JP2005231001A - ねじ締め本数管理方法、およびねじ締め本数管理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】所定のトルク値でのねじ締付けが完了する毎に動作して振動を発するトルクバー14を備えたトルクレンチ1に用いるねじ締め本数管理方法であって、前記トルクバーで発生する振動を加速度センサ3等を用いて検知して、検知された振動を解析して1本のねじ締めが完了したか否かを判定することによって、ねじ締め本数を管理する。
【選択図】図1
Description
また、特許文献1、2に記載のものは、表示部がトルクレンチと一体構造となっており、トルクレンチ本体に対して位置が固定されているので、ねじを締付ける作業空間が狭い場合には、表示部が邪魔になってトルクレンチを回動操作することが困難になるという問題がある。
また、特許文献3、4に記載のものは、トルクレンチとは別置きの表示部に信号を送るために有線または無線方式を採用している。有線方式ではケーブルがあるためトルクレンチを回動操作する場合に、周囲の物体等にケーブルが引っかからないように気を使わなければならず、また、断線の恐れもあるという問題がある。また、ケーブルの長さによって作業範囲が限定されるので使いづらいという問題もある。また、無線方式は、信号がノイズの影響を受けたり、信号の届く範囲が限定されてしまうという問題もある。
所定のトルク値でのねじ締付けが完了する毎に動作して振動を発するトルクバーを備えたトルクレンチに用いるねじ締め本数管理方法であって、
前記トルクバーで発生する振動を検知して、検知された振動を解析して1本のねじ締めが完了したか否かを判定することによって、ねじ締め本数を管理することを特徴としている。
従って、ねじ締め完了した本数の積算は、トルクレンチ側で行っても、ホルダ部で行っても、上位コンピュータ側で行ってもよい。
そして、請求項2の方法は、
所定のトルク値でのねじ締付けが完了する毎に動作して振動を発するトルクバーを備え、前記トルクバーの動作に基づいて1本のねじ締めが完了したことを判定して、ねじ締め完了本数を積算する機能を備えたトルクレンチに用いるねじ締め本数管理方法であって、
前記トルクレンチによるねじ締め本数の積算値を、上位コンピュータに取り込んで管理することを特徴としている。
従って、トルクバーの動作を検知する手段は加速度センサに限定されるものではなく、特許文献1〜4に記載された特定構造でもよい。
そして、ねじ締め本数管理装置の請求項3は、
所定のトルク値でのねじ締付けが完了する毎に動作して振動を発するトルクバーを備えたトルクレンチに用いるねじ締め本数管理装置であって、
前記トルクバーで発する振動を検知して検知信号を出力する検知手段と、
前記検知信号を解析して1本のねじ締めが完了したか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段にて1本のねじ締めが完了したと判定する毎にねじ締め完了本数を積算して出力する積算手段と、
前記検知手段、判定手段、積算手段に対して必要とする電源を供給する電池もしくは蓄電手段からなる電源供給手段と
から構成されていることを特徴としている。
従って、ねじ締め本数管理装置は、トルクレンチに一体化させたものでも、トルクレンチに対して着脱式にしたものでもよい。
そして、請求項4の装置は、
所定のトルク値でのねじ締付けが完了する毎に動作して振動を発するトルクバーを備えたトルクレンチに装着し得るねじ締め本数管理装置であって、
前記トルクレンチに対して振動伝達可能に装着する装着手段と、
前記トルクバーで発する振動を前記装着手段を介して検知して検知信号を出力する検知手段と、
前記検知信号を解析して1本のねじ締めが完了したか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段にて1本のねじ締めが完了したと判定する毎にねじ締め完了本数を積算して出力する積算手段と、
前記検知手段、判定手段、積算手段に対して必要とする電源を供給する電池もしくは蓄電手段からなる電源供給手段と
から構成されていることを特徴としている。
そして、請求項5の装置は、
所定のトルク値でのねじ締付けが完了する毎に動作して振動を発するトルクバーを備え、前記トルクバーの動作に基づいて1本のねじ締めが完了したことを判定して、ねじ締め完了本数を積算して出力する機能を備えたトルクレンチに用いるねじ締め本数管理装置であって、
前記トルクレンチを載せるホルダ部を備え、
前記ホルダ部には、載せられた前記トルクレンチから出力されるねじ締め完了本数を読み取る通信手段を備えていることを特徴としている。
そして、請求項6の装置は、
所定のトルク値でのねじ締付けが完了する毎に動作して振動を発するトルクバーを備え、前記トルクバーの動作に基づいて1本のねじ締めが完了したことを判定して、ねじ締め完了本数を積算して出力する機能を備えたトルクレンチに用いるねじ締め本数管理装置であって、
前記トルクレンチを載せるホルダ部と、該ホルダ部と通信可能に接続された上位コンピュータとを備え、
前記ホルダ部には、載せられた前記トルクレンチから出力されるねじ締め完了本数を読み取って前記上位コンピュータに送信する通信手段を備えていることを特徴としている。
従って、トルクバーの動作を検知する手段は加速度センサに限定されるものではなく、特許文献1〜4に記載された特定構造でもよい。
請求項2の方法は、トルクレンチによるねじ締め完了本数の積算値を、上位コンピュータに取り込んで管理するので、複数のトルクレンチによる作業を系統的に管理することができる。
請求項3の装置は、トルクバーで発する振動を検知して、1本のねじ締めが完了したと判定する毎にねじ締め完了本数を積算して出力するので、振動が伝達される構成であれば、特定構造を備えたトルクレンチでなくても、間接的に振動をによってトルクバーの動作を検知して、1本のねじ締めが完了したか否かを判定し、ねじ締め本数を管理することができる。さらに、電源供給手段を備えているので電源コードが不要となり作業性が向上する。
請求項4の装置は、トルクレンチに装着する装着手段を備えているので、特定構造を備えていない一般の構造のトルクレンチに装着して、ねじ締め本数を管理することができる。
請求項5の装置は、トルクレンチを載せるホルダ部を備え、前記ホルダ部には、載せられた前記トルクレンチから出力されるねじ締め完了本数を読み取る通信手段を備えているので、トルクレンチによる作業を前記ホルダ部で管理することができる。
請求項6の装置は、トルクレンチを載せるホルダ部と、該ホルダ部と通信可能に接続された上位コンピュータとを備え、前記ホルダ部には、載せられた前記トルクレンチから出力されるねじ締め完了本数を読み取って前記上位コンピュータに送信する通信手段を備えているので、複数のトルクレンチによる作業を系統的に管理することができる。
図1において、
1はトルクレンチであり、操作対象のねじ等に装着する機能を備えたヘッド部材11、柄部材12、前記柄部材12の端部に形成された握り部13、前記柄部材12の内部に配設されたトルクバー14、スラスタ15、トルクバー14とスラスタ15とを連結するリンク16、及びバネ17等を備えている。そして、ねじ締め(図1における時計回り方向での締付け)において前記バネ17によって設定された所定のトルクに達すると、トルク伝達機構を構成する前記リンク16によって前記スラスタ15が押されて前記バネ17が圧縮されると同時に、柄部材12はヘッドピン18を中心として急激に時計回り方向に回動し、トルクバー14はそのままの位置を維持する。従って、前記トルクバー14は前記柄部材12の内壁と衝突して振動が発生するように構成されている。
図2に示したように、前記加速度センサ3は、前記トルクレンチ1で発生した振動が取り付け部材8を介してセンサユニット2のケースに伝達したときに、その振動波形に応じて電圧が変化する検知信号を出力するようにセンサユニット2のケースに固定されている。また、センサユニット2または後述するホルダ部にねじ締め本数等の数値を表示する表示手段を備えても良い。
前記マイクロコンピュータ4は、前記加速度センサ3から出力される前記検知信号を取り込む入力ポートと、信号解析プログラムが書き込まれたメモリと、前記信号解析プログラムを動作させることによって、取り込まれた前記検知信号の波形を解析して、1本のねじ締めが完了したと判定する毎にねじ締め完了本数を1本づつ増やして積算し、その積算したねじ締め完了本数が予め設定された予定数量に達したときにLEDランプもしくはブザーを特定のパターンで駆動するように制御するCPUと、外部との通信を行う通信ポートを備えている。
なお、前記CPUは、取り込まれた前記検知信号の波形を解析して、1本のねじ締めが完了したと判定する毎にねじ締め完了信号を出力して、LEDランプもしくはブザーを前記特定のパターンとは異なるパターンで短時間駆動するように構成してもよい。
PCは前記ホルダ部9とケーブルCで接続された上位コンピュータであり、前記ホルダ部9を介して前記センサユニット2と通信を行い、予定数量としての設定締付け本数データを送信する機能と、完了締付け本数データを受信する機能とを備えている。
なお、前記通信回路92の通信方式は、ホルダ部9とトルクレンチ1のセンサユニット2との間の通信方式も、ホルダ部9と上位コンピュータとの間の通信方式も、ケーブルを用いた有線通信方式だけでなく無線通信方式も可能である。有線通信方式の場合には、種々のケーブルを用いたシリアル通信やパラレル通信が可能であり、無線通信方式の場合には種々の波長の電磁波(電波、赤外線等)を用いた通信が可能である。また、イーサネット(登録商標)型のLANや各種方式の無線LAN等も採用できる。
このように、トルクレンチ1はバッテリ駆動方式とし、ホルダ部9に載せたときに通信するように構成することによって、信号の通信にあたってノイズの影響を受けにくいという効果と、電源コードが邪魔にならないという効果が得られる。
なお、ねじ締めの作業環境によっては、電源コードを備えたものも可能である。
また、前記充電用電極に代えて、電磁誘導作用等を利用した非接触型の電力伝達手段を採用することも可能である。また、通信の信頼性が高いものであれば、前記通信用電極に代えて、電波や赤外線等を利用した非接触型の情報伝達手段を採用することも可能である。
なお、上位コンピュータPCへ送信されたねじ締め完了本数が予定本数と一致している場合には、次のねじ締めの予定本数が前記上位コンピュータPCから前記ホルダ部9を介して前記トルクレンチ1のセンサユニット2内のマイクロコンピュータに送信されるように構成する。
この場合には、トルクレンチ側にはトルクバーの動作を検知する機能と、通信機能を備えていればよい。
まず、ねじ締め作業にあたって、ねじ締めする予定本数を設定する。この予定本数は、上位コンピュータPCからホルダ部9を介してトルクレンチ1に入力されるように構成してもよいが、トルクレンチに入力手段を備えて直接入力してもよい。また、ホルダ部に入力手段を備えておいて、トルクレンチをホルダ部に載せたときに、そのホルダ部の入力手段を操作して予定本数を入力してもよい。
次に、ねじ締め作業を開始すると、1本のねじ締めが完了したときにトルクバー14が作動したことを検知する毎に検知信号を解析して、ねじ締めが完了した本数を積算する。
そして、予定本数に達したことが報知された場合もしくは、作業者が予定本数を完了したと思った場合には、トルクレンチをホルダ部9に載せる。
なお、図3に示したように、センサユニット2をトルクレンチ1の軸回りに回動しても加速度センサによって精確な信号を検知可能とするためには、トルクレンチ1の軸に直交する平面内にあるとともに互いに直交する2軸方向以上の複数の検知軸を備えた加速度センサを使用することが好ましい。例えば、図3において、2本の直交する矢印X,Yで図示したような2軸方向の検知軸を備えた加速度センサを使用した場合には、図3の(c)のようにセンサユニット2を斜めに回動させた状態にしてねじ締めするとき、2軸方向の信号を合成することによって、矢印Θで図示したようにねじ締めする場合のねじ締め完了毎のトルクバーの動作を検知することができる。
これらの図に示したトルクレンチ1Bは、ヘッド部材11Bと一体に固定されたトルクバー14Bが、ヘッドピン18Bで回動可能に設けられた柄部材12Bに外装された構造で、トルク伝達機構をトルクバー14B側のコロ状体161と、柄部材12B側のコロ状体162とで構成し、柄部材12B側のコロ状体をバネ17Bで押されたスラスタ15Bで押さえ、ねじ締めトルクが設定された所定のトルクを越えたときに、前記バネ17Bが圧縮されて、柄部材12B側のコロ状体162がトルクバー14B側のコロ状体161を乗り越えることによって振動を発生するように構成されたものである。
このように発生した振動を、握り部13B近くに取り付けられたセンサユニット2Bの加速度センサによって検知して検知信号を出力するように構成されている。
14 トルクバー
2 センサユニット
3 加速度センサ
4 マイクロコンピュータ
5 バッテリ
8 取り付け部材
9 ホルダ部
PC 上位コンピュータ
Claims (6)
- 所定のトルク値でのねじ締付けが完了する毎に動作して振動を発するトルクバーを備えたトルクレンチに用いるねじ締め本数管理方法であって、
前記トルクバーで発生する振動を検知して、検知された振動を解析して1本のねじ締めが完了したか否かを判定することによって、ねじ締め本数を管理することを特徴とするねじ締め本数管理方法。 - 所定のトルク値でのねじ締付けが完了する毎に動作して振動を発するトルクバーを備え、前記トルクバーの動作に基づいて1本のねじ締めが完了したことを判定して、ねじ締め完了本数を積算する機能を備えたトルクレンチに用いるねじ締め本数管理方法であって、
前記トルクレンチによるねじ締め本数の積算値を、上位コンピュータに取り込んで管理することを特徴とするねじ締め本数管理方法。 - 所定のトルク値でのねじ締付けが完了する毎に動作して振動を発するトルクバーを備えたトルクレンチに用いるねじ締め本数管理装置であって、
前記トルクバーで発する振動を検知して検知信号を出力する検知手段と、
前記検知信号を解析して1本のねじ締めが完了したか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段にて1本のねじ締めが完了したと判定する毎にねじ締め完了本数を積算して出力する積算手段と、
前記検知手段、判定手段、積算手段に対して必要とする電源を供給する電池もしくは蓄電手段からなる電源供給手段と
から構成されていることを特徴とするねじ締め本数管理装置。 - 所定のトルク値でのねじ締付けが完了する毎に動作して振動を発するトルクバーを備えたトルクレンチに装着し得るねじ締め本数管理装置であって、
前記トルクレンチに対して振動伝達可能に装着する装着手段と、
前記トルクバーで発する振動を前記装着手段を介して検知して検知信号を出力する検知手段と、
前記検知信号を解析して1本のねじ締めが完了したか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段にて1本のねじ締めが完了したと判定する毎にねじ締め完了本数を積算して出力する積算手段と、
前記検知手段、判定手段、積算手段に対して必要とする電源を供給する電池もしくは蓄電手段からなる電源供給手段と
から構成されていることを特徴とするねじ締め本数管理装置。 - 所定のトルク値でのねじ締付けが完了する毎に動作して振動を発するトルクバーを備え、前記トルクバーの動作に基づいて1本のねじ締めが完了したことを判定して、ねじ締め完了本数を積算して出力する機能を備えたトルクレンチに用いるねじ締め本数管理装置であって、
前記トルクレンチを載せるホルダ部を備え、
前記ホルダ部には、載せられた前記トルクレンチから出力されるねじ締め完了本数を読み取る通信手段を備えていることを特徴とするねじ締め本数管理装置。 - 所定のトルク値でのねじ締付けが完了する毎に動作して振動を発するトルクバーを備え、前記トルクバーの動作に基づいて1本のねじ締めが完了したことを判定して、ねじ締め完了本数を積算して出力する機能を備えたトルクレンチに用いるねじ締め本数管理装置であって、
前記トルクレンチを載せるホルダ部と、
該ホルダ部と通信可能に接続された上位コンピュータとを備え、
前記ホルダ部には、載せられた前記トルクレンチから出力されるねじ締め完了本数を読み取って前記上位コンピュータに送信する通信手段を備えていることを特徴とするねじ締め本数管理装置。
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