(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転及び停止の制御を行うモータ制御手段と、前記モータの出力軸の締付トルクを推定するトルク推定手段とを備え、前記モータの回転力を利用して、ネジやボルト等の締付作業を行う締付工具であって、前記モータの回転角又は時間の変化に対する前記締付トルクの変化の割合たるトルク変動量を求めると共に、前記モータの回転角又は時間の変化に対する前記トルク変動量の変化の割合たるトルク変動率を求め、そのトルク変動率が、任意に定められる判定開始基準値を超えた後、約０以下となったときに、前記ネジ等の締付が完了したと判断して、前記モータ制御手段に停止指令を出力する締付判定手段を備えたことを特徴とする締付工具。
【請求項２】
モータの回転及び停止の制御を行うモータ制御手段と、前記モータの出力軸の締付トルクを推定するトルク推定手段とを備え、前記モータの回転力を利用して、樹脂系部材又は金属系部材等からなるネジやボルト等の締付作業を行う締付工具であって、前記モータの回転角又は時間の変化に対する前記締付トルクの変化の割合たるトルク変動量を求めると共に、前記モータの回転角又は時間の変化に対する前記トルク変動量の変化の割合たるトルク変動率を求め、そのトルク変動率が、任意に定められる判定開始基準値を超えた後、約０以下となったときに、前記締付トルクが、樹脂系部材の最大締付トルクと金属系部材の最大締付トルクとの境界値たる部材判定トルクを超えるかどうか判断し、その部材判定トルクを超えていない場合には、樹脂系部材の締付が完了したと判断して、前記モータ制御手段に停止指令を出力する一方、前記部材判定トルクを超えている場合には、前記モータ制御手段に回転指令の出力を継続し、前記トルク変動量が約０以下となったときに、金属系部材の締付が完了したと判断して、前記モータ制御手段に停止指令を出力する締付判定手段を備えたことを特徴とする締付工具。
【請求項３】
前記締付が完了したと判断したときに、前記締付トルクが、組立上の不具合等に起因して、一時的に締付トルクが上昇する場合のその最大ト ルクよりも若干大きく設定された不具合判定トルクを超えるかどうか判断し、その不具合判定トルクを超えていない場合には、前記不具合等が発生していると判断して、前記モータ制御手段に回転指令の出力を継続する一方、前記不具合判定トルクを超えた場合には、前記ネジ等が適性に締付けられていると判断して、前記モータ制御手段に停止指令を出力する締付判定手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の締付工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドリルドライバやレンチ等の、ネジやボルト等の締付作業に用いる締付工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
[インパクト締付工具の構成]
従来から、建築現場や組立工場等におけるネジ締めやボルトの締付作業には、その作業性の向上のために、モータの回転力を利用して素早く締付作業をすることができる締付工具が日常的に用いられているが、近年、その締付工具の中でも、さらなる作業性の向上を目指し、モータの回転をハンマによる打撃に変換して、その強い衝撃力で締付作業を行うことにより、減速機のみを用いた回転工具に比べて高いトルクを得ることができるインパクト締付工具が趨勢となりつつある。
【０００３】
図２３は、そのインパクト締付工具の構成を示すブロック図であり、図の中心部近傍に示すように、駆動手段たるモータ１と、モータ１の回転を所定の減速比で減速する伝達機構たる減速機２と、モータ１の回転が減速機２を介して伝達されるハンマ３と、ハンマ３によって打撃されるアンビル４と、その打撃によって発生する衝撃力を、ネジやボルト等に伝達する出力軸５とを備えており、アンビル４による打撃は、ハンマ３とアンビル４間に所定値以上の力が加わり、アンビル４に対してハンマ３が一定以上回動したときに発生するようになっている。
【０００４】
また、当該締付工具には、モータ１の回転数に比例した周波数信号を発生する、出力軸５の回転速度検出手段としての周波数ジェネレータ６と、その周波数ジェネレータ６が発生した周波数信号を波形整形し、出力軸５の回転速度に応じたパルス幅のパルス信号を出力する波形整形回路７と、そのパルス信号を基に演算処理を行うことで、どのくらいの締付トルクが発生したのかを推定するトルク推定部８と、所望の締付トルクを設定するためのリミットトルク設定器１４ｃとを具備すると共に、リミットトルク設定器１４ｃにより設定された設定トルクと、トルク推定部８によって求められた推定締付トルクとを比較して、モータ１への制御指令を出力する締付判定部９ａを備えている。
【０００５】
より具体的に述べると、締付判定部９ａは、推定締付トルクが設定トルクを超えたときに、モータ制御部１０とモータ制御回路１１とを介して、モータ１を停止させるべく停止指令を出力するようになっており、モータ制御部１０は、当該締付判定部９ａより停止指令を受けていない場合には、トリガ１２の引き込みに応じて、モータ制御回路１１に回転指令又は停止指令を出力して、モータ１を回転又は停止させる一方、停止指令を受けた場合には、一旦トリガ１２が開放されるまで、モータ１を回転させないようにしている。
【０００６】
また、上述のモータ制御回路１１は、例えば、パルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）回路等からなり、ニッカド−カドミウムや、ニッケル−水素等の充電池１３からの電力供給を受けると共に、モータ制御部１０からの制御指令に応じて、モータ１の制御を行うようになっている。
【０００７】
[従来のインパクト締付工具の問題点]
しかしながら、上述のインパクト締付工具は、リミットトルク設定器１４ｃによって、目標となる設定トルクを決めなければならないので、適性締付トルクが略同一である複数の部材の締付を行う場合には、設定トルクを変更する必要なく、そのまま作業を継続することができるが、適性締付トルクの異なる複数の部材の締付を行う場合には、作業者が締付作業前に、部材に応じてその都度、設定トルクを変更する必要があり、作業効率低下の要因となっていた。また、設定トルクの選択を誤ると、締付不足や締付部材の破損を招くという問題があった。
【０００８】
そこで、本願の発明者らは、図２４の下段の打撃数θn−締付トルクＴ特性に示すように、ネジ等の締付部材と被締付部材とが当接して、締付トルクＴの上昇が頭打ちになるという、締付作業固有の応答を利用しようと考えた。より詳しく述べると、ネジ等の締付部材が、被締付部材と当接し始めたときに、締付トルクＴは上昇し、それに伴って、図２４の上段の打撃数θn−トルク変動量Ｔq特性は急上昇して一定値に落ち着くが、締付部材と被締付部材との締付が完了して、締付部材が回動しなくなると、急下降して０となる応答を利用しようと考えたのである。
【０００９】
[トルク変動量を利用した従来技術]
このトルク変動量Ｔqを利用する方法は、従前から知られており、例えば、特開昭61-8284号公報における「ボルトの締付け方法」には、図２５に示すように、任意のサンプリング数分のトルク平均値Ｓ(K)を求めて、その平均値Ｓ(K)と１つ前の平均値Ｓ(K-1)との差Ｇ(K)を求め、その差Ｇ(K)が閾値ＭＳよりも減少した際にボルトの締付を停止するようにした方法が開示されている。
【００１０】
ところで、堅牢に締付を完了させることを考えれば、当該従来技術のように、閾値ＭＳよりも減少した際に、ボルトの締付を停止させるのではなく、トルク変動量Ｔqが０となったところで締付を停止させた方が良いはずである。それにも係らず、当該従来技術が閾値ＭＳを採用している背景には、締付部材や被締付部材が、金属系材料等でできた強固な部材であれば良いが、樹脂系材料等のように、過度な締付トルクがかかると破損する恐れがある脆性部材を締付ける場合も考慮しているものと推察する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従って、当該従来技術にあっては、樹脂系部材を締付ける事を考慮して、閾値ＭＳを高めに設定してしまうと、単に係合していれば良い樹脂系部材とは違って、堅牢に締付けることが要求される金属系部材の締付に、締付け不足が起こる場合があった。然るに、金属系部材を締付けることを考慮して、閾値ＭＳを０と設定して樹脂系部材を締付けた場合、すなわち、トルク変動量Ｔqが０となったところで、樹脂系部材の締付を停止させようとすると、図２６の中央に示すように、締付トルクＴの最大点を過ぎた点で停止させることとなって、その樹脂系部材を破損させてしまうという問題点があった。
【００１２】
また、図２４〜図２６で示した応答は非常に理想的であって、実際には、ネジ溝が不揃いであったり、ボルトとナットとの間に挟持した部材が微妙に湾曲をしていたり、ボルトとナットの中心軸のずれ、塵の捲き込みや、ネジ穴の表面にある焼付塗装の削り取り等によって、図２７に示すように、一時的に締付トルクＴが上昇することがある。それにも係らず、上述の従来技術にあっては、トルク変動量Ｔqに相当する差Ｇ(K)が、閾値ＭＳよりも減少した際にボルトの締付を停止してしまうため、締付完了点であるθ3の点まで到達することなく、最初にトルク変動量Ｔqが０となったθ1の点で、締付を停止してしまうこととなり、不完全な状態で締付が終了してしまうという問題点があった。
【００１３】
本発明は、かかる問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、どのような締付部材を用いても、かつ組立上の若干の不具合があっても、当該締付部材を破損させることなく、最適な締付を行うことができる締付工具を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そこで、まず、本願の発明者らは樹脂系部材に対して、最適な締付を行うことを考え、トルク変動量ではなく、そのトルク変動量の変化であるトルク変動率が０となったところで締付を停止することによって、樹脂系部材を破損させることなく、最適な締付状態が得られることを見出した。そのトルク変動率を用いて、樹脂系部材の締付を行うための手段は、請求項１に記載された手段であって、
モータの回転及び停止の制御を行うモータ制御手段と、前記モータの出力軸の締付トルクを推定するトルク推定手段とを備え、前記モータの回転力を利用して、ネジやボルト等の締付作業を行う締付工具であって、前記モータの回転角又は時間の変化に対する前記締付トルクの変化の割合たるトルク変動量を求めると共に、前記モータの回転角又は時間の変化に対する前記トルク変動量の変化の割合たるトルク変動率を求め、そのトルク変動率が、任意に定められる判定開始基準値を超えた後、約０以下となったときに、前記ネジ等の締付が完了したと判断して、前記モータ制御手段に停止指令を出力する締付判定手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
次に、本願の発明者らは、どのような締付部材を用いても最適な締付を行うことを考え、樹脂系部材にはトルク変動率を用いる一方、金属系部材にはトルク変動量を用いることを考えた。そのための手段は、請求項２に記載されている手段であって、
モータの回転及び停止の制御を行うモータ制御手段と、前記モータの出力軸の締付トルクを推定するトルク推定手段とを備え、前記モータの回転力を利用して、樹脂系部材又は金属系部材等からなるネジやボルト等の締付作業を行う締付工具であって、前記モータの回転角又は時間の変化に対する前記締付トルクの変化の割合たるトルク変動量を求めると共に、前記モータの回転角又は時間の変化に対する前記トルク変動量の変化の割合たるトルク変動率を求め、そのトルク変動率が、任意に定められる判定開始基準値を超えた後、約０以下となったときに、前記締付トルクが、樹脂系部材の最大締付トルクと金属系部材の最大締付トルクとの境界値たる部材判定トルクを超えるかどうか判断し、その部材判定トルクを超えていない場合には、樹脂系部材の締付が完了したと判断して、前記モータ制御手段に停止指令を出力する一方、前記部材判定トルクを超えている場合には、前記モータ制御手段に回転指令の出力を継続し、前記トルク変動量が約０以下となったときに、金属系部材の締付が完了したと判断して、前記モータ制御手段に停止指令を出力する締付判定手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
次に、本願の発明者らは、ネジ溝の不揃いや、ボルトとナットの中心軸のずれ等に起因する組立上の不具合によって、一時的に締付トルクＴが上昇する場合に対処すべく、請求項１又は請求項２に記載された手段に対し、前記締付が完了したと判断したときに、前記締付トルクが、組立上の不具合等に起因して、一時的に締付トルクが上昇する場合のその最大トルクよりも若干大きく設定された不具合判定トルクを超えるかどうか判断し、その不具合判定トルクを超えていない場合には、前記不具合等が発生していると判断して、前記モータ制御手段に回転指令の出力を継続する一方、前記不具合判定トルクを超えた場合には、前記ネジ等が適性に締付けられていると判断して、前記モータ制御手段に停止指令を出力する締付判定手段を備えたことを特徴とした請求項３に記載された手段を採用することとした。
【００２６】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
（本実施形態のインパクト締付工具の構成）
次に、上述の課題を解決するための各手段を、より具体的な実施形態として、以下に詳細に説明する。まず、請求項１に記載された手段についてであるが、上述したように、本願の発明者らは樹脂系部材に対して、トルク変動量ではなく、そのトルク変動量の変化であるトルク変動率が０となったところで締付を停止することによって、樹脂系部材を破損させることなく、最適な締付状態が得られることを見出した。
【００２７】
そのためのインパクト締付工具の構成は、図１に示すとおりであって、図２３に示した従来のインパクト締付工具の構成に対して、作業者によって操作される所望の締付トルクを設定するためのリミットトルク設定器１４ｃを無くすと共に、リミットトルク設定器１４ｃにより設定された設定トルクと、トルク推定部８によって求められた推定締付トルクとを比較して、モータ１への制御指令を出力する締付判定部９ａの代わりに、トルク推定部８によって求められた推定締付トルクに基づき、後述する所定の演算を行って自動的に締付の完了を判定する締付判定部９を設けたものである。
【００２８】
（インパクト締付工具の定常動作）
まず、そのインパクト締付工具の定常動作について、図１及び図２を参照して説明すると、作業者によってトリガ１２が引込まれている場合には（ステップＡ１）、その引込みをモータ制御部１０が検出して、モータ制御回路１１に回転指令を出力し、その指令に基づいて、モータ制御回路１１はモータ１の回転制御を行う（ステップＡ２）。モータ１が、モータ制御回路１１からのＰＷＭ出力を受けて回転すると、周波数ジェネレータ６が、その回転数に比例した周波数信号を発生し、波形整形回路７は、当該周波数信号を出力軸５（モータ１のロータ）の回転速度に応じたパルス幅のパルス信号を出力する。
【００２９】
次に、そのパルス信号に基づいて、後述する打撃の検出処理を行い（ステップＡ３）、作業者がトリガ１２を解放するか、又はステップＡ３により、締付判定部９がモータ制御部１０にシャットオフ指令を出力した場合には（ステップＡ４）、モータ制御部１０がモータ制御回路１１に対して停止指令を出力し、その停止指令を受けたモータ制御回路１１は、モータ１へのＰＷＭ出力を止めて、モータ１の停止制御を行い（ステップＡ５）、次の動作に備えて待機状態となるようになっている（ステップＡ６）。
【００３０】
（本実施形態のインパクト締付工具における打撃検出）
ところで、上述したステップＡ３における打撃検出処理とは、図１及び図３に示すように、トルク推定部８において、波形整形回路７から入力されるパルス信号がＬｏｗからＨｉｇｈへと変化するか、ＨｉｇｈからＬｏｗへと変化したとき、つまりパルスエッジが生じたときに割り込みを発生させ、そのパルスエッジのカウントを行って（ステップＢ１）、回転速度検出手段としての周波数ジェネレータを、回転角検出手段として代用し、前後２つのカウント値の差からパルス幅ｗ[ｋ]を求めることで、本来の機能である回転速度の相当値（速度の逆数に相当）を検出するようにしている（ステップＢ２）。
【００３１】
そして、下記の（１）式及び（２）式に従って、夫々、当該パルス幅ｗ[ｋ]をＪ個及びＫ個移動平均して求めた平均パルス幅ｗa1、ｗa2を求めて、（３）式に示すように、ｗa1からｗa2を減じて求めた平均パルス幅の差から速度変動量ｖ[ｋ]を求める。
【数１】
0004292725.tif 000002
【数２】
0004292725.tif 000003
【数３】
0004292725.tif 000004
【００３２】
そして、下記の（４）式に基づき、速度変動量ｖ[ｋ]からＬ個移動した値を減じて求めた、速度変動量の差である加速度変動量ａ[ｋ]を求めている。かかる加速度変動量ａ[ｋ]は、バンドパスフィルタの役目を果たして、ＰＷＭからのノイズ等の影響を受けることなく、正確な加速度変動を捉えることが出来る。尚、（４）式に示すＬは、例えば、モータが一回転することによって発生する総パルス数、つまり一回転前の値を得られるように決められる（以上、ステップＢ３）。
【数４】
0004292725.tif 000005
【００３３】
次に、トルク推定部８は、上述のようにして求めた加速度変動量ａ [ｋ]が、任意に定められる閾値を超えたときに、打撃が発生したと推定するようになっており、打撃の発生を推定した場合には（ステップＢ４）、後述する締付判定処理を行うようになっている（ステップＢ５）。尚、本願の発明者らは、マイクによって打撃音を検出することによって、打撃の発生を推定する方法もあるが、モータ１や減速機２の振動音によって打撃を誤推定することがあるので、上述の推定方法による方が望ましいと指摘している。
【００３４】
（本実施形態におけるトルク推定方法）
次に、上述したステップＢ５における締付判定処理を説明するに当たり、まず、締付トルクの推定方法について説明する。その方法の一例として、本願の発明者らは、特願平11-166024号公報において、モータの回転速度と、打撃間のモータの回転量から締付トルクを推定する方法を提案している。この方法は、一打撃毎の運動エネルギーの収支から導き出したものであり、締付で消費されたエネルギーと、ハンマの打撃により出力軸に設けたアンビルに与えられたエネルギーとが略等しいという関係から、締付トルクを推定する方法である。
【００３５】
より具体的には、図４に示すように、出力軸５の回転角θと締付トルクＴが、Ｔ＝τ（θ）の非線形関数で表され、当該非線形関数τを、回転角θで積分した値が、締付で消費されたエネルギーとなる一方、当該出力軸の回転速度ωの２乗の値から、アンビルの慣性モーメントＪaを乗じて求めた値の半分の値が、ハンマの打撃によりアンビルに与えられたエネルギーとなるので、かかる２つのエネルギーを等価と置くことで、推定締付トルクを求めることができるのである。
【００３６】
例えば、図４において、ハンマによる打撃が、夫々回転角θ1、θ2…、θnで発生したとすると、下記の（５）式に示すように、非線形関数τを区間[θn、θn+1]で積分して求められるエネルギーＥnを、打撃間回転角φn（＝θn+1−θn）で除した値が、区間[θn、θn+1]における平均トルクＴnaとなる。
【数５】
0004292725.tif 000006
【００３７】
一方、下記の（６）式に示すように、打撃発生時点θnにおける回転速度ωnの２乗の値から、アンビルの慣性モーメントＪaを乗じて求めた値の半分の値が、打撃発生時点θnで発生したハンマの打撃によりアンビルに与えられたエネルギーＥniとなる。
【数６】
0004292725.tif 000007
【００３８】
ここで、エネルギーＥnとエネルギーＥniは等価であるから、（５）式に（６）式を代入して整理し、平均トルクＴnaを推定締付トルクＴnhと呼ぶことにすると、下記の（７）式に示すようになり、この式によって、推定締付トルクＴnhを求めることができる（以下、推定締付トルクＴhとする）。尚、本願の発明者らは、このようなトルク推定方法以外にも、トルクセンサを用いたり、モータ１の電流量や電圧量、出力軸５の進行角度、ハンマ３の跳ね返り量から推定しても良いと指摘している。
【数７】
0004292725.tif 000008
【００３９】
（本実施形態のインパクト締付工具における締付判定）
以上のトルク推定方法を念頭に置き、図１及び図５を参照して、上述したステップＢ５における締付判定処理について説明すると、まず、トルク推定部８は、打撃間のカウント数Ｃiを読込み、下記の（８）式に従って、そのカウント数Ｃiと１カウント当たりの出力軸５の回転角とを乗じて打撃間回転角φnを求める。尚、１カウント当たりの出力軸５の回転角は、２πから、出力軸５が１回転する間にトルク推定部８によってカウントされる総カウント数Ｃaを除した値となる（ステップＣ１）。
【数８】
0004292725.tif 000009
【００４０】
また、下記の（９）式に従って、１カウント当たりの出力軸５の回転角２π／Ｃaに、平均パルス幅ｗaaを除すことによって、打撃発生時点θnにおける回転速度ωnを算出する（ステップＣ２）。
【数９】
0004292725.tif 000010
【００４１】
そして、（８）式及び（９）式によって、夫々求められた打撃間回転角φnと、打撃発生時点θnにおける回転速度ωnとを、上記の（７）式に従って演算することによって、推定締付トルクを求めることができる（ステップＣ３）。次に、トルク推定部８は、推定締付トルクＴhを締付判定部９へ出力し、当該締付判定部９は、まず、下記の（１０）式及び（１１）式に従って、夫々、推定締付トルクＴh[ｋ]をＭ個及びＮ個移動平均して求めた平均締付トルクＴa1、Ｔa2を求めて、（３）式に示すように、Ｔa1からＴa2を減じて求めた平均締付トルクの差からトルク変動量Ｔq[ｋ]を求める。
【数１０】
0004292725.tif 000011
【数１１】
0004292725.tif 000012
【数１２】
0004292725.tif 000013
【００４２】
次に、締付判定部９は、（１３）式及び（１４）式に従って、夫々、トルク変動量Ｔq[ｋ]をＯ個及びＰ個移動平均して求めた平均トルク変動量Ｔqa1、Ｔqa2を求めて、（１５）式に示すように、Ｔqa1からＴqa2を減じて求めた平均トルク変動量の差からトルク変動率Ｔv[ｋ]を求める（以上、ステップＣ４）。尚、本願の発明者らは、トルク変動量Ｔq又はトルク変動率Ｔvを求めるにあたり、単に今回の値と前回の値との差分を取るようにしても良いが、ノイズを考慮すると、やはり移動平均を取った方がよいと指摘している。
【数１３】
0004292725.tif 000014
【数１４】
0004292725.tif 000015
【数１５】
0004292725.tif 000016
【００４３】
ここで、打撃数θnに対する推定締付トルクＴh、トルク変動量Ｔq、トルク変動率Ｔvの推移を示す図６も参照して、ステップＣ４以後の処理を説明すると、締付判定部９は、算出したトルク変動率Ｔvが、ノイズ等を考慮して任意に定められる判定開始基準値Ａを超え（ステップＣ５）、かつ０以下となった場合には（ステップＣ６）、モータ制御部１０に対して停止指令を出力して、モータ１の回転を停止させるシャットオフ処理を行うようになっており（ステップＣ７）、それ以外の場合には、締付を継続し締付判定処理を終了するようになっている。
【００４４】
このように、トルク変動率Ｔvが０となった点は、最大締付トルクＴmaxのやや手前となり、当該締付完了点で締付動作を停止させることによって、樹脂部材を締付によって破壊することなく、締付を完了することができる。尚、トルク変動量Ｔqが０となった点を見てみると、最大締付トルクＴmaxを超えており、当該部材を破壊してしまうことは言うまでもない。また、本願の発明者らが、判定開始基準値Ａを設けた理由は、締付当初はトルク変動率Ｔvが０を示すことと、ノイズ等によっても０となる場合があるので、かかる場合を排除する必要があるためである。
【００４５】
［第２の実施の形態］
（本実施形態における基本思想）
次に、請求項２に記載された手段であるが、本願の発明者らは、第１の実施形態において、樹脂系部材に対し最適な締付を行うことができるインパクト締付工具を提供できたので、次に、どのような締付部材を用いても最適な締付を行うことはできないかと思料し、樹脂系部材にはトルク変動率Ｔvが０となったときに締付を停止させる一方、金属系部材にはトルク変動量が０となったときに締付を停止させることを考えた。
【００４６】
そのためには、樹脂系部材であるか金属系部材であるかの判別を行わなくてはならないが、かかる判別の方法として、本願の発明者らは、最大締付トルクＴmaxが部材によって相違することに着目し、種々の樹脂系部材及び金属系部材の最大締付トルクＴmaxを調べて、樹脂系部材における複数の最大締付トルクＴmaxの中で一番大きなものと、金属系部材における複数の最大締付トルクＴmaxの中で一番小さいものとの境界に、閾値となる部材判定トルクを設け、推定締付トルクＴhが当該部材判定トルクを超えるか否かによって、部材の判定を行うことを提案している。
【００４７】
（本実施形態のインパクト締付工具における締付判定）
より具体的には、図７に示す締付判定処理のとおりであって、第１の実施形態と同様にして、トルク推定部８は、打撃間回転角φnの算出を行うと共に（ステップＣ１）、打撃発生時点θnにおける回転速度ωnの算出を行って（ステップＣ２）、締付トルクＴの推定を行う（ステップＣ３）。そして、締付判定部９は、ステップＣ３において算出された推定締付トルクＴhから、トルク変動量Ｔqとトルク変動率Ｔvを算出する（ステップＣ４）。
【００４８】
ここで、樹脂系部材を締付ける場合の、打撃数θnに対する推定締付トルクＴh、トルク変動量Ｔq、トルク変動率Ｔvの推移を示す図８（ａ）も参照して、ステップＣ４以後の処理を説明すると、本実施形態の締付判定部９は、締付当初は、トルク変動率Ｔvで締付判定を行うようになっている（ステップＤ１）。そして、第１の実施形態と同様にして、トルク変動率Ｔvが任意に定められる判定開始基準値Ａを超え（ステップＣ５）、かつ０以下となった樹脂系部材の締付完了点θrになったときに（ステップＣ６）、推定締付トルクＴhが、部材判定トルクＴ1を超えたかどうか判断し、当該部材判定トルクＴ1を超えていないので（ステップＤ２）、樹脂系部材の締付を行っていると判断して、シャットオフ処理を行うようになっている（ステップＣ７）。
【００４９】
一方、ステップＤ２において、図８（ｂ）に示すように、当該部材判定トルク値Ｔ1を超えている場合には、金属系部材の締付を行っていると判断し、樹脂系部材の締付完了点θrで締付を停止させると締付不足が生じるので締付を継続すると共に、トルク変動量判定モードに移行し（ステップＤ３）、トルク変動量Ｔqが０以下となった金属系部材の締付完了点θmになったときに（ステップＤ４）、シャットオフ処理を行うようになっており（ステップＣ７）、トルク変動量Ｔqが０以下となっていない場合には、締付を継続し締付判定処理を終了するようになっている。
【００５０】
このように、本実施形態のインパクト締付工具にあっては、締付当初はトルク変動率Ｔvを用いて締付判定を行って、樹脂系部材の締付完了点θrに達したと判断したときに、推定締付トルクＴhが、部材判定トルクＴ1を超えている場合には、金属系部材を締付けていると判断して締付を継続し、トルク変動量Ｔqを用いて締付判定を行って、金属系部材の締付完了点θmに達したと判断したときに、シャットオフを行うようになっているので、どのような締付部材を用いても、当該締付部材を破損させることなく、かつ最適な締付状態を得ることができる。
【００５１】
尚、その他の構成及び動作については、第１の実施形態と同様であるので、ここでは特に説明しないこととする。また、以後の各実施形態の説明に際し、同様の処理については、本実施形態の説明に用いた図７のように、同じ符号を付けると共に、枠や矢印を点線で記載して、説明を簡略化又は省略することとする。
【００５２】
［第３の実施の形態］
（本実施形態における基本思想）
次に、請求項３に記載された手段であるが、本願の発明者らは、第２の実施形態において、どのような締付部材でも最適な締付状態を得られるインパクト締付工具を提供できたので、ネジ溝の不揃いや、ボルトとナットの中心軸のずれ等に起因する組立上の不具合によって、図２７に示す締付完了点θ3まで到達することなく、最初にトルク変動量Ｔq（トルク変動率Ｔvも該当）が０となったθ1の点で、締付を停止するという問題に対処できないかと思料していたところ、同図に示すように、当該不具合に起因して一時的に締付トルクＴが上昇する場合のその最大トルクは、締付完了点における締付トルクＴよりも小さいことが極めて多いことに着目した。
【００５３】
そこで、本願の発明者らは、かかる着目点に基づき、一時的に締付トルクＴが上昇する場合のその最大トルクを、種々の不具合毎に調べて、その不具合における複数の最大トルクの中で一番大きなトルクよりも、若干大きなトルクとなるように、閾値となる不具合判定トルクを設け、推定締付トルクＴhが当該不具合判定トルクを超えるか否かによって、推定締付トルクＴhの上昇が、着座によるものなのか、不具合によるものなのかの判定を行うことを提案している。
【００５４】
（本実施形態のインパクト締付工具における締付判定）
より具体的には、図９に示す締付判定処理のとおりであって、打撃数θnに対する推定締付トルクＴh等の推移を示す図１０（ａ）も参照して、樹脂系部材を締付ける場合の動作について説明すると、まず、トルク変動率Ｔv等を算出して（ステップＣ１〜Ｃ４）、締付当初は、トルク変動率Ｔvで締付判定を行い（ステップＤ１）、打撃数がθ1となったときに、トルク変動率Ｔvが既に判定開始基準値Ａを超え（ステップＣ５）、かつ０以下となったので（ステップＣ６）、推定締付トルクＴhが、部材判定トルクＴ1を超えたかどうか判断し、当該部材判定トルクＴ1を超えていないので（ステップＤ２）、樹脂系部材を締付けていると判断する。
【００５５】
このとき、本実施形態の締付判定部９は、推定締付トルクＴhが、不具合判定トルクＴ2を超えているか否かを判断し、当該不具合判定トルクＴ2を超えていないので（ステップＥ１）、何らかの不具合が発生していると判断し、トルク変動率Ｔvのクリアを行い（ステップＥ２）、締付を継続して、締付判定処理を終了するようになっている。尚、打撃数がθ2となったときには、トルク変動率Ｔvが０以下となっているが、判定開始基準値Ａを超えていないので（ステップＣ５）、同様に締付を継続して、締付判定処理を終了するようになっている。
【００５６】
一方、打撃数がθrとなった場合は、トルク変動率Ｔvが既に判定開始基準値Ａを超え（ステップＣ５）、かつ０以下となったので（ステップＣ６）、再び推定締付トルクＴhが、部材判定トルクＴ1を超えたかどうか判断し、当該部材判定トルクＴ1を超えていないので（ステップＤ２）、樹脂系部材を締付けていると判断する。次に、推定締付トルクＴhが、不具合判定トルクＴ2を超えているか否かを判断し、当該不具合判定トルクＴ2を超えているので（ステップＥ１）、不具合は発生せずに、締付部材が適性に締付けられている（着座している）と判断して、シャットオフ処理を行うようになっている（ステップＣ７）。
【００５７】
尚、図１０（ｂ）に示す金属系部材を締付ける場合には、樹脂系部材の締付完了点θrとなったときに、推定締付トルクＴhが、部材判定トルクＴ1を超えるので（ステップＤ２）、トルク変動量判定モードに移行し（ステップＤ３）、トルク変動量Ｔqが０以下となる金属系部材の締付完了点θmになったときに（ステップＤ４）、推定締付トルクＴhが、不具合判定トルクＴ2を超えているか否かを判断し、当該不具合判定トルクＴ2を超えたときに（ステップＥ１）、シャットオフ処理を行うようになっている（ステップＣ７）。
【００５８】
このように、本実施形態のインパクト締付工具にあっては、トルク変動率Ｔv又はトルク変動量Ｔqが０以下となったときの推定締付トルクＴhが、不具合判定トルクＴ2を超えたときに、シャットオフを行うようになっているので、組立上の若干の不具合があっても、最適な締付を行うことができるのである。尚、その他の構成及び動作については、上述の各実施形態と同様であるので、ここでは特に説明しないこととする。
【００５９】
［参考例１］
（本実施形態における基本思想）
本願の発明者らは、上記の第３の実施形態において、不具合判定トルクＴ2を採用することで、組立上の若干の不具合があっても、最適な締付を行うことができるインパクト締付工具を提供することができたが、当該不具合判定トルクＴ2は不変であるため、締付完了点θr、θmにおける推定締付トルクＴhが、当該不具合判定トルクＴ2よりも小さくなる設計範囲外の締付部材を締付る場合には、締付が完了しているにも係らず、締付動作がなお継続されてしまう恐れがあった。
【００６０】
一方、締付完了点θr、θm以前で、トルク変動率Ｔv等が０となったときの推定締付トルクＴhが、当該不具合判定トルクＴ2よりも大きくなる設計範囲外の締付部材を締付る場合や、過大なノイズが加わって、当該不具合判定トルクＴ2よりも大きくなった場合には、締付が完了していないにも係らず、締付動作を停止してしまう恐れがあった。そこで、本願の発明者らは、かかる問題点を解決すべく、不具合判定トルクＴ2を変更できる手段を提案している。
【００６１】
（本実施形態のインパクト締付工具の構成）
そのための具体的なインパクト締付工具の構成は、図１１に示すとおりであって、図１に示した従来のインパクト締付工具の構成に対して、締付判定部９と接続され、不具合判定トルクＴ2を変更することができる、不具合判定トルク設定器１４ａを設けたものである。この不具合判定トルク設定器１４ａは、例えば可変抵抗器等を用いて、不具合判定トルクＴ2を自在に設定できるようにすれば良い。
【００６２】
このように、当該設定器１４ａを設けることによって、作業者が作業現場において、対象とする脆い締付部材又は頑丈な部材に応じて、夫々当該不具合判定トルクＴ2の設定を行うことができるので、上述した不停止や途中停止を回避し、最適な締付状態を得ることができる。尚、その他の構成及び動作については、上述の各実施形態と同様であるので、ここでは特に説明しないこととする。
【００６３】
［参考例２］
（本実施形態における基本思想）
本願の発明者らは、上記の参考例１において、不具合判定トルク設定器１４ａを設けることで、設計範囲外の締付部材を締付る場合や、過大なノイズが加わっても、上述した不停止や途中停止を回避することができたが、締付完了時の締付トルクが小さい部材と大きい部材とを混合して締付作業を行う場合、夫々の部材に合わせて、不具合判定トルクＴ2を設定する必要があるため、作業効率の低下をもたらす恐れがあった。
【００６４】
これに対し、本願の発明者らは、かかる問題点に対処できる糸口はないかと、試行錯誤を繰り返していたところ、図１０に示すように、不具合に起因して一時的に締付トルクＴが上昇する場合のその最大値は、締付完了時における締付部材の締付トルクの大きさに比例することが多く、また、当該最大値は一番初めに計測される締付トルク（推定締付トルクＴh）が一番大きいことが多いということに着目し、始動から任意の回転数までの推定締付トルクＴhの推移から最大トルクを求めて、その最大トルクに応じて不具合判定トルクＴ2を設定することで、上述の問題点を解決できることに気が付いた。
【００６５】
そこで、本願の発明者らは、かかる解決方法を具現化すべく、締付の対象とする全締付部材の締付が完了するまでの所要回数を調べ、その中で最も所要回転数の少ない部材の当該回転数を、判定回転数とし、始動からその判定回転数を回転したときまでの推定締付トルクＴhの中で最大トルクを求め、当該最大トルクに微小値を加えた値を、不具合判定トルクＴ2とする手段を提案している。
【００６６】
（本実施形態における不具合判定トルクＴ2の設定について）
その手段を実現するためのインパクト締付工具の構成は、図１２に示すように、図１に示した従来のインパクト締付工具の構成に対して、トルク推定部８及び締付判定部９と接続された不具合判定トルク自動設定部１５を設けたものである。そして、その動作は、図１３に示す締付判定処理のとおりであって、まず、トルク推定部８から打撃間回転角φnが入力されると（ステップＣ１）、下記の（１６）式に基づいて、始動されてから現在までの出力軸５の総回転数ψallを求めるようになっている（ステップＦ１）。
【数１６】
0004292725.tif 000017
【００６７】
次に、打撃数θnに対する推定締付トルクＴh等の推移を示す図１４も参照して、当該自動設定部１５の動作の説明を続けると、総回転数ψallが判定回転数ψh以上となったかどうか判断して（ステップＦ２）、その回転数ψhを超えていない場合には、それまでに算出した推定締付トルクＴhの中で最大のトルクに、任意の微小トルクＴgを加えた値を不具合判定トルクＴ2とする一方（ステップＦ３）、判定回転数ψhを超えた場合には、始動後ψh回転までにおける推定締付トルクＴhの中で最大のトルクＴm1に、任意の微小トルクＴgを加えた値を不具合判定トルクＴ2とするようになっている（ステップＦ４）。
【００６８】
このようにすることで、締付完了時の締付トルクが小さい部材と、締付トルクが大きい部材とを混合して締付作業を行う場合であっても、夫々の部材に合わせて、不具合判定トルクを設定する必要がないため、作業効率を改善しせしめることができる。尚、最大のトルクＴm1に微小トルクＴgを加えるのは、当該トルクを加えないと、容易に不具合判定トルクＴ2を超える恐れがあるためである。また、ステップＦ３及びＦ４以降の処理は、第３の実施形態で用いた図９のステップＣ２〜Ｃ７の処理と同様であると共に、その他の構成及び動作についても、上述の各実施形態と同様であるので、ここでは特に説明しないこととする。
【００６９】
［参考例３］
（本実施形態における基本思想）
本願の発明者らは、上記の参考例２において、始動から判定回転数ψhを回転したときまでの中で最大トルクＴm1を求め、当該最大トルクＴm1に一定値Ｔgを加えた値を、不具合判定トルクＴ2とすることで、締付完了時の締付トルクが小さい部材と大きい部材とを混合して締付作業を行う場合であっても、適切な締付状態を得ることに成功した。
【００７０】
しかしながら、始動直後の推定締付トルクＴhが、何らかの外乱によって過小であったり、またはその逆で過大であった場合には、その推定締付トルクの大きさに合わせて、不具合判定トルクＴ2が過小又は過大に設定されてしまうため、締付完了点まで到達することなく、締付を停止してしまったり、締付動作が継続されてしまう恐れがあった。そこで、本願の発明者らは、かかる問題点を解決すべく、不具合判定トルクＴ2が過小又は過大にならないように、所定の上限と下限を与えることを提案している。
【００７１】
（本実施形態における不具合判定トルクＴ2の設定について）
より具体的には、図１５に示す締付判定処理のとおりであって、トルク推定部８から打撃間回転角φnが入力されると（ステップＣ１）、始動されてから現在までの出力軸５の総回転数ψallを求め（ステップＦ１）、総回転数ψallが判定回転数ψh以上となったかどうか判断する（ステップＦ２）。そして、本実施形態の不具合判定トルク自動設定部１５は、当該決定回転数ψhを超えていない場合には、不具合判定トルクＴ2を、初期設定トルクＴdのままとし、当該判定トルクＴ2の変更は行わない（ステップＧ１）。
【００７２】
次に、当該決定回転数ψhを超えた場合について、打撃数θnに対する推定締付トルクＴh等の推移を示す図１６（ａ）も参照して、当該自動設定部１５の動作の説明を続けると、始動後ψh回転までにおける推定締付トルクＴhの中で最大のトルクＴm1に、任意の微小トルクＴgを加えた値を不具合判定トルクＴ2の仮設定値Ｔ2Pとし（ステップＦ４ａ）、その仮設定値Ｔ2Pが、初期設定トルクＴd以上の場合には（ステップＧ２）、判定値が大き過ぎると判断して、初期設定トルクＴdを不具合判定トルクＴ2とする（ステップＧ３）。
【００７３】
一方、図１６（ｂ）に示すように、ステップＧ２において、仮設定値Ｔ2Pが、初期設定トルクＴd以下であり、かつ予め任意に定められた許容下限トルクＴL以下の場合には（ステップＧ４）、判定値が小さ過ぎると判断して、許容下限トルクＴLを不具合判定トルクＴ2とする（ステップＧ５）。ところで、ステップＧ４において、仮設定値Ｔ2Pが、許容下限トルクＴL以上となる場合には、判定値が適性値であると判断して、仮設定値Ｔ2Pを不具合判定トルクＴ2とするようなっている（ステップＧ６）。
【００７４】
このようにすることで、始動直後の推定締付トルクＴhが、何らかの外乱によって過小であったり、またはその逆で過大であった場合であっても、適性な締付完了点に到達することなく締付を停止してしまったり、締付動作が継続されてしまう恐れがなく、最適な締付状態を得ることができる。尚、ステップＧ１、Ｇ５、Ｇ６以降の処理は、第３の実施形態で用いた図９のステップＣ２〜Ｃ７の処理と同様であると共に、その他の構成及び動作についても、上述の各実施形態と同様であるので、ここでは特に説明しないこととする。
【００７５】
［参考例４］
（本実施形態における基本思想）
本願の発明者らは、上述の参考例２及び参考例３において、判定回転数ψhを導入し、締付完了時の締付トルクが小さい部材と大きい部材とを混合して締付作業を行う場合であっても、適切な締付状態を得ることに成功したが、かかる判定回転数ψhを採用することで、本願の発明者らが意図した効果とは、別の効果も持っていることに気が付いた。それは、第３の実施形態において採用した不具合判定トルクＴ2を用いなくても、当該回転数に達していない間は、トルク変動率Ｔv等が０になっても締付を継続する手段を用いることで、適切な締付を得ることができるというものである。
【００７６】
（本実施形態のインパクト締付工具における締付判定）
より具体的には、図１７に示す締付判定処理のとおりであって、第３の実施形態を示した図９のフローチャートにおいて、ステップＥ１及びＥ２の代わりに、総回転数ψallが判定回転数ψhを超えたかどうかを判断するステップＨを採用し、当該回転数ψhを超えたかどうかによって、ボルトとナットの中心軸のずれ等に起因する組立上の不具合が発生したか否かを判断している。
【００７７】
さらに詳しく、打撃数θnに対する推定締付トルクＴh等の推移を示す図１８も参照して、本実施形態の動作について説明すると、トルク変動率Ｔvが０以下となった樹脂系部材の締付完了と判断されるθ1、θ2の点において（ステップＣ６）、総回転数ψallが判定回転数ψhを超えたかどうかをみると、両点とも当該回転数ψhを超えていないので（ステップＨ）、何らかの不具合が発生していると判断し、締付を継続して、締付判定処理を終了するようになっている。
【００７８】
一方、同じくトルク変動率Ｔvが０以下となったθr及び、トルク変動量Ｔqが０以下となった金属系部材の締付完了と判断されるθmの点において、総回転数ψallが判定回転数ψhを超えたかどうかをみると、両点とも当該回転数ψhを超えているので（ステップＨ）、不具合は発生せずに、締付部材が適性に締付けられている（着座している）と判断して、シャットオフ処理を行うようになっている（ステップＣ７）。
【００７９】
尚、本実施形態の説明で用いている図１８は、金属系部材の締付の例を示しており、樹脂系部材の締付完了点θrにおける推定締付トルクＴhが、部材判定トルクＴ1以上となっているので（ステップＤ２）、金属系部材を締付けていると判断され、変動量モードへ移行し（ステップＤ３）、金属系部材の締付完了点θmになったときに（ステップＤ４）、シャットオフ処理を行うようになっていることは（ステップＣ７）、第２の実施形態で説明したとおりである。
【００８０】
このように、締付完了と判断された時点において、総回転数ψallが判定回転数ψhを超えているか否かを判断し、当該判定回転数ψhを超えたときに、シャットオフすることで、組立上の若干の不具合があっても、最適な締付を行うことができるのである。尚、その他の構成及び動作については、第３の実施形態と同様であるので、ここでは特に説明しないこととする。
【００８１】
［参考例５］
（本実施形態における基本思想）
本願の発明者らは、上記の参考例４において、判定回転数ψhを採用することで、組立上の若干の不具合があっても、最適な締付を行うことができるという別の効果を見出したが、当該判定回転数ψhは不変であるため、判定回転数ψhよりも少ない回転数で締付が完了する設計範囲外の締付部材を締付る場合には、締付が完了しているにも係らず、締付動作がなお継続されてしまう恐れがあった。
【００８２】
一方、締付までの所要回数が極端に少ない部材と、締付までの所要回数が非常に多い部材とを混合して締付ける場合、上述のように、締付動作が継続されてしまうことを防ぐため、判定回転数ψhは締付までの所要回数が極端に少ない部材に合わせて設定されるが、そうすると、締付までの所要回数が非常に多い部材のその回転数からみると、判定回転数ψhは非常に小さい回転数となるため、両回転数間で組立上の若干の不具合に起因する推定締付トルクＴhの上昇があった場 合には、締付が完了していないにも係らず、締付動作を停止してしまう恐れがあった。そこで、本願の発明者らは、かかる問題点を解決すべく、判定回転数ψhを変更できる手段を提案している。
【００８３】
（本実施形態のインパクト締付工具の構成）
そのための具体的なインパクト締付工具の構成は、図１９に示すとおりであって、図１に示した従来のインパクト締付工具の構成に対して、締付判定部９と接続され、判定回転数ψhを変更することができる判定回転数設定器１４ｂを設けたものである。この判定回転数設定器１４ｂは、参考例１に示した不具合判定トルク設定器１４ａと同様にして、例えば可変抵抗器等を用いて、判定回転数ψhを自在に設定できるようにすれば良い。
【００８４】
このように、当該設定器１４ｂを設けることによって、作業者が作業現場において、対象とする回転数の少ない締付部材又は、回転数の多い部材の夫々に応じて、当該判定回転数ψhの設定を行うことができるので、上述した不停止や途中停止を回避し、最適な締付状態を得ることができる。尚、その他の構成及び動作については、上述の各実施形態と同様であるので、ここでは特に説明しないこととする。
【００８５】
［参考例６］
（本実施形態における基本思想）
本願の発明者らは、上述の各実施形態において、あらゆる締付部材を用いたり、組立上の若干の不具合があったりしても、当該締付部材を破損させることなく、最適な締付を行うことができる締付工具を提供することができたが、本願の発明者らの創作意欲はそこに留まることなく、既に締付されている締付部材に対して、誤って締付が行われた場合について対処できないかと思料し、既に締付されている締付部材を締付けた場合には、初めから推定締付トルクＴhの値が大きな値となって現れることを利用しようと考えた。
【００８６】
そこで、本願の発明者らは、かかる現象を利用しようと、再び最大締付トルクＴmaxが部材によって相違することに着目し、種々の樹脂系部材の最大締付トルクＴmaxを調べて、樹脂系部材における複数の最大締付トルクＴmaxの中で一番小さいトルクを、増し締め判定トルクとし、推定締付トルクＴhが当該増し締め判定トルクを超えるか否かによって、既に締付されている締付部材に対して、誤って締付が行われたか否かを判断する手段を提案している。
【００８７】
（本実施形態のインパクト締付工具における増し締め判定）
より具体的には、図２０に示す締付判定処理のとおりであって、第３の実施形態を示した図９のフローチャートにおけるステップＣ５において、トルク変動率Ｔvが判定開始基準値Ａを超えていないと判断されたとき、すなわち、ＮＯのときに、推定締付トルクＴhが増し締め判定トルクＴ3を超えるかを判断するステップＪを設け、当該ステップＪにおいて、増し締め判定トルクＴ3を超えているか否か判断し、その判定トルクＴ3を超えている場合には、シャットオフするようにしている（ステップＣ７）。
【００８８】
さらに詳しく、打撃数θnに対する推定締付トルクＴh等の推移を示す図２１も参照して、本実施形態の動作について説明すると、増し締めが行われたときのトルク変動率Ｔv等の変化は極めて少なく、判定開始基準値Ａを超えることはない（ステップＣ５）。しかしながら、この場合であっても、図１０のθ2に示すように、単に判定開始基準値Ａを超えていないだけの場合があるので、推定締付トルクＴhが増し締め判定トルクＴ3を超えているかどうか判断して、図２１に示すように、当該判定トルクＴ3を超えている場合には（ステップＪ）、増し締めが行われたとしてシャットオフを行う（ステップＣ７）。
【００８９】
一方、当該判定トルクＴ3を超えていない場合には（ステップＪ）、上述の図１０におけるθ2のように、増し締めがされているのではなく、適性な締付作業が行われていると判断して、締付動作を継続するようになっている。このように、トルク変動率Ｔv等が判定開始基準値Ａを超えることなく、かつ、推定締付トルクＴhが増し締め判定トルクＴ3を超えたときに、増し締めが発生したと判断して、シャットオフすることによって、無駄な作業を行わずに済むと共に、増し締めによって消費されるエネルギーをも削減することができるのである。
【００９０】
尚、本実施形態における判定開始基準値Ａは、増し締めが行われたときに、トルク変動率Ｔv等が当該基準値Ａを超えることがないように定められる。また、本実施形態にあっては、第３の実施形態を基本として説明したため、樹脂系部材における複数の最大締付トルクＴmaxの中で一番小さいトルクを、増し締め判定トルクとしているが、金属系部材のみを締付けるような場合にあっては、金属系部材における複数の最大締付トルクＴmaxの中で一番小さいトルクを採用することは言うまでもない。
【００９１】
［参考例７］
（本実施形態における基本思想）
本願の発明者らは、上記の参考例６において、無駄な作業を行わずに済むインパクト締付工具を提供することができたが、作業効率のさらなる向上を目指し、以上の各実施形態において、誤判定により途中停止した場合には、締付作業を継続するために作業者がトリガを引き直す必要が生じ、面倒であるということに着目した。そこで、本願の発明者らは、かかる事態を改善すべく、トリガが解放されずに一定時間を経過した場合には、再びインパクト締付工具の回転制御を行う手段を提案している。
【００９２】
（本実施形態のインパクト締付工具における定常処理）
より具体的には、図２２に示す締付判定処理のとおりであって、第１の実施形態を示した図２のフローチャートにおけるステップＡ５が処理された後に、タイマ計測を開始し（ステップＩ１）、トリガが解放されず（ステップＡ６）、所定時間Ｔmが経過したときに（ステップＩ２）、再びモータ１の回転制御を行うようにしたものである（ステップＡ２）。このようにすることで、上述の各実施形態において、誤判定により途中停止した場合であっても、所定時間Ｔmが経過したときに自動的に回転制御を始めるので、作業者は態々トリガを引きなおす必要がなく、作業性を向上せしめることができる。
【００９３】
[各実施形態における補足事項について]
以上の各実施形態にあっては、インパクト締付工具を用いて説明したが、本願の発明者らは、かかる方式の締付工具に限定されるものではなく、広く一般の締付工具にも採用することができると共に、回転速度検出手段として周波数ジェネレータを用い、パルスエッジをカウントすることで、回転角検出手段として代用しているが、かかるものに限定するものではなく、エンコーダやポテンショメータによって代替しても良いと指摘している。尚、エンコーダ等で回転速度を求めるには、差分をとることによって求めるのが一般的である。
【００９４】
また、第１の実施形態において説明したように、本願の発明者らは、トルク変動率Ｔq及びトルク変動率Ｔvを、移動平均の差分によって求めているが、ノイズを考慮したためであって、単に今回の値と前回の値との差分を取るようにしても良いし、回転角θによる微分値のみならず、時間による微分値であっても良いと主張している。すなわち、本願の発明者らの主張を、より具体的に表すと、トルク変動量Ｔqは、（１７）式に示すように、回転角θ又は時間ｔの変化に対する締付トルクＴの変化の割合を意味するものである。
【数１７】
0004292725.tif 000018
【００９５】
一方、トルク変動率Ｔvは、（１８）式に示すように、回転角θ又は時間ｔの変化に対するトルク変動量Ｔqの変化の割合を意味するものである。
【数１８】
0004292725.tif 000019
【００９６】
さらに、本願の発明者らは、上述の各実施形態にあっては、トルク変動量Ｔq、トルク変動率Ｔvが所定の閾値を超えて、０以下となったときに締付の判定を行っているが、所定の閾値以下となったときに、締付と判定するようにしても良いと主張していると共に、当該トルク変動量Ｔq等が所定の閾値を超える代わりに、又はその条件と共に、当該トルク変動量Ｔq等が正の値を継続間の、当該トルク変動量Ｔq等の和を求め、その和が閾値を超えた時点を締付完了点と判定する方法でも良いと指摘している。
【発明の効果】
【００９７】
以上のように、請求項１記載の発明にあっては、トルク変動率が判定開始基準値を超えた後、約０以下となったときに、ネジ等の締付が完了したと判断し、モータを停止させるようにしているので、樹脂部材等の脆性材料を締付によって破壊することなく、適性な締付をすることができるという効果を奏する。
【００９８】
次に、請求項２記載の発明にあっては、トルク変動率が判定開始基準値を超えた後、約０以下となったときに、締付トルクが部材判定トルクを超えるかどうか判断し、その部材判定トルクを超えていない場合には、樹脂系部材の締付が完了したと判断する一方、前記部材判定トルクを超えている場合には、モータの回転制御を継続し、トルク変動量が約０以下となったときに、金属系部材の締付が完了したと判断し、モータを停止させるようにしているので、どのような締付部材を用いても、当該締付部材を破損させることなく、かつ最適な締付状態を得ることができるという効果を奏する。
【００９９】
次に、請求項３記載の発明にあっては、締付が完了したと判断したときに、締付トルクが不具合判定トルクを超えるかどうか判断し、その不具合判定トルクを超えていない場合には、不具合等が発生していると判断して、モータの回転制御を継続する一方、前記不具合判定トルクを超えた場合には、ネジ等が適性に締付けられていると判断して、モータを停止させるようにしているので、組立上の不具合があっても、最適な締付を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願におけるインパクト締付工具の基本的な構成図である。
【図２】  インパクト締付工具の定常処理を示すフローチャートである。
【図３】  本願におけるインパクト締付工具の打撃検出処理を示すフローチャートである。
【図４】  回転角θに対する締付トルクＴの関係を示す図である。
【図５】  第１の実施形態におけるインパクト締付工具の締付判定処理を示すフローチャートである。
【図６】  第１の実施形態におけるインパクト締付工具の応答を示す図であって、打撃数θnに対する推定締付トルクＴh、トルク変動量Ｔq、トルク変動率Ｔvの推移を示している。
【図７】  第２の実施形態におけるインパクト締付工具の締付判定処理を示すフローチャートである。
【図８】  第２の実施形態におけるインパクト締付工具の応答を示した図であって、打撃数θnに対する推定締付トルクＴh、トルク変動量Ｔq、トルク変動率Ｔvの推移を示しており、（ａ）は樹脂系部材を締付けた場合の図、（ｂ）は金属系部材を締付けた場合の図である。
【図９】  第３の実施形態におけるインパクト締付工具の締付判定処理を示すフローチャートである。
【図１０】  第３の実施形態におけるインパクト締付工具の応答を示した図であって、打撃数θnに対する推定締付トルクＴh、トルク変動量Ｔq、トルク変動率Ｔvの推移を 示しており、（ａ）は樹脂系部材を締付けた場合の図、（ｂ）は金属系部材を締付けた場合の図である。
【図１１】  参考例１におけるインパクト締付工具の構成図である。
【図１２】  参考例２におけるインパクト締付工具の構成図である。
【図１３】  参考例２におけるインパクト締付工具の締付判定処理を示すフローチャートである。
【図１４】  参考例２におけるインパクト締付工具の応答を示した図であって、打撃数θnに対する推定締付トルクＴh、トルク変動量Ｔq、トルク変動率Ｔvの推移を示している。
【図１５】  参考例３におけるインパクト締付工具の締付判定処理を示すフローチャートである。
【図１６】  参考例３におけるインパクト締付工具の応答を示した図であって、打撃数θnに対する推定締付トルクＴh、トルク変動量Ｔq、トルク変動率Ｔvの推移を示しており、（ａ）は仮設定値Ｔ2Pが初期設定トルクＴd以上の場合の図、（ｂ）は仮設定値Ｔ2Pが許容下限トルクＴL以下の場合の図である。
【図１７】  参考例４におけるインパクト締付工具の締付判定処理を示すフローチャートである。
【図１８】  参考例４におけるインパクト締付工具の応答を示した図であって、打撃数θnに対する推定締付トルクＴh、トルク変動量Ｔq、トルク変動率Ｔvの推移を示している。
【図１９】  参考例５におけるインパクト締付工具の構成図である。
【図２０】  参考例６におけるインパクト締付工具の締付判定処理を示すフローチャートである。
【図２１】  参考例６におけるインパクト締付工具の応答を示した図であって、打撃数θnに対する推定締付トルクＴh、トルク変動量Ｔq、トルク変動率Ｔvの推移を示している。
【図２２】  参考例７に係るインパクト締付工具の定常処理を示すフローチャートである。
【図２３】  従来の実施形態におけるインパクト締付工具の構成図である。
【図２４】  締付作業における打撃数θnに対する、締付トルクＴとトルク変動量Ｔqの変化を示す図である。
【図２５】  従来の締付判定処理を示すための図であって、回転角θに対する、締付トルクＴとトルク変動量Ｔqの変化を示している。
【図２６】  従来の締付判定処理を用いて樹脂系部材を締め付け、トルク変動量Ｔqが０となったところで、締付が完了したと判断した場合の図である。
【図２７】  ネジ溝が不揃いであったり、ボルトとナットとの間に挟持した部材が微妙に湾曲をしていたり、ボルトとナットの中心軸のずれ、塵の捲き込みや、ネジ穴の表面にある焼付塗装の削り取り等によって、一時的に締付トルクＴが上昇する場合を示す図である。
【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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【図２６】
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【図２７】
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