(57)【要約】【課題】ボルト、ナット等の締結部材を締め付ける際の締付状態に「かじり」等の不良があった場合に、これを自動的に検出することができるようにした電動モータにより駆動される油圧式トルクレンチの締付管理方法を提供すること。【解決手段】電動モータ４に流れる電流値のパルスの最大値が、設定値Ｉ0を越えたことを検知することにより、締付部材が母材側に着座したと判断し、その時点から設定値Ｉ0を越える電流値のパルス発生数をパルスカウント機構６によりカウントし、カウントした電流値のパルス発生数が所定の発生回数に達するか否かによって締付の良否を判定する。【選択図】図５
2009291867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に作動油を充填した打撃トルク発生装置を、電動モータにより駆動するようにした油圧式トルクレンチの締付管理方法において、前記電動モータに流れる電流値のパルスの最大値が、設定値を越えたことを検知することにより、締付部材が母材側に着座したと判断し、その時点から設定値を越える電流値のパルス発生数をパルスカウント機構によりカウントし、カウントした電流値のパルス発生数が所定の発生回数に達するか否かによって締付の良否を判定するようにしたことを特徴とする油圧式トルクレンチの締付管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータにより駆動される油圧式トルクレンチの締付管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トルクレンチの打撃トルク発生装置として、騒音と振動が小さい内部に作動油を充填した打撃トルク発生装置が、開発され、実用化されるに至っている（特許文献１参照）。
この油圧式トルクレンチは、高圧空気により回転駆動されるロータの回転トルクを内部に作動油を充填した打撃トルク発生装置に伝達し、この打撃トルク発生装置において、回転トルクを打撃トルクに変換するようしている。
そして、この打撃トルク発生装置は、例えば、ロータによって回転されるライナーに形成した空洞内に作動油を充填、密閉し、ライナー内に同軸に嵌挿した主軸に羽根挿入溝を設け、羽根挿入溝内に羽根を嵌挿し、この羽根をばねにて常時主軸の外周方向に付勢してライナーの内周面に当接するように構成されている。
また、打撃トルク発生装置には、発生する打撃トルクの大きさを調節できるように、出力調整機構が配設されている。
そして、ロータによりライナーを回転することにより、ライナーの内周面に形成した複数個のシール面と主軸の外周面に形成したシール面及び羽根とが合致したとき、主軸に打撃トルクを発生させ、主軸の先端に係合したナット等を締め付け又は緩めることができるようにしている。
【０００３】
ところで、この種の油圧式トルクレンチは、動力源に高圧空気を用いてロータを回転駆動するものが汎用されてきたが、動力源に取扱の容易な電力を用いて電動モータを回転駆動し、電動モータの回転トルクを、従来の油圧式トルクレンチと同様、内部に作動油を充填した打撃トルク発生装置に伝達し、この打撃トルク発生装置において、回転トルクを打撃トルクに変換するようにしたものが提案されている。
【０００４】
そして、この油圧式トルクレンチに関し、本件出願人は、先に、電動モータに流れる電流値が、設定値を越えたことを検知することにより、締付部材が母材側に着座したと判断し、その時点から締付タイマに設定した設定時間が経過した時、電動モータを停止させることによって、締付部材の締付が完了したときに電動モータを自動的に停止させ、締付部材の締付力を高精度に管理することができるようにするとともに、電動モータの加熱、焼損を防止できるようにした電動モータにより駆動される油圧式トルクレンチの駆動制御方法を提案した（特許文献２参照）。
しかしながら、この油圧式トルクレンチの駆動制御方法の場合、電動モータに流れる電流値が設定値を越えた後でボルト、ナット等の締結部材を締め付ける際の締付状態に「かじり」等の不良があった場合に、これを必ずしも検出できないという問題があった。
【特許文献１】実公平１−２９０１２号公報
【特許文献２】特開２００２−９６２７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来の油圧式トルクレンチの有する問題点に鑑み、ボルト、ナット等の締結部材を締め付ける際の締付状態に「かじり」等の不良があった場合に、これを自動的に検出することができるようにした電動モータにより駆動される油圧式トルクレンチの締付管理方法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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の電動モータにより駆動される油圧式トルクレンチの締付管理方法は、内部に作動油を充填した打撃トルク発生装置を、電動モータにより駆動するようにした油圧式トルクレンチの締付管理方法において、前記電動モータに流れる電流値のパルスの最大値が、設定値を越えたことを検知することにより、締付部材が母材側に着座したと判断し、その時点から設定値を越える電流値のパルス発生数をパルスカウント機構によりカウントし、カウントした電流値のパルス発生数が所定の発生回数に達するか否かによって締付の良否を判定するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電動モータにより駆動される油圧式トルクレンチの締付管理方法によれば、打撃トルク発生装置を駆動する電動モータに流れる電流値のパルスの最大値が、設定値を越えたことを検知することにより、締付部材が母材側に着座したと判断し、その時点から設定値を越える電流値のパルス発生数をパルスカウント機構によりカウントし、カウントした電流値のパルス発生数が所定の発生回数に達するか否かによって締付の良否を判定するようにすることにより、電動モータに流れる電流値が設定値を越えた後でボルト、ナット等の締結部材を締め付ける際の締付状態に「かじり」等の不良があった場合に、これを自動的に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の電動モータにより駆動される油圧式トルクレンチの締付管理方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１〜図５に、本発明の電動モータにより駆動される油圧式トルクレンチの締付管理方法を実施する油圧式トルクレンチの一例を示す。
この油圧式トルクレンチ１は、充電池等の電源３から供給される電力をＯＮ、ＯＦＦするスタートレバー２を操作することによって電動モータ４を回転駆動し、電動モータ４の回転トルクを、必要に応じて、減速機構を介して、内部に作動油を充填した打撃トルク発生装置５に伝達し、この打撃トルク発生装置５において、回転トルクを打撃トルクに変換し、主軸７に伝達するようにされている。
【００１０】
内部に作動油を充填した打撃トルク発生装置５は、特に限定されるものではないが、ライナーケース５６内にライナー本体５１、ライナー上蓋５２及びライナー下蓋５３からなるライナー５０を配設し、このライナー５０内に作動油を充填密閉し、ライナー５０内に同軸に嵌挿した主軸７に１個又は複数個（本例においては２個）の羽根挿入溝を設けるようにする。
そして、この羽根挿入溝内に羽根５４を嵌挿し、この羽根５４をばね５５にてライナー本体５１の内周面に摺接するように付勢するとともに、主軸７の外周面に、１個又は複数個（本例においては２個）のシール面７ａ、７ａを形成するようにする。
また、ライナー本体５１の内周面に、複数個（本例においては４個）のシール面５ａ、５ａ、５ｂ、５ｂを形成するとともに、打撃トルクの大きさを調整する出力調整機構８を設けるようにする。
これにより、電動モータ４によりライナー５０を回転させることにより、ライナー５０の内周面に形成した複数個のシール面５ａ、５ａ、５ｂ、５ｂと主軸７の外周面に形成したシール面７ａ、７ａ及び羽根５４、５４とが合致したとき、主軸７に打撃トルクを発生させるようにしている。
【００１１】
なお、本実施例の打撃トルク発生装置５においては、内部に作動油を充填した打撃トルク発生装置５の主軸７の外周面に形成したシール面７ａ、７ａを、シール面７ａ、７ａを結ぶ直線が、主軸７の中心を通らないように、偏心して形成するようにし、これにより、電動モータ４を回転駆動することにより、打撃トルク発生装置５のライナー５０を回転し、ライナー５０の１回転（主軸７に対する相対的な１回転）につき、ライナー５０のライナー本体５１の内周面に形成したシール面５ａ、５ａ、５ｂ、５ｂと主軸７の外周面に形成したシール面７ａ、７ａ及び羽根５４、５４とを１回合致させ、このとき、ライナー５０の内部に形成された空洞が、２つの高圧室Ｈと２つの低圧室Ｌに区分されて羽根５４、５４が低圧室Ｌ側に押されることにより、ライナー５０の１回転につき１回の間欠的な打撃トルクを主軸７に発生させるようにしている（この打撃トルク発生装置５の動作の詳細は、特許文献１参照）。
【００１２】
ところで、ライナー５０のライナー本体５１には、打撃トルクの大きさを調整する出力調整機構８を配設する。
この出力調整機構８は、ライナー本体５１の軸心と平行に形成した出力調整機構挿入孔５１ａと、シール面５ｂを挟んで主軸７のシール面７ａにより分割される２室間と出力調整機構挿入孔５１ａとを連通するポートＰ1、Ｐ2と、出力調整機構挿入孔５１ａ内に挿入されるリリーフバルブ軸８１、調整軸８２、リリーフバルブ８３及びリリーフバルブ８３を閉鎖する方向に付勢するばね８４とで構成するようにしている。
リリーフバルブ軸８１は、リリーフバルブ軸８１と螺合した調整軸８２を回動操作することにより、出力調整機構挿入孔５１ａ内で摺動するようにされるとともに、リリーフバルブ軸８１の外周面にポートＰ1とポートＰ2とを連通する凹溝からなる通路８１ｑを形成し、さらに、リリーフバルブ軸８１を軸と直角方向に貫通する通路８１ｐ及びこの通路８１ｐの中間に連通し、リリーフバルブ軸８１を軸方向に貫通して、出力調整機構挿入孔５１ａのリリーフバルブ８３側に作動油を供給する通路８１ｒを形成する。
【００１３】
次に、この電動モータにより駆動される油圧式トルクレンチの締付管理方法について、図４〜図５を用いて説明する。
この油圧式トルクレンチ１は、スタートレバー２を操作（ＯＮ）することにより、充電池等の電源３から電動モータ４に電力を供給することにより、電動モータ４を回転駆動し、電動モータ４の回転トルクを、直接、又は減速機構を介して、打撃トルク発生装置５に伝達し、この打撃トルク発生装置５において、回転トルクを打撃トルクに変換して主軸７に伝達し、主軸７の先端に係止したボルト、ナット等の締付部材を締め付けるようにする。
そして、油圧式の打撃トルク発生装置５の高圧室Ｈの圧力が予め設定した圧力に達するまでは、打撃トルクを発生しながら、締付部材の締め付けが行われる。
【００１４】
この場合において、図４に示すように、スタートレバー２を操作（ＯＮ）すると、電動モータ４に電流が流れるが、締付部材が母材側に着座するまでは、フリーラン状態となるため、電流値は低レベルで推移する。
そして、パルス状の打撃トルクが発生する瞬間に、電動モータ４に瞬間的に大電流（パルス状の電流）が流れるため、電流値はトルク線図に近似した形となる。
【００１５】
そして、電動モータ４に流れる電流値が、予め設定される設定値（しきい値）Ｉ0を越えたことを検知することにより、締付部材が母材側に着座したと判断し、その時点から設定値Ｉ0を越える電流値のパルス発生数をパルスカウント機構６によりカウントし、カウントした電流値のパルス発生数が予め設定される所定の発生回数（例えば、４回）に達するか否かによって締付の良否を判定するようにし、図５に示すように、電流値のパルス発生数が予め設定される所定の発生回数以上（例えば、４回以上）の場合には、正常な締付が行われたと判定し、一方、電流値のパルス発生数が予め設定される所定の発生回数未満（例えば、４回未満）の場合には、電動モータに流れる電流値が設定値を越えた後に締付部材を締め付ける際の締付状態に「かじり」等の不良があったと判定し、締付作業をやり直すようにする。
これにより、電動モータ４に流れる電流値が設定値Ｉ0を越えた後でボルト、ナット等の締結部材を締め付ける際の締付状態に「かじり」等の不良があった場合に、これを自動的に検出することができる。
【００１６】
ここで、締付部材が母材側に着座したと判断する基準となる電流の設定値Ｉ0は、締付部材が母材側に着座するまでに、締付部材の性状等により、一時的に締付部材を締め付ける際の抵抗が高まると、打撃トルク発生装置５に打撃トルクが発生するとともに、電動モータ４に流れる電流値が若干上昇するが、この電流値の上昇を、締付部材が母材側に着座したと判断することのないレベルに設定するようにする。
【００１７】
なお、油圧式トルクレンチの駆動制御は、例えば、高圧室Ｈの圧力に基づいて、具体的には、締付部材の締め付けが進行し、締付部材が所望の締付トルクで締め付けられると、高圧室Ｈ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の圧力を検知し、電動モータ４への電力の供給を遮断することによって行うようにしたり、電流値のパルス発生数が予め設定される所定の発生回数（締付の対象となる締付部材及び母材の種類、形状及び性状、締付部材の目標とする締付力等に応じて、任意に設定することができるが、通常、１回を単位として数回〜１００回程度に設定することができる。）に達した場合に電動モータ４への電力の供給を遮断することによって行うようにしたり、従来公知の他の方式を採用することができる。
【００１８】
また、いずれの駆動制御方法を採用した場合においても、着座したことを認識した後、スタートレバー２が誤ってＯＦＦされた場合には、ＮＧと判定し、再度、締付作業をやり直すようにする。
【００１９】
以上、本発明の電動モータにより駆動される油圧式トルクレンチの締付管理方法について、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】
【００２０】
本発明の電動モータにより駆動される油圧式トルクレンチの締付管理方法は、ボルト、ナット等の締結部材を締め付ける際の締付状態に「かじり」等の不良があった場合に、これを自動的に検出することができることから、高い信頼性を要求される油圧式トルクレンチの用途に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の電動モータにより駆動される油圧式トルクレンチの締付管理方法を実施する油圧式トルクレンチの一例を示す全体図である。
【図２】同油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置を示す断面図である。
【図３】同油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の出力調整機構を示し、（ａ）は全体のリリーフバルブ軸の正面縦断面図、（ｂ）はリリーフバルブ軸の正面縦断面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】同タイミングチャートである。
【図５】締付の良否判定の説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    油圧式トルクレンチ
２    スタートレバー
３    電源
４    電動モータ
５    打撃トルク発生装置
６    パルスカウント機構
７    主軸
８    出力調整機構
Ｉ0   電流の設定値（しきい値）
【図１】
2009291867.tif 000003
【図２】
2009291867.tif 000004
【図３】
2009291867.tif 000005
【図４】
2009291867.tif 000006
【図５】
2009291867.tif 000007