(57)【特許請求の範囲】
【請求項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るという動作を繰り返すように構成された手持ち式衝撃レンチにおいて、
回転部材の回転に関する情報を検出する第１の検出手段と、
被駆動軸の回転に関する情報を検出する第２の検出手段と、
第１の検出手段にて検出した回転部材の回転に関する情報、及び第２の検出手段にて検出した被駆動軸の回転に関する情報に基づいて、手振れ角度を除いた被駆動軸の回転角度を計測する計測手段と、
を備え、
前記計測手段は、
第１の検出手段にて検出した回転部材の回転に関する情報に基づいて回転部材の減速期間を検出する減速期間検出手段と、
減速期間検出手段にて検出した減速期間の間のみ、
第２の検出手段にて検出した被駆動軸の回転に関する情報から被駆動軸の回転角度の累算値を得て、手振れ角度が除かれた被駆動軸の回転角度を計測する演算手段と、
から構成されていることを特徴とする手持ち式衝撃レンチ。
【請求項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るという動作を繰り返すように構成された手持ち式衝撃レンチにおいて、
回転部材の回転に関する情報を検出する第１の検出手段と、
被駆動軸の回転に関する情報を検出する第２の検出手段と、
第１の検出手段にて検出した回転部材の回転に関する情報、及び第２の検出手段にて検出した被駆動軸の回転に関する情報に基づいて、手振れ角度を除いた被駆動軸の回転角度を計測する計測手段と、
を備え、
前記計測手段は、
第２の検出手段にて検出した被駆動軸の回転に関する情報から手振れ角度を算出する手振れ角度算出手段と、
第１の検出手段にて検出した回転部材の回転に関する情報と前記手振れ角度から、前記手振れ角度が除かれた被駆動軸の回転角度を計測する減算手段と、
から構成されていることを特徴とする手持ち式衝撃レンチ。
【請求項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るという動作を繰り返すように構成された手持ち式衝撃レンチにおいて、
被駆動軸の回転に関する情報を検出する第２の検出手段と、
第２の検出手段にて検出した被駆動軸の回転速度もしくはその変化が所定値より大きい期間のみの被駆動軸の回転角度を累算して、手振れ角度が除かれた被駆動軸の回転角度を計測する計測手段と、
を備えていることを特徴とする手持ち式衝撃レンチ。
【請求項４】
計測手段によって計測された、被駆動軸の回転角度の総和が予め設定された角度に達したときに打撃力を停止させる制御手段を、
備えていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の手持ち式衝撃レンチ。
【請求項５】
打撃力の発生方向を、締付け方向、もしくはゆるめ方向に切り換える切替え手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の手持ち式衝撃レンチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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を使用して、ボルトやナット等のねじの締付けを行う際や、ゆるめる際において、手振れの影響を除いた実際の締付け角度やゆるめ角度を計測する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車組立・整備工場等において多数のボルト・ナッ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６−１６９９０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（ねじ回転角度）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。
【０００３】
上記手持ち式イ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っ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Ｒ１ と、リバウンドした後にフリーランニ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（締付け方向）のパルス数Ｆ１ とを検出し、これらのパルス数Ｒ１ 、Ｆ１ から１回の打撃時におけるねじ回転角度相当パルス数をθ１ 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インパクトレンチの場合には、
θ１ ＝Ｆ１ −（360 °相当パルス数）−Ｒ１                 （式１）
から算出している。そして、打撃毎に上記ねじ回転角度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。
【０００４】
また、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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したような従来の手持ち式衝撃レンチでは、リバウ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からねじ回転角度相当パルス数θ１ 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イ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、その手振れ角度がそのままインパクトレンチの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度による締付け制御方法は普及しなかった。
【０００６】
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ール取付けねじ）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。
【０００７】
また、以下に示すＡ〜Ｅの５つの場合の何れかの手振れが生じた場合、ねじの回転角度は正味の回転角度よりも小さく検出される。
Ａ．上記の１．の場合において、衝撃レンチがねじ締付け方向と同一方向に回転する場合。
Ｂ．上記の２．の場合において、ねじ中心がねじ締付け方向と反対方向に回転する場合。
Ｃ．上記の３．の場合において、衝撃レンチがねじ締付け方向と同一方向に回転し、ねじ中心がねじ締付け方向と反対方向に回転する場合。
Ｄ．上記の３．の場合において、ねじ中心がねじ締付け方向と同一方向に回転するが、その回転角度よりも大きく衝撃レンチがねじ締付け方向と同一方向に回転する場合。
Ｅ．上記の３．の場合において、衝撃レンチがねじ締付け方向と反対方向に回転するが、その回転角度よりも大きくねじ中心がねじ締付け方向と反対方向に回転する場合。
【０００８】
なお、出願人が既に出願した発明以外には、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、ナットをゆるめ方向にまわし過ぎた場合、ナッ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、動力工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、ゆるめ過ぎたナットがボルトから脱落してしまい、落下したナットにより下にいる人を危険に曝すという問題もあった。
【０００９】
発明者等は、衝撃レンチによって実際に衝撃が加えられる時間は極めて短い瞬間（ミリセカンドオーダー）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いう知見を得て、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度を測定し得る方法を出願し、本発明においては、更に改良してより高精度の測定が可能な工具を提案するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、
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るという動作を繰り返すように構成された手持ち式衝撃レンチにおいて、
回転部材の回転に関する情報を検出する第１の検出手段と、
被駆動軸の回転に関する情報を検出する第２の検出手段と、
第１の検出手段にて検出した回転部材の回転に関する情報、及び第２の検出手段にて検出した被駆動軸の回転に関する情報に基づいて、手振れ角度を除いた被駆動軸の回転角度を計測する計測手段と、
を備え、
前記計測手段は、第１の検出手段にて検出した回転部材の回転に関する情報に基づいて回転部材の減速期間を検出する減速期間検出手段と、
減速期間検出手段にて検出した減速期間の間のみ、
第２の検出手段にて検出した被駆動軸の回転に関する情報から被駆動軸の回転角度の累算値を得て、手振れ角度が除かれた被駆動軸の回転角度を計測する演算手段と、
から構成されている。
【００１３】
請求項２では、
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るという動作を繰り返すように構成された手持ち式衝撃レンチにおいて、
回転部材の回転に関する情報を検出する第１の検出手段と、
被駆動軸の回転に関する情報を検出する第２の検出手段と、
第１の検出手段にて検出した回転部材の回転に関する情報、及び第２の検出手段にて検出した被駆動軸の回転に関する情報に基づいて、手振れ角度を除いた被駆動軸の回転角度を計測する計測手段と、
を備え、
前記計測手段は、
第２の検出手段にて検出した被駆動軸の回転に関する情報から手振れ角度を算出する手振れ角度算出手段と、
第１の検出手段にて検出した回転部材の回転に関する情報と前記手振れ角度から、前記手振れ角度が除かれた被駆動軸の回転角度を計測する減算手段と、
から構成されている。
請求項３では、
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るという動作を繰り返すように構成された手持ち式衝撃レンチにおいて、
被駆動軸の回転に関する情報を検出する第２の検出手段と、
第２の検出手段にて検出した被駆動軸の回転速度もしくはその変化が所定値より大きい期間のみの被駆動軸の回転角度を累算して、手振れ角度が除かれた被駆動軸の回転角度を計測する計測手段と、
を備えている。
【００１４】
請求項４では、
計測手段によって計測された、被駆動軸の回転角度の総和が予め設定された角度に達したときに打撃力を停止させる制御手段を、
備えている。
請求項５では、
打撃力の発生方向を、締付け方向、もしくはゆるめ方向に切り換える切替え手段を備えている。
ただし、右ねじの場合は、締付け方向とは右回転方向のことを指し、ゆるめ方向とは左回転方向を指す。左ねじの場合は、その逆向きの回転方向を指す。
なお、前記第１の検出手段にて検出した回転部材の回転に関する情報とは、回転部材の回転角度、回転速度（角速度）、角加速度、減速開始時点、回転方向、および回転方向の変化を含むものである。
また、前記第２の検出手段にて検出した被駆動軸の回転に関する情報とは、被駆動軸の回転角度、回転速度（角速度）、角加速度、減速開始時点、回転方向、および回転方向の変化を含むものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
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。
【００１６】
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、衝撃時にリバウ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はすべて手持ち式のものとする。
【００１７】
図中において、
１は本発明に用いるインパクトレンチ、２はこのインパクトレンチ１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４ａ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は特許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。また、回転円筒部材４は特許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。
【００１８】
なお、前記エアモータ２は、公知のように、外部から空気供給通路（図示せず）を通じて圧縮空気を供給し、操作レバー２０及び切替えレバー２１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、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。
なお、図１に示した切替えレバー２１と切替え用バルブ２２は特許請求の範囲に記載された切替え手段に相当する構成である。
【００１９】
前記被駆動軸６の後部は大径の胴体部６ａに形成され、この胴体部６ａ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６ａ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、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５ａと、被駆動軸６の胴体部６ａ上に形成した半円形状の支持溝６ｂに左右揺動自在に支持されたアンビル片５ｂとからなり、このアンビル片５ｂを左右方向に傾けた状態にしてこのアンビル片５ｂの上向き一側端面に上記打撃突起５ａを衝突させることにより、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。
【００２０】
前記アンビル片５ｂは図１０に示すように、その先端部にカム板５ｃ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５ｄ内に位置する時には、打撃突起５ａに係合しない中立姿勢を維持し、凹部５ｄ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５ａに衝突するような傾斜姿勢となる。また、アンビル片５ｂは被駆動軸６の胴体部６ａ内に設けているアンビル片押圧部材５ｅ、スプリング５ｆ、スプリング受止部材５ｇ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５ｇは回転円筒部材４の内周カム面４ｂ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５ａの両側には上記アンビル片５ｂが傾くのを許容する凹部５ｈ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。
【００２１】
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。
【００２２】
前記回転円筒部材４の後端部外周面には所定数の歯７１ａが設けられた歯車体からなる第一検出回転体７１が一体に固着されている。一方、この第一検出回転体７１に対向して非回転側であるケーシング１ｂの内周面に、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第一検出センサ８１ａ、８１ｂが取り付けられている。そして、第一検出回転体７１の回転を第一検出センサ８１ａ、８１ｂによって検出し、その出力信号を第一検出センサ８１ａ、８１ｂに電気的に接続した入力回路１０に入力するように構成されている。
【００２３】
前記被駆動軸６には所定数の歯７２ａが設けられた歯車体からなる第二検出回転体７２が一体に固着されている。一方、この第二検出回転体７２に対向して非回転側であるケーシング１ｂの内周面に、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第二検出センサ８２ａ、８２ｂが取り付けられている。そして、第二検出回転体７２の回転を第二検出センサ８２ａ、８２ｂによって検出し、その出力信号を第二検出センサ８２ａ、８２ｂに電気的に接続した入力回路１０に入力するように構成されている。
【００２４】
入力回路１０に入力された二組の検出センサ（第一検出センサ８１ａ、８１ｂ、および第二検出センサ８２ａ、８２ｂ）からの信号は、さらに、増幅部１１、波形整形部１２を介して制御回路１３に入力されている。
制御回路１３は、中央演算部１３１、回転角信号出力部１３２、ねじ締付け完了検出部１３３、ねじゆるめ完了検出部１３４、電磁弁制御部１３５を含んでおり、電磁弁制御部１３５からの制御信号は出力回路１７を介して圧縮空気供給ホース１８中に設けられている電磁弁１９に接続されている。
なお、前記制御回路１３は、特許請求の範囲に記載された計測手段、手振れ角度算出手段、減算手段、減速期間検出手段、および演算手段に相当する構成であり、特許請求の範囲に記載された機能を備えたものであれば、ソフトウエアで実現してもハードウエアで実現しても、両者の混在で実現してもよい。
【００２５】
ここで図１に示すねじゆるめ完了検出部１３４は、インパクトレンチ１をねじのゆるめ制御に用いる場合に使用するものである。
なお、第一検出回転体７１と第一検出センサ８１ａ、８１ｂとによって特許請求の範囲に記載された第１の検出手段の一つの実施形態が構成され、第二検出回転体７２と第二検出センサ８２ａ、８２ｂとによって特許請求の範囲に記載された第２の検出手段の一つの実施形態が構成されている。
【００２６】
以上の構成においては、入力回路１０から出力回路１７に至るまでの電気部品はイ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。そして、電磁弁１９によって特許請求の範囲に記載された制御手段が構成されている。
また、前記制御器と電磁弁１９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１９と電磁弁制御部１３５は電磁弁１９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。
【００２７】
以上のように構成したインパクトレンチにおけるボルト・ナット等の締付け角度の検出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１３３に所定のねじ締付け角度を入力しておく。その後、電磁弁１９を開放させると共にインパクトレンチの操作レバー２０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とが一体的に回転する。そして、その回転によりカム板５ｃが凹部５ｄ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５ｂが傾き、スプリング受止部材５ｇと内周カム面４ｂ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。
【００２８】
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第一検出回転体７１もねじ９の締付け方向に高速回転してその歯７１ａが第一検出センサ８１ａ、８１ｂ上を連続的に通過する。このとき、第一検出センサ８１ａ、８１ｂによって位相のずれた波形のパルス信号を発生させるが、このパルス信号はねじが着座するまでは角度検出のための演算には用いられない。
【００２９】
回転円筒部材４と共に打撃突起５ａとアンビル片５ｂとからなる打撃力伝達機構５を介して被駆動軸６が一体的に高速回転し、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いて、打撃突起５ａとアンビル片５ｂとが衝突し、打撃が開始される。
【００３０】
そして、この打撃が終了した後は、アンビル片５ｂを押圧しているスプリング５ｆの弾性力が打撃突起５ａとアンビル片５ｂ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６ａ回りをフリーランニングする。
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１１、図１２に示すようにカム板５ｃが回転円筒部材４の内周面に接してアンビル片５ｂが傾き、回転円筒部材４がフリーランニング後、その打撃突起５ａをアンビル片５ｂ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。
【００３１】
上記回転円筒部材４が打撃を開始するタイミング、すなわち減速が開始するタイミングはねじの締付けが開始するタイミング（図３（Ａ）の▲２▼）であり、これを第一検出センサ８１ａ，８１ｂからの信号に基づいて検出した回転円筒部材の回転に関する情報の一つである減速開始時点に基づいて後述するように検出する。
そして、このタイミングから第二検出センサから出力される被駆動軸６の回転パルスのカウントを開始する（図３（Ｂ）の▲７▼）。
【００３２】
このねじ９の締付け時に、被駆動軸６が上記打撃突起５ａ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が締付け方向と反対方向にリバウンドし、回転方向が反転（図３（Ａ）の▲５▼）する。
この被駆動軸６が締付け方向に回転し終わったタイミング、即ち、この打撃における締付けが終了するタイミング（図３（Ｂ）の▲８▼）は回転円筒部材４の減速が終了したタイミング（図３（Ａ）の▲４▼）であり、また、回転円筒部材４の回転方向が変化するタイミング（図３（Ａ）の▲５▼）でもある。このタイミングを第一検出センサ８１ａ，８１ｂからの信号に基づいて検出した回転円筒部材４の回転に関する情報の一つである回転方向の変化に基づいて検出する。
【００３３】
回転円筒部材の打撃による減速期間（図３（Ａ）の▲３▼）における第二検出センサから出力される被駆動軸６の回転パルスをカウントする（図３（Ｂ）の▲７▼〜▲８▼の期間）。
回転円筒部材４は、或る角度リバウンド（図３（Ａ）の▲６▼）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再びフリーランニング（図３（Ａ）の▲１▼’）する。
この回転円筒部材４のフリーランニング後、その打撃突起５ａをアンビル片５ｂに衝撃的に係合させ、その打撃力によって被駆動軸６を更に或る角度だけ締付け方向に回転させる。その時もまた前回の打撃と同様に、締付け開始のタイミングから締付け終了のタイミングまでの間、即ち、打撃時の回転円筒部材４の減速期間（図３（Ａ）の▲３▼’）における第ニ検出センサから出力される被駆動軸６の回転パルスをカウントし、前回のカウント値に加算する。このような動作を繰り返して締付けを行う。
【００３４】
以上のようにして、第二検出センサから得られる回転パルスを打撃時の回転円筒部材４の減速期間のみ積算することにより、ねじの実質的な締付け角度の累積角度を検出し、この累積角度が、予め設定された所定のねじ締付け角度に達した時に、ねじ締付け完了検出部１３３からねじ締付け完了信号が出力されて、電磁弁制御部１３５が作動し、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。
【００３５】
以上においては、回転円筒部材の回転に関する情報に基づいて、打撃時の減速開始のタイミングと、減速終了つまり回転方向の変化のタイミングとを検出して、その期間のみ、第二検出センサからの回転パルスを積算するように構成したが、前記第一検出センサ８１ａ、８１ｂにて検出した回転円筒部材の回転に関する情報から手振れパルス数を検出し、第二検出センサ８２ａ、８２ｂにて検出した被駆動軸６の回転パルス数から前記手振れパルス数を減算することによって、手振れによる影響を排除した実際の締付けパルス数を得るようにしてもよい。
【００３６】
図４に示したように、前記第一検出センサ８１ａ、８１ｂにて検出した回転円筒部材の回転に関する情報から、回転円筒部材のフリーランニングの期間▲１▼と、打撃による減速期間▲３▼と、リバウンド期間▲６▼とが判別できる。
この方法における手振れパルス数の検出方法を以下に述べる。図５、６に示すように、打撃終了時点から次の打撃終了時点までの１サイクル中に回転円筒部材の回転角度に対応して検出され、導き出されるパルス数において、締付け方向の回転角度に相当するパルス数（Ｆｐ）からリバウンド角度に相当するパルス数（Ｒｐ）を差し引いたパルス数は、後述する設計パルス数（Ｐｄｐ）と、ねじの締付け角度に相当するパルス数（ΔＨｐ）と、手振れによるパルス数（ｈｐ）との和となっている。ただし、Ｐｄｐで表した設計パルス数は、この場合は回転円筒部材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で示してあり、360°相当のパルス数を示す。
【００３７】
従って、このサイクルにおける手振れパルス数は、下記の式２によって求めることができる。
ｈｐ＝（Ｆｐ−Ｒｐ）−Ｐｄｐ−ΔＨｐ                    （式２）
前記の設計パルス数は、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°／ｍの角度に相当するパルス数である。つまり、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レンチであれば180°に相当するパルス数である。
【００３８】
図５、６においてＰ１時点からＰ２時点、およびＰ５時点からＰ６時点は回転円筒部材４が減速しながら被駆動軸６と一体となって回転している状態を示している。
そこで、ねじ着座後の第１回目の打撃サイクルの開始（つまり最初のリバウンド発生）からｋ回目の打撃サイクル終了までの手振れパルス数の累計は、式３に示すように、回転円筒部材の回転において、締付け方向のパルス数（Ｆｐ）の累計から締付け反対方向のパルス数（Ｒｐ）の累計を差し引いたものから、ねじの締付け角度に対応したパルス数（ΔＨｐ）の累計と、設計パルス数（Ｐｄｐ）のｋ回目の打撃終了までの累計（＝設計パルス数×打撃数ｋ）とを減じることによって算出できる。
Σｈｐ＝（ΣＦｐ−ΣＲｐ）−Σ（Ｐｄｐ）−Σ（ΔＨｐ）  （式３）
【００３９】
従って、第一検出センサからのパルスを用いて、式３によって算出されたｋ回目の打撃サイクル終了時点までの手振れパルス数を、この期間において第二検出センサから出力される被駆動軸の回転パルス数（図４（Ｂ））の総計から減算することによって、手振れの影響が排除された実際の締付けパルス数を得ることができる。
そして、このパルス数に応じた角度が、予め設定された所定のねじ締付け角度に達した時にねじ締付け完了検出部１３３からねじ締付け完了信号が出力されて、電磁弁制御部１３５が作動し、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。
【００４０】
また、図４（Ａ）、（Ｂ）に示したように、打撃による回転円筒部材４の減速期間を除いた期間、つまりリバウンドからフリーランニングまでを含んだ期間（図４（Ａ）の▲６▼と▲１▼）に第二検出センサから出力される被駆動軸の回転パルスは手振れパルスであると判別することができ、このパルスをカウントする。この方法によって検出されたｋ回目の打撃サイクル終了までの手振れパルス数を、この期間において第二検出センサから出力される回転パルス数（図４（Ｂ））の総計から減算することによっても、手振れの影響が排除された実際の締付けパルス数を得ることができる。
【００４１】
なお、上述した２つの手法においては、ねじ着座後の第１回目の打撃サイクルの開始からｋ回目の打撃サイクル終了時点までの手振れパルス数の累算値を、この期間における被駆動軸の回転パルス数の総計から減じるという手法を用いたが、各打撃サイクル毎に被駆動軸の回転パルス数から手振れパルス数を減じてねじ回転角度を算出し、それを累算してねじの実質的な締付け角度を検出するという手法を用いても何ら問題ない。
【００４２】
以下において、前記第一検出センサ８１ａ、８１ｂにて検出した回転円筒部材の回転に関する情報である回転角度、回転速度、減速開始時点、回転方向および回転方向の変化を検出する手順の概要を図１３〜図１９に基づいて具体的に説明する。
第一検出センサ８１ａ、８１ｂにより、回転円筒部材４と一体的に回転する第一検出回転体７１の１つの歯が通過する毎に１個のパルスを検出し、それを累算することによって累算したパルス数に応じた回転円筒部材４の回転角度を検出する。また、単位時間当たりにおける通過歯数から回転円筒部材４の回転速度を検出するように構成している。なお、図１３〜図１８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。
【００４３】
図１３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５ａとアンビル片５ｂ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１３（ｃ）と図１９に右上がり線で示すように、加速しながら右方向にフリーランニング▲１▼を行う。
【００４４】
第一検出センサ８１ａ、８１ｂは、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１９に示すように、第一検出回転体７１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８１ａからは他方の検出センサ８１ｂ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５ａがアンビル片５ｂに衝突して打撃を行った後第一検出回転体７１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第一検出センサ８１ａ、８１ｂ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８１ｂからは一方の検出センサ８１ａ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。
【００４５】
そして、第一検出回転体７１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８１ｂからの出力波形がアップエッジ（↑）の時に一方の検出センサ８１ａ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Ｑ０ 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ローレベルを保持する。一方、信号Ｑ１ は信号Ｑ０ と全く逆の状態を保持する。そして、中央演算部１３１は、信号Ｑ０ または信号Ｑ１ によって締付け方向（右回転方向）またはリバウンド方向（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（締付け方向）のパルス信号（右パルス信号）によって検出される。
【００４６】
次に、回転円筒部材４がフリーランニング後、図１４（ｃ）に示すように、打撃突起５ａがアンビル片５ｂ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１５（ｃ）及び図１９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１６（ｃ）に示すように回転円筒部材４は左方向にリバウンド▲６▼する。
【００４７】
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１９に示すように第一検出センサ８１ａ、８１ｂによって第一検出回転体７１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、第一検出センサ８１ａ、８１ｂ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５ａがアンビル片５ｂ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第一検出センサ８１ａ、８１ｂから出力させて上述したように中央演算部１３１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（回転円筒部材の減速が開始される時点）と判断する。
ちなみに、この時点を、第二検出センサから出力される被駆動軸６の回転パルスのカウントを開始するタイミングとすることができる。
【００４８】
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第一検出回転体７１の回転角度を第一検出センサ８１ａ、８１ｂによって検出させることができる。
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ウンド▲６▼する。
このリバウンドを開始する時点においては、回転円筒部材４の回転方向が右回転から左回転に変化する。この時点を第二検出センサから出力される被駆動軸の回転パルスのカウントを停止するタイミングとすることができる。
【００４９】
図１６に示すように、回転円筒部材４のリバウンド▲６▼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回転方向が右方向にかわり、加速しながら図１７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５ａがアンビル片５ｂに衝突して、図１８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▼中の回転円筒部材４の回転角度は上述同様にして第一検出回転体７１と第一検出センサ８１ａ、８１ｂとによって検出される。
【００５０】
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、その減速開始のタイミングと打撃終了のタイミングを検出することができるのである。
このようにして、図３および図４における打撃による減速開始（フリーランニングの終了）のタイミングと、打撃終了による減速終了（リバウンド開始）のタイミングを検出することができる。
【００５１】
特公平6-16990号による「インパクトレンチの締付け力制御装置」に記載されたねじ回転角度を得るための手法は、正確なねじ回転角度（締付け角度）を得ることのできる手法ではあるが、それは手持ち式衝撃レンチが固定されている（手振れがない）ことが前提であり、手振れが生じるとその角度分が検出角度に加算または減算され、正確なねじ締付け角度を得ることはできない。
しかし、衝撃レンチが固定されている場合には、打撃回数にかかわらず誤差は検出センサの分解能未満であり、高い検出精度が得られるものである。
図２３に、手振れの無い場合の回転円筒部材の打撃サイクルを示す。また、ここでは右ねじを締め付ける場合を例にとって説明する。
なお、検出センサによって検出されるのはパルス信号であり、それを角度に変換して制御を行うのであるが、この説明においては理解を容易にするために、角度を用いて説明する。パルス数と角度とは一対一に対応した比例関係があり、角度によって説明を行っても問題はない。また、回転円筒部材が１回転当たり１回の打撃を行う構成の衝撃レンチの例で説明する。
【００５２】
表１は、図２３に示した打撃サイクルにおける各工程での回転円筒部材の動きの説明と、回転角度を示したものである。
特公平6-16990号の「インパクトレンチの締付け力制御装置」に記載されたねじ回転角度の計算式は、次の式４のように示される。
ΣＨｎ＝Σ（Ｆｎ−Ｒｎ−Ｐ360）              （式４）
【表１】
0004536286.tif 000002
【００５３】
ここで、ねじ回転角度を検出する場合の基準となる静止部分としてのグランドの考え方を示す。
ねじの回転角度を求める場合、それは被締結部材に対する絶対角度でなければならない。しかし、手持ち式衝撃レンチの場合、被締結部材に対して回転円筒部材は自由に回転することができ、第一検出センサが取付けられているケーシングも被締結部材に対して回転することができる。回転円筒部材とケーシングとの間の相互の角度は検出できるが、被締結部材に対する回転角度は検出することができない。
【００５４】
なお、衝撃レンチによるねじ締付け過程において、打撃によりねじが回転する時間は一瞬であり、それ以外の時間にはねじは静止している。
また、ソケット体を介してねじと連結されている被駆動軸も同様であり、打撃の瞬間以外は静止しており、前述したグランドとして機能すると考えられる。
従って、被駆動軸の動きを検出する第二検出センサを用いて被駆動軸が静止している間のケーシングの回転角度を検出することによって、衝撃レンチの手振れ角度を検出することができる。
このようにして、正確な手振れ角度を検出することができれば、特公平6-16990号の「インパクトレンチの締付け力制御装置」に記載された手法により検出されたねじ回転角度から、前記手振れ角度を差し引くことによって、正確なねじ回転角度を得ることができる。
【００５５】
次に、実際の打撃時における実測データを示して説明する。
衝撃レンチが固定されている場合で、手振れのない状態でのねじ締付けにおいて、表１および図２３に示した打撃サイクルにおけるＦｎ、Ｒｎに関して、Ｆｎ＝376°、Ｒｎ＝10°が検出されたと仮定する。
１．特公平6-16990号の「インパクトレンチの締付け力制御装置」に記載された手法による手振れが無い場合のねじ回転角度の算出。
前記式４により、この打撃サイクルにおけるねじ回転角度（締付け角度）は、
Ｈｎ＝Ｆｎ−Ｒｎ−Ｐ360＝376°−10°−３６０°＝６°
となり、ねじは６°締付けられたことになる。
【００５６】
２．手振れが加わった場合。
上記の締付けに180°／秒の速度で衝撃レンチが右回転方向（ねじの締付け方向と同一方向）に回転する手振れが加わったと仮定する。なお、この場合は前述したように、ねじ回転角度は正味の回転角度よりも小さくなるように検出される。
例えば、ある小型の衝撃レンチの１回の打撃サイクルに要する時間が約50ミリセカンドであることから、１回の打撃サイクル当たり、180°×0.05＝９°の手振れが上乗せされることになる。但し、このサイクルの間に手振れ速度の変化は無く、一定であるとする。
【００５７】
表２は、実際の打撃における各サイクル毎の工程別時間比率を表している。図２４には、手振れがある場合の各工程毎の手振れが上乗せされた角度を示してあり、表３にはそれぞれの記号の説明を示した。また、表４には、１０回目の打撃サイクルでの各工程別の時間比率、手振れ角度、手振れが上乗せされた見かけ上の角度を示している。
【表２】
0004536286.tif 000003
【表３】
0004536286.tif 000004
【表４】
0004536286.tif 000005
【００５８】
手振れが上乗せされた状態において、特公平6-16990号の「インパクトレンチの締付け力制御装置」に記載された手法によってねじ回転角度を算出する場合、式４におけるＦｎ，Ｒｎに代えて、手振れが上乗せされた＊Ｆｎ，＊Ｒｎを用いることになり、式５に示す計算式となってしまう。
Σ＊Ｈｎ＝Σ（＊Ｆｎ−＊Ｒｎ−Ｐ360）              （式５）
そして、その計算結果は、
＊Ｆｎ−＊Ｒｎ−Ｐ360＝368.5831°−11.5831°−360°
＝−3.0000°
となり、
この例においては、ねじ回転角度がマイナス、つまりねじは締付けられたのではなく、ゆるめられたものであると誤検出してしまう。
【００５９】
３．手振れ検出と、その除去の方法
手振れの検出は、ねじが静止している期間の被駆動軸の回転角度を検出することで可能となる。ねじが静止している期間は、図２５（ａ）に示したように、回転円筒部材のリバウンドの開始時点Ｔ１ｎから打撃開始時点Ｔ２ｎまでである。１サイクルにおけるこの手振れ検出期間での手振れ角度±ｈは、図２５（ａ）（ｂ）に示すように、１サイクルでの手振れ角度９°のうちの99.02％（つまり、表４に示した時間比率のうちのＡ、Ｂ、Ｃの各工程の合計分）となり、
±ｈ＝−９°×（99.02／100）＝−8.9118°
となる。
【００６０】
この手振れ角度を、特公平6-16990号の「インパクトレンチの締付け力制御装置」による式４に改良を加えた、本発明で提案する式６
Σ＊Ｈｎ＝Σ（＊Ｆｎ−＊Ｒｎ−Ｐ360−（±ｈ））      （式６）
を用いて計算すると、
＊Ｈｎ＝＊Ｆｎ−＊Ｒｎ−Ｐ360−（±ｈ）
＝368.5831°−11.5831°−360°−（−8.9118°）
＝5.9118°
となる。
ここで、この打撃サイクルにおける実際のねじ回転角である６°と比較すると、若干の誤差が発生しているが、これは、打撃開始時点Ｔ2nから打撃終了時点Ｔ3nまでの期間に関して、手振れ角度の検出及びそれを用いての補正を行っていないためである。しかし、打撃を行っている工程（Ｄ工程）は打撃サイクルの約１％という極めて短時間であり、その時間内に発生する誤差はねじの締付け精度上は問題の無い範囲であると考えられる。
【００６１】
以上の説明は、模擬的に検討して、ねじ回転角度と手振れ検出期間内の手振れ角度を計算したものである。また、説明の理解を容易にするために、Ｂ工程の実時間及びその工程の１サイクルにおける時間比率を実データを解析することによって求めたが、実用上の装置においては、Ｂ工程とその後に続くＣ工程の時間を区分せずに、まとめて検出する方が望ましい。また、手振れ角度の検出についても以下に示す方法を用いる方が望ましい。
【００６２】
即ち、実用上の装置における手振れ角度の検出は、手振れ検出期間の開始時点Ｔ1n（リバウンド開始時点）と手振れ検出終了時点Ｔ2n（打撃開始時点）を第一検出センサと、回転円筒部材と一体に動く第一検出回転体と、を用いて、前述した方法によって検出し、この期間内の手振れ角度を第二検出回転体と第二検出センサとで検出し、回転円筒部材の回転角度である＊Ｆｎ，＊Ｒｎを第一検出回転体と第一検出センサとで検出して、これらを式6に代入してねじ回転角度を得るのである。
なお、上記内容においては、打撃サイクル毎に、回転円筒部材の右回転角度からリバウンド角度と、360°と、手振れ角度とを引いて、ねじ回転角度を求め、それを累算していく手法での説明を行ったが、それとは別に、ねじ着座後の第1回目の打撃サイクルの開始からｋ回目の打撃サイクル終了までの手振れ角度の累計と、回転円筒部材の右回転角度の累計と、リバウンド角度の累計と、設計パルス数に相当する角度のk回分の累計と、を求めて、それらを用いてねじ回転角度を求めるという手法を用いても、請求項２の構成を用いたものであれば構わない。
【００６３】
次に、機械的な結合部分での遊びの影響について検討する。
例えば、図１に示した場合において、
インパクトレンチ１の被駆動軸６と、ソケット体との結合部分における遊び（「遊びＡ」と表記する。）の影響と、
ソケット体とねじの頭部の六角部分との結合部分における遊び（「遊びＢ」と表記する。）の影響とが考えられる。
一般的には、上記ふたつの部分における遊びの影響は無視できる程度であるが、さらに高い精度で締付け制御を行うためには、次のような工夫を加えることができる。
【００６４】
図１に示したインパクトレンチの場合、
図１１に示したスプリング５ｆを、従来のものより強くすることによって、スプリング受止部材５ｇの、回転円筒部材４の内周カム面４ｂを押す力を強くし、そのことによって遊びの発生を抑えるように工夫するとよい。
つまり、回転円筒部材４がリバウンドするときには被駆動軸も、前記「遊びＡ」、「遊びＢ」の分だけ僅かに逆転する。そして、上記のようにスプリング5ｆを従来のものより強くしているため、図１７（Ｃ）に示した回転円筒部材４のフリーランニング▲１▼時に、通常よりも大きい摩擦力が発生しているため、回転円筒部材４につられて、被駆動軸６にも右回転方向の回転力が加わり、前記「遊びＡ」の部分は、図２２（ａ）に示すように右回転方向に寄せられた状態となる。同時に、前記「遊びＢ」の部分も図２２（ｂ）に示すように、右回転方向に寄せられた状態となる。従って、回転円筒部材４による打撃時には、前記「遊びＡ」、「遊びＢ」は解消され、被駆動軸６の回転角度とねじ回転角度との誤差は解消される。
このように、スプリング５ｆを通常のものより強くすることで、より精度の高い回転角度の検出を行うことが可能となるのである。
なお、前記「遊びＡ」、「遊びＢ」の部分における凹凸の嵌め合わせ部分の隙間をより小さくすることによって遊びが殆ど無い状態にしてもよい。
また、上述した遊びの発生を抑える二つの方法は、以下に述べるオイルパルスレンチにも適用できる。
【００６５】
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説明を図９を参照しながら行う。
オイルパルスレンチの場合にも、図１とほぼ同様に、従来の第一検出センサ８１ａ、８１ｂに加えて、被駆動軸６Ａの回転パルスを出力する第二検出センサ８２ａ、８２ｂを備えている。なお、これらの検出センサによる回転パルスの検出方法は前述した方法と同様であるので省略する。
【００６６】
なお、オイルパルスレンチは特許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、オイルシリンダ４Ａは特許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。
このように構成されたオイルパルスレンチの場合も、前述したインパクトレンチと同様に手振れ角度が除かれた被駆動軸の回転角度を検出することができる。
【００６７】
次に、第二検出センサのみを用いて手振れの影響を除いた締付け角度を検出することのできる手持ち式衝撃レンチの説明を、図７を参照しながら行う。
この場合には、制御回路１３によって、第二検出センサにて検出した被駆動軸６，６Ａの回転速度が所定値ω０より大きい期間のみの被駆動軸６，６Ａの回転角度を累算して、手振れ角度が除かれた被駆動軸の回転角度を計測する計測手段を実現する。
【００６８】
即ち、中央演算部１３１において、第二検出センサにて検出した被駆動軸の回転速度が予め設定された所定値ω０より大きい期間のみ、第二検出センサから出力される被駆動軸の回転パルスをカウントして、累算する。そして、ねじ締付け完了検出部１３３においては、回転パルスの累算値が予め設定された所定の締付け角度に相当する値に達した時に、電磁弁制御部１３５から制御信号を出力して、出力回路１７を介して電磁弁１９を閉じて締付けを終了する。
【００６９】
このように、第二検出センサにて検出した被駆動軸の回転速度が所定値より大きい期間のみ第二検出センサから出力される被駆動軸の回転パルスを累算することによって、手振れによる影響を排除することが可能になった。則ち、打撃による被駆動軸の回転速度は非常に大きいものであるが、手振れによる被駆動軸の回転速度は小さいので、回転速度が小さい期間の回転パルスを排除することによって手振れによる影響を排除することが可能になったのである。
【００７０】
次に、前述した構成のインパクトレンチを用いてねじをゆるめる場合を図８を参照して説明する。
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１３４に所定のねじゆるめ角度θrを入力しておく。しかる後、電磁弁１９を開放させると共にインパクトレンチの切替えレバー２１をゆるめ側に操作して切替え用バルブ２２を切り替えた後に、操作レバー２０を操作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が回転し始めてアンビル片５ｂ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。この時の被駆動軸のゆるめ方向への回転に基づく回転パルスを、第二検出センサによって検出させる。
【００７１】
このようにして検出した被駆動軸の回転パルスは制御回路１３に入力される。そして、中央演算部１３１においては、第二検出センサにて検出した被駆動軸の回転パルスを打撃毎にカウントして、予め設定された所定の回転速度ωｒを越える速度で駆動されたときから、回転パルスをカウントして累算する。このようにすることで図８の（Ｂ）のＴ部に示す手振れのように前記所定の回転速度ωｒを越えない回転パルスは排除される。
【００７２】
そして、ねじゆるめ完了検出部１３４においては、回転パルスの累算値が予め設定された所定のゆるめ角度θｒに相当する値に達した時に、電磁弁制御部１３５から制御信号を出力して、出力回路１７を介して電磁弁１９を閉じてゆるめを終了する。
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、ボルトや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、前述した第２の検出手段のみを用いた２つの手法においては、被駆動軸の回転速度が所定値よりも大きい期間のみ、被駆動軸の回転パルスを累算するという手法を用いた。
一方、打撃による被駆動軸の回転速度（角速度）の単位時間当たりの変化である角加速度は非常に大きいが、手振れによる被駆動軸の角加速度は小さいことから、被駆動軸の角加速度が所定値よりも大きい期間のみ被駆動軸の回転パルスを累算するという手法を用いることも可能である。
また、ここで述べたインパクトレンチの構成（第二検出センサおよび第二検出回転体）は、手持ち式オイルパルスレンチにも適用可能である。
【００７３】
なお、手持ち式衝撃レンチに関して特許請求の範囲に記載された第１および第２の検出手段は、前述した構成に限定されるものではなく、第２の検出手段は被駆動軸に装着されたソケット体の回転を、非回転側であるケーシングと一体になったソケットカバーの内面に配設された第二検出センサで検出してもよい。また、いずれの検出手段とも図２０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８ａ’，８ｂ’を用いてもよい。
【００７４】
第一の検出回転体の別の実施形態としては、図２１に示すように、エアモータの軸端部に一体になるように設けてもよい。これ以外にも、エアモータから回転部材までの間であって、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。
【００７５】
なお、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、打撃力伝達機構としては、
特公昭61-7908号に開示された構成のインパクトレンチや、US.PAT2、285、638、US.PAT2、160、150、US.PAT3、661、217、US.PAT3、174、597、US.PAT3、428、137、US.PAT3、552、499に開示されたクラッチ構造のインパクトレンチに用いられている打撃力伝達機構にも応用することが可能である。  本発明は、インパクトレンチ、オイルパルスレンチ、インパクトドライバ等の手持ち式動力ねじ締め工具に応用することができるのである。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１、２の手持ち式衝撃レンチによれば、
回転部材の回転に関する情報を検出する第１の検出手段と、
被駆動軸の回転に関する情報を検出する第２の検出手段と、
第１の検出手段にて検出した回転部材の回転に関する情報、及び第２の検出手段にて検出した被駆動軸の回転に関する情報に基づいて、手振れ角度を除いた被駆動軸の回転角度を計測する計測手段と、
を備えているので、ねじ等の正確な締付けもしくはゆるめ作業が可能となった。
【００７７】
本発明の請求項３の手持ち式衝撃レンチによれば、
被駆動軸の回転に関する情報を検出する第２の検出手段と、
第２の検出手段にて検出した被駆動軸の回転速度もしくはその変化が所定値より大きい期間のみの被駆動軸の回転角度を累算して、手振れ角度が除かれた被駆動軸の回転角度を計測する計測手段と、
を備えているので、第一の検出手段を要することなく、ねじ等の正確な締付けもしくはゆるめ作業が可能となった。
【００７８】
請求項４の手持ち式衝撃レンチによれば、
計測手段によって計測された、手振れ角度が除かれた被駆動軸の回転角度の総和が予め設定された角度に達したときに打撃力を停止させる制御手段を、
備えているので、ねじ等の締付け過ぎもしくはゆるめ過ぎを防止して、適正な作業が可能となった。
【００７９】
請求項５の手持ち式衝撃レンチによれば、
打撃力の発生方向を、締付け方向もしくはゆるめ方向に切り換える切替え手段を備えているので、
上記効果の得られる手持ち式衝撃レンチを、ねじ等の締付けもしくはゆるめ作業に容易に切り換えて使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に用いるインパクトレンチの縦断側面図である。
【図２】図１の要部を模試的に示した説明図である。
【図３】図１のインパクトレンチにおける被駆動軸の回転パルスの処理の一例を説明する説明図である。
【図４】図１のインパクトレンチにおける被駆動軸の回転パルスの処理の別例を説明する説明図である。
【図５】インパクトレンチにおける手振れを検出する方法の一例を示す速度線図である。
【図６】回転円筒部材の回転状態を説明する図である。
【図７】図１のインパクトレンチにおける被駆動軸の回転パルスの処理の更に別の例を説明する説明図である。
【図８】ゆるめる場合の説明図である。
【図９】オイルパルスレンチの例の縦断側面図である。
【図１０】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１１】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。
【図１２】そのカム板の作動状態図である。
【図１３】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１４】打撃を開始した瞬間の速度説明図である。
【図１５】ねじの締付け時の説明図である。
【図１６】リバウンド時の速度説明図である。
【図１７】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１８】締付け時の締付け角度の説明図である。
【図１９】回転円筒部材の作動とそのパルス信号との関連線図である。
【図２０】パルス検出部の別の実施形態の説明図である。
【図２１】第一の検出回転体の別の実施形態の説明図である。
【図２２】遊びの発生を抑制する場合の説明図である。
【図２３】手振れの無い場合の回転円筒部材の打撃サイクルの説明図である。
【図２４】手振れのある場合の回転円筒部材の打撃サイクルの説明図である。
【図２５】手振れのある場合の回転円筒部材の打撃サイクルの説明図である。
【符号の説明】
１    インパクトレンチ（手持ち式衝撃レンチ）
１ｂ  ケーシング
２    エアモータ
３    駆動軸
４    回転円筒部材（回転部材）
５    打撃力伝達機構
５ａ  打撃突起
５ｂ  アンビル片
６    被駆動軸
７１    第一検出回転体（第１の検出手段）
８１ａ、８１ｂ  第一検出センサ（第１の検出手段）
７２    第二検出回転体（第２の検出手段）
８２ａ、８２ｂ  第二検出センサ（第２の検出手段）
１３３  ねじ締付け完了検出部
１３４  ねじゆるめ完了検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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