(57)【要約】【課題】各々のねじの締付品質の管理を高い精度で行うことができるトルクコントロールレンチにおけるねじ締付作業の管理装置を提供すること。【解決手段】エアーモータ１３と、このエアーモータ１３により駆動され、打撃トルクを出力軸１５に与える油圧打撃トルク発生装置１４と、ねじ締付トルクが所定値に達したことを感知してレンチの作動を停止する作動停止機構２とを備えたエアーモータ式トルクコントロールレンチ１において、エアーモータ１３を作動する高圧空気のエアーモータ１３への供給位置における圧力を検知する圧力センサ３を設け、この圧力センサ３により油圧打撃トルク発生装置１４の打撃トルクに対応して生じる高圧空気の圧力の変化を検出し、この高圧空気の圧力の変化から打撃トルクの発生回数を測定する。【選択図】図１
2006312210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアーモータと、該エアーモータにより駆動され、打撃トルクを出力軸に与える油圧打撃トルク発生装置と、ねじ締付トルクが所定値に達したことを感知してレンチの作動を停止する作動停止機構とを備えたトルクコントロールレンチにおけるねじ締付作業の管理装置において、前記エアーモータを作動する高圧空気のエアーモータへの供給位置における圧力を検知する圧力センサを設け、該圧力センサにより油圧打撃トルク発生装置の打撃トルクに対応して生じる高圧空気の圧力の変化を検出し、該高圧空気の圧力の変化から打撃トルクの発生回数を測定するようにしたことを特徴とするトルクコントロールレンチにおけるねじ締付作業の管理装置。
【請求項２】
圧力センサにより検出した油圧打撃トルク発生装置の打撃トルクに対応して生じる高圧空気の圧力の変化を、トルクコントロールレンチと別に設けたねじ締付作業を管理するコントローラに伝達するとともに、該コントローラにおいて、高圧空気の圧力の変化から打撃トルクの発生回数を測定するようにしたことを特徴とする請求項１記載のねじ締付作業の管理装置。
【請求項３】
圧力センサをトルクコントロールレンチに外付けしたことを特徴とする請求項１又は２記載のねじ締付作業の管理装置。
【請求項４】
打撃トルクの発生時間を測定するようにしたことを特徴とする請求項１、２又は３記載のねじ締付作業の管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアーモータ駆動式のトルクコントロールレンチにおけるねじ締付作業の管理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボルトやナット等（本明細書において、「ねじ」という。）を締め付ける際に使用されるトルクコントロールレンチにおいて、ねじ締付作業の管理、例えば、ねじの締付本数等の管理は、トルクコントロールレンチに、エアーホースやケーブルを介して連結したり、無線で接続した、ねじ締付本数等のねじ締付作業を管理するコントローラによって行っていた。
そして、エアーモータ駆動式のトルクコントロールレンチの場合、ねじ締付作業の管理は、ねじ締付トルクが所定値に達したことを感知してレンチの作動を停止する作動停止機構の作動を、シャットオフバルブの動作やエアーモータを作動する高圧空気の圧力の変化等により検知し、これに基づいて、ねじの締付本数の管理を行うようにしていた（特許文献１参照）。
しかしながら、この方式では、ねじの締付本数の管理は行えるものの、各々のねじの締付品質の管理は、ねじ締付トルクが所定値に達したことを感知してレンチの作動を停止する作動停止機構に依存することとなるため、この作動停止機構が有する機能を越えるレベルでのねじの締付品質の管理を行うことは困難であった。
【特許文献１】特開平６−３１２３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記従来のトルクコントロールレンチにおけるねじ締付作業の管理装置の有する問題点に鑑み、各々のねじの締付品質の管理を高い精度で行うことができるトルクコントロールレンチにおけるねじ締付作業の管理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明のトルクコントロールレンチにおけるねじ締付作業の管理装置は、エアーモータと、該エアーモータにより駆動され、打撃トルクを出力軸に与える油圧打撃トルク発生装置と、ねじ締付トルクが所定値に達したことを感知してレンチの作動を停止する作動停止機構とを備えたトルクコントロールレンチにおけるねじ締付作業の管理装置において、前記エアーモータを作動する高圧空気のエアーモータへの供給位置における圧力を検知する圧力センサを設け、該圧力センサにより油圧打撃トルク発生装置の打撃トルクに対応して生じる高圧空気の圧力の変化を検出し、該高圧空気の圧力の変化から打撃トルクの発生回数を測定するようにしたことを特徴とする。
【０００５】
この場合において、圧力センサにより検出した油圧打撃トルク発生装置の打撃トルクに対応して生じる高圧空気の圧力の変化を、トルクコントロールレンチと別に設けたねじ締付作業を管理するコントローラに伝達するとともに、該コントローラにおいて、高圧空気の圧力の変化から打撃トルクの発生回数を測定するようにすることができる。
【０００６】
また、圧力センサをトルクコントロールレンチに外付けにすることができる。
【０００７】
また、打撃トルクの発生時間を測定するようにすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のトルクコントロールレンチにおけるねじ締付作業の管理装置によれば、エアーモータと、該エアーモータにより駆動され、打撃トルクを出力軸に与える油圧打撃トルク発生装置と、ねじ締付トルクが所定値に達したことを感知してレンチの作動を停止する作動停止機構とを備えたトルクコントロールレンチにおけるねじ締付作業の管理装置において、前記エアーモータを作動する高圧空気のエアーモータへの供給位置における圧力を検知する圧力センサを設け、該圧力センサにより油圧打撃トルク発生装置の打撃トルクに対応して生じる高圧空気の圧力の変化を検出し、該高圧空気の圧力の変化から打撃トルクの発生回数を測定するようにすることにより、ねじの締付が完了するまでの打撃トルクの発生回数を、各々のねじについて、さらに、必要に応じてリアルタイムで、管理することができ、各々のねじの締付品質の管理を高い精度で行うことができる。
【０００９】
また、圧力センサにより検出した油圧打撃トルク発生装置の打撃トルクに対応して生じる高圧空気の圧力の変化を、トルクコントロールレンチと別に設けたねじ締付作業を管理するコントローラに伝達するとともに、該コントローラにおいて、高圧空気の圧力の変化から打撃トルクの発生回数を測定するようにすることにより、ねじ締付作業の管理を、トルクコントロールレンチと別に設けたコントローラにより一元的に行うことができる。
【００１０】
また、圧力センサをトルクコントロールレンチに外付けにすることにより、汎用のトルクコントロールレンチに、本発明のトルクコントロールレンチにおけるねじ締付作業の管理装置を簡易に適用することができる。
【００１１】
また、打撃トルクの発生時間を測定するようにすることにより、ねじの締付が完了するまでの打撃トルクの発生回数に加えて、打撃トルクの発生時間、すなわち、ねじの締付に要した時間を、各々のねじについて、さらに、必要に応じてリアルタイムで、管理することができ、各々のねじの締付品質の管理をより高い精度で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明のトルクコントロールレンチにおけるねじ締付作業の管理装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１〜図２に、本発明のトルクコントロールレンチにおけるねじ締付作業の管理装置を適用したエアーモータ駆動式のトルクコントロールレンチの一実施例を示す。
このエアーモータ駆動式のトルクコントロールレンチ１は、高圧空気の供給及び停止を行うメインバルブ１１と、メインバルブ１１を操作する操作レバー１２と、供給された高圧空気によって回転トルクを発生するエアーモータ１３と、エアーモータ１３の回転トルクを打撃トルクに変換する油圧打撃トルク発生装置１４とを備えており、この装置全体の基本構成及び動作は従来公知のものである（必要があれば、例えば、実公平１−２９０１２号公報、特開平６−３１２３８１号公報、特開平１０−１５８４３号公報等参照）。
【００１４】
また、トルクコントロールレンチ１は、ねじ締付トルクが所定値に達したことを感知してレンチの作動を停止する作動停止機構２を備えている。
この作動停止機構２には、従来公知の種々の機構を用いることができるが、本実施例においては、エアーモータ１３の軸心を貫通する孔を形成し、この孔内にロッド２１を摺動可能に嵌挿し、ロッド２１の一端側にはピストン２２を設け、ピストン２２をライナー上蓋１４ａに設けたシリンダ１４ｂ内に配設し、ピストン２２の先端をライナー上蓋１４ａと対向した出力軸１５の端面と対向させる。
そして、このシリンダ１４ｂの出力軸１５側と、油圧打撃トルク発生装置１４の圧力調整機構２３に配設した油圧打撃トルク発生装置１４の高圧室の圧力が予め設定した圧力に達したときに作動油を逃がすリリーフバルブ２３ａとの間を、小径の通路１４ｃを介して連通するようにする。
また、ロッド２１の他端にはシャットオフバルブ２５を設け、ロッド２１の移動にてパイロットバルブ２４を操作して、シャットオフバルブ２５のロッド２１側を大気に開放することにより、シャットオフバルブ２５を閉動作させるようにする。
【００１５】
そして、このトルクコントロールレンチ１は、操作レバー１２を操作してメインバルブ１１を開き、エアーモータ１３に高圧空気を供給してエアーモータ１３を駆動することにより、油圧打撃トルク発生装置１４を回転駆動し、打撃トルクを発生させる。
この時、油圧打撃トルク発生装置１４の高圧室の圧力が予め設定した圧力に達するまでは、圧力調整機構２３のリリーフバルブ２３ａは、ばねの付勢力にて圧力調整機構２３側に押圧されて開放されず、打撃トルクを発生しながら、ねじの締め付けが行われる。
しかし、ねじの締め付けが進行し、ねじが所望の締付トルクで締め付けられると、高圧室の圧力が設定した圧力まで上昇することとなり、この設定した圧力まで上昇した高圧側の作動油は、リリーフバルブ２３ａをばねの付勢力に抗して開放し、通路１４ｃを経てシリンダ１４ｂ内に導入され、この作動油の圧力がピストン２２に作用して、ロッド２１を押圧して摺動させ、ロッド２１の移動にてパイロットバルブ２４を操作して、シャットオフバルブ２５のロッド２１側を大気に開放することにより、シャットオフバルブ２５を閉動作させる。
シャットオフバルブ２５の閉動作により、エアーモータ１３への高圧空気の供給が遮断され、自動的にエアーモータ１３を停止して、ねじを所望の締付トルクに締め付ける作業を完了する。
【００１６】
上記のとおり構成された、エアーモータ１３と、このエアーモータ１３により駆動され、打撃トルクを出力軸１５に与える油圧打撃トルク発生装置１４と、ねじ締付トルクが所定値に達したことを感知してレンチの作動を停止する作動停止機構２とを備えたエアーモータ式のトルクコントロールレンチ１において、エアーモータ１３を作動する高圧空気のエアーモータ１３への供給位置における圧力を検知する圧力センサ３を設け、この圧力センサ３により油圧打撃トルク発生装置１４の打撃トルクに対応して生じる高圧空気の圧力の変化を検出し、この高圧空気の圧力の変化から打撃トルクの発生回数を測定するようにする。
【００１７】
エアーモータ１３を作動する高圧空気のエアーモータ１３への供給位置における圧力の取り出しは、適宜の圧力取出機構４、具体的には、本実施例においては、シャットオフバルブ２５の背面側（ロッド２１の反対側）に、エアーモータ１３を作動する高圧空気の取出部材４１を設け、エアーホース４２を介して、トルクコントロールレンチ１の外部に引き出すようにする。
そして、このエアーホース４２の端部に、圧力を検知する圧力センサ３を設け、この圧力センサ３により油圧打撃トルク発生装置１４の打撃トルクに対応して生じる高圧空気の圧力の変化を検出し、検出した高圧空気の圧力の変化を電気信号に変換して、ケーブル５を介して、トルクコントロールレンチ１と別に設けたねじ締付作業を管理するコントローラ６に伝達するとともに、このコントローラ６において、高圧空気の圧力の変化から打撃トルクの発生回数を測定するようにする。
【００１８】
この場合において、高圧空気の圧力の変化を正確に検出できるように、エアーホース４２の材質及び長さを、高圧空気の圧力が減衰（圧力の変化が平準化）しないように適宜選定するようにするようにするほか、圧力センサ３をトルクコントロールレンチ１（エアーモータ１３を作動する高圧空気の取出部材４１等）に直結するようにしたり、内蔵するようにすることもできる。
また、圧力センサ３による検出した高圧空気の圧力の変化の電気信号は、ケーブル５を介してコントローラ６に伝達するほか、無線を介してコントローラ６に伝達するようにしたり、トルクコントロールレンチ１に備えたコントローラ（図示省略）において情報処理することもできる。
さらに、コントローラ６は、コンピュータと接続することにより、情報処理を行ったり、適切な情報の表示を行うことができる。
【００１９】
図３に、１本のねじの締付作業を行った際のエアーモータを作動する高圧空気のエアーモータへの供給位置における圧力の変化を測定した測定結果の一例を示す。
図３に示す締付作業は、締付開始圧力設定値：０．４０ＭＰａ、シャットオフ圧力設定値０．５３ＭＰａ、締付時間（打撃トルクの発生時間（打撃トルクの発生開始時からシャットオフバルブ２５の閉動作時までの時間））：０．４２８秒、パルス数（打撃トルクの発生回数）：１５回であり、このねじの締付作業が良好に行われたことが確認できた。
ここで、当該ねじの締付作業においては、締付時間（打撃トルクの発生時間）：０．１５０〜０．４２９秒、パルス数（打撃トルクの発生回数）：５〜１４回の場合に、ねじの締付作業が良好に行われたとすることとしている。
【００２０】
一方、図４に、２０本のねじの締付作業を行った際の締付時間（打撃トルクの発生時間）及びパルス数（打撃トルクの発生回数）並びに判定（締付作業の良否）の結果をまとめた一例を示す。なお、この例は、締付作業の不良が多発する設定（ねじの不良等）としたもので、実際のねじの締付作業において、この例のように締付作業の不良が頻発することはない。
【００２１】
このトルクコントロールレンチにおけるねじ締付作業の管理装置は、エアーモータ１３を作動する高圧空気のエアーモータ１３への供給位置における圧力を検知する圧力センサ３を設け、この圧力センサ３により油圧打撃トルク発生装置１４の打撃トルクに対応して生じる高圧空気の圧力の変化を検出し、この高圧空気の圧力の変化から打撃トルクの発生回数を測定するようにすることにより、ねじの締付が完了するまでの打撃トルクの発生回数を、各々のねじについて、さらに、必要に応じてリアルタイムで、管理することができ、各々のねじの締付品質の管理を高い精度で行うことができる。
【００２２】
また、圧力センサ３により検出した油圧打撃トルク発生装置１４の打撃トルクに対応して生じる高圧空気の圧力の変化を、トルクコントロールレンチ１と別に設けたねじ締付作業を管理するコントローラ６に伝達するとともに、このコントローラ６において、高圧空気の圧力の変化から打撃トルクの発生回数を測定するようにすることにより、ねじ締付作業の管理を、トルクコントロールレンチ１と別に設けたコントローラ６により一元的に行うことができる。
【００２３】
また、圧力センサ３をトルクコントロールレンチ１に外付けにすることにより、汎用のトルクコントロールレンチ１に、このトルクコントロールレンチにおけるねじ締付作業の管理装置を簡易に適用することができる。
【００２４】
また、打撃トルクの発生時間を測定するようにすることにより、ねじの締付が完了するまでの打撃トルクの発生回数に加えて、打撃トルクの発生時間、すなわち、ねじの締付に要した時間を、各々のねじについて、さらに、必要に応じてリアルタイムで、管理することができ、各々のねじの締付品質の管理をより高い精度で行うことができる。
【００２５】
以上、本発明のトルクコントロールレンチにおけるねじ締付作業の管理装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明のトルクコントロールレンチにおけるねじ締付作業の管理装置は、各々のねじの締付品質の管理を高い精度で行うことができることから、高い信頼性の要求される自動車等のねじ締付作業の管理装置の用途に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のトルクコントロールレンチにおけるねじ締付作業の管理装置の一実施例を示す概念図である。
【図２】本発明に用いるエアーモータ式トルクコントロールレンチを示す説明図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】１本のねじの締付作業を行った際のエアーモータを作動する高圧空気のエアーモータへの供給位置における圧力の変化を測定した測定結果の一例を示す説明図である。
【図４】２０本のねじの締付作業を行った際の締付時間（打撃トルクの発生時間）及びパルス数（打撃トルクの発生回数）並びに判定（締付作業の良否）の結果をまとめた一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    トルクコントロールレンチ
１１  メインバルブ
１２  操作レバー
１３  エアーモータ
１４  油圧打撃トルク発生装置
１５  出力軸
２    作動停止機構
２１  ロッド
２２  ピストン
２３  圧力調整機構
２３ａ  リリーフバルブ
２４  パイロットバルブ
２５  シャットオフバルブ
３    圧力センサ
４    圧力取出機構
４１  高圧空気の取出部材
４２  エアーホース
５    ケーブル
６    コントローラ
【図１】
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【図２】
2006312210.tif 000004
【図３】
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【図４】
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