の比較図である。FIG. 18 is a comparison diagram of calculation accuracy between the third embodiment and a comparative example.
【図１９】この発明に係る他のインパクト・レンチを示
すブロック図である。FIG. 19 is a block diagram showing another impact wrench according to the present invention.
【図２０】図２０に示したインパクト・レンチにおける
演算のフローチャートである。FIG. 20 is a flowchart of a calculation in the impact wrench shown in FIG. 20;
【図２１】第４の実施例と比較例との演算精度について
の比較図である。FIG. 21 is a comparison diagram of calculation accuracy between the fourth embodiment and a comparative example.
【図２２】従来のインパクト・レンチを示す断面図であ
る。FIG. 22 is a sectional view showing a conventional impact wrench.
【図２３】従来の他のインパクト・レンチにおける演算
のフローチャートである。FIG. 23 is a flowchart of a calculation in another conventional impact wrench.
１０…インパクト・レンチ本体 １１…トルク検出手段 １５…主軸 １２０…制御装置 １３０…制御装置 １４０…制御装置 １５０…制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Impact wrench main body 11 ... Torque detection means 15 ... Spindle 120 ... Control device 130 ... Control device 140 ... Control device 150 ... Control device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B25B 23/14 B25B 21/02 B25B 23/151 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) B25B 23/14 B25B 21/02 B25B 23/151
Claims (9)
段からの信号をトルク信号に変換するトルク信号処理部
と、 上記トルク信号からインパクト毎にピーク・トルク値を
抽出するピーク値処理部と、 上記ピーク・トルク値を用いてインパクト毎に締結力の
増加量を演算して順次締結力を求める締結力演算部を有
する制御装置を備えたインパクト式ねじ締め装置におい
て、 上記締結力演算部が 締結力の演算の際にピーク・トルク
値に乗ずるトルク−締結力変換係数の補正係数を上記イ
ンパクトが発生し始めてから着座するまでの間のトルク
信号に基づいて決定することを特徴とするインパクト式
ねじ締め装置。1. A torque signal processing section for converting a signal from a torque detecting means for detecting a change in torque of a spindle into a torque signal.
And the peak torque value for each impact from the torque signal
A peak value processing unit to be extracted, and a fastening force for each impact using the above peak torque value.
Has a fastening force calculation unit that calculates the amount of increase and sequentially determines the fastening force
Impact type screw tightening device with controlling device
Te, the torque multiplied by the peak torque value during operation of the tightening force calculating unit fastening force - determined based on the torque signal between the correction coefficient of the fastening force conversion coefficient to be seated from the start the impact occurred Impact type screw tightening device characterized by performing.
めてから着座するまでの上記インパクトの発生回数の関
数として求めることを特徴とする請求項１に記載のイン
パクト式ねじ締め装置。2. The impact-type screw tightening device according to claim 1, wherein the correction coefficient is obtained as a function of the number of times of the occurrence of the impact from the start of the occurrence of the impact until seating.
めてから着座するまでの各上記インパクトにおけるフリ
ーランニング時間の関数として求めることを特徴とする
請求項１に記載のインパクト式ねじ締め装置。3. The impact-type screw tightening device according to claim 1, wherein the correction coefficient is obtained as a function of a free running time in each of the impacts from when the impact starts to occur until the user sits.
めてから着座するまでの各上記インパクトにおけるフリ
ーランニング時間の代表値の関数として求めることを特
徴とする請求項１に記載のインパクト式ねじ締め装置。4. The impact-type screw tightening device according to claim 1, wherein the correction coefficient is obtained as a function of a representative value of a free running time in each of the impacts from when the impact starts to occur until the user sits. .
めてから着座するまでの各上記インパクトにおけるピー
ク・トルク値の関数として求めることを特徴とする請求
項１に記載のインパクト式ねじ締め装置。5. The impact-type screw tightening device according to claim 1, wherein the correction coefficient is obtained as a function of a peak torque value at each of the impacts from when the impact starts to occur until the user sits.
めてから着座するまでの各上記インパクトにおけるピー
ク・トルク値の代表値の関数として求めることを特徴と
する請求項１に記載のインパクト式ねじ締め装置。6. The impact-type screw tightening device according to claim 1, wherein the correction coefficient is obtained as a function of a representative value of a peak torque value in each of the impacts from the start of the impact to the sitting. apparatus.
めてから着座するまでの上記インパクトの発生回数、上
記インパクトが発生し始めてから着座するまでの各上記
インパクトにおけるフリーランニング時間の代表値、上
記インパクトが発生し始めてから着座するまでの各上記
インパクトにおけるピーク・トルク値の代表値の３種類
の変数のうち少なくとも２種類の変数の関数として求め
ることを特徴とする請求項１に記載のインパクト式ねじ
締め装置。7. The method according to claim 7, wherein the number of times of occurrence of the impact from the start of the impact to the seating, a representative value of a free running time in each impact from the start of the impact to the seating, and 2. The impact type screw according to claim 1, wherein the torque is determined as a function of at least two of the three types of variables of the representative value of the peak torque value in each of the impacts from the start of occurrence of the torque to the seating. Tightening device.
て、上記インパクトが発生し始めてから着座するまでの
全期間あるいは所定期間における上記インパクト毎のフ
リーランニング時間の平均値を用いることを特徴とする
請求項４または７に記載のインパクト式ねじ締め装置。8. An average value of the free running time for each impact during the entire period from when the impact starts to occur to when the user sits down or a predetermined period is used as the representative value of the free running time. 8. The impact-type screw fastening device according to 4 or 7.
記インパクトが発生し始めてから着座するまでの全期間
あるいは所定期間における上記インパクト毎のピーク・
トルク値の平均値を用いることを特徴とする請求項６ま
たは７に記載のインパクト式ねじ締め装置。9. A representative value of the peak torque value for each of the impacts during the entire period from when the impact starts to occur to when the user sits down or during a predetermined period.
The impact type screw tightening device according to claim 6, wherein an average value of the torque values is used.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5334800A JP2982597B2 (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Impact type screw tightening device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5334800A JP2982597B2 (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Impact type screw tightening device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07186061A JPH07186061A (en) | 1995-07-25 |
| JP2982597B2 true JP2982597B2 (en) | 1999-11-22 |
Family
ID=18281376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5334800A Expired - Lifetime JP2982597B2 (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Impact type screw tightening device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2982597B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001044776A1 (en) * | 1999-12-16 | 2001-06-21 | Magna-Lastic Devices, Inc. | Impact tool control method and apparatus and impact tool using the same |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5334800A patent/JP2982597B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07186061A (en) | 1995-07-25 |
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