JP6364905B2 - 加締装置の加締め判定装置および加締判定方法 - Google Patents

Description

本発明は加締装置の加締め判定装置および加締判定方法に関する。

機器にホースを接続するために、ホースの端部に取り付けられる継手金具が提供されている。
継手金具のホース端部への取り付けは、継手金具にホースの端部を挿入し、加締爪をアクチュエータによりホースの半径方向内側に移動させ、ホースの端部が挿入された継手金具部分を加締めることによってなされる（特許文献１参照）。
継手金具部分の加締めに際しては、ホースの加締め率が規定の範囲となるように行なう必要がある。なお、加締め率とは、加締め前後におけるホースの肉厚の差を加締める前のホースの肉厚で割った割合を示す数値である。
しかしながら、この加締め率の測定は簡単に行なえず時間を要するため、量産工程においては、加締め後における継手金具部分の外径をノギスで測定し、その外径が規定の範囲内であるかどうかに基づいて合否判定を行ない品質の管理を行っている。

特開２０１０−２６６００４号公報

しかしながら、加締め後における継手金具部分の外径測定のみでは以下のような問題がある。
内面ゴムと補強層を積層してなるホースの外周面には補強層の保護用の外面ゴムが装着されており、継手金具に加締める外面ゴムの部分を除去して継手金具を加締める場合と、継手金具に加締める外面ゴムの部分を除去せずに継手金具を加締める場合とがある。
しかしながら、作業ミスにより外面ゴムを除去せずに継手金具を加締めてしまったり、あるいは、除去すべきでない外面ゴムを除去して継手金具を加締めてしまうおそれがある。
この場合、加締め後における継手金具部分の外径測定のみでは上記の作業ミスを発見することが難しいため、さらに目視検査を行なう必要があり、作業効率の向上を図る上で不利がある。
また、材質や熱処理の違いによって硬度が高い継手金具と硬度が低い継手金具とが存在する。
しかしながら、作業ミスにより硬度が高い継手金具を使用すべきところ、硬度が低い継手金具を用いて加締めてしまったり、あるいは、硬度が低い継手金具を使用すべきところ、硬度が高い継手金具を用いて加締めてしまうおそれがある。
この場合、加締め後における継手金具部分の外径測定のみではやはり上記の作業ミスを発見することが難しいため、さらに継手金具の硬度検査を行なう必要があり、作業効率の向上を図る上で不利がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、継手金具をホースに加締めるに際して発生する作業ミスを簡単に確実に検出する上で有利な加締装置の加締め判定装置および加締判定方法を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明は、継手金具にホースの端部を挿入し、加締爪をアクチュエータにより前記ホースの半径方向内側に移動させ、前記ホースの端部が挿入された前記継手金具部分を加締めるに際して、前記アクチュエータに作用する反力を測定する反力測定部と、前記反力測定部により測定された反力の最大値に基づいて前記継手金具部分に加えられた加締め力が予め定められた加締め力の合格範囲に入っているか否かを判定する判定部とを備え、加締め前後における前記ホースの肉厚の差を加締める前の前記ホースの肉厚で割った割合を加締め率としたとき、前記加締め力の合格範囲は、前記継手金具の加締め率の合格範囲に対応して定められていることを特徴とする加締装置の加締め判定装置である。
また、本発明は、前記判定部により前記加締め力が前記合格範囲に入っていないと判定された場合に、報知装置を制御することにより加締不良が発生した旨の警報を報知する報知部をさらに備えることを特徴とする。
また、本発明は、前記アクチュエータは流体が供給されることで動作する流体シリンダであり、前記反力測定部は、前記アクチュエータに供給される流体の圧力を検出し、前記検出された流体の圧力に基づいて前記反力の最大値を測定することを特徴とする。
また、本発明は、前記アクチュエータはモータが駆動することで動作する電気シリンダであり、前記反力測定部は、前記反力として前記モータに供給される電流を検出し、前記検出された電流に基づいて前記反力の最大値を測定することを特徴とする。
また、本発明は、継手金具にホースの端部を挿入し、加締爪をアクチュエータにより前記ホースの半径方向内側に移動させ、前記ホースの端部が挿入された前記継手金具部分を加締めるに際して、前記アクチュエータに作用する反力を測定し、前記測定された反力の最大値に基づいて前記継手金具部分に加えられた加締め力が予め定められた加締め力の合格範囲に入っているか否かを判定するようにし、加締め前後における前記ホースの肉厚の差を加締める前の前記ホースの肉厚で割った割合を加締め率としたとき、前記加締め力の合格範囲は、前記継手金具の加締め率の合格範囲に対応して定められていることを特徴とする加締判定方法である。

本発明によれば、アクチュエータに作用する反力を測定し、測定された反力の最大値に基づいて継手金具部分に加えられた加締め力が予め定められた合格範囲に入っているか否かを判定するようにしたので、継手金具をホースに加締めるに際して発生する作業ミスを簡単に確実に検出する上で有利となる。
また、本発明によれば、作業ミスで発生した不良品を容易に判別でき作業効率の向上を図る上で有利となる。
また、本発明によれば、アクチュエータとして流体シリンダを用いた場合に、継手金具をホースに加締めるに際して発生する作業ミスを簡単に確実に検出する上で有利となる。
また、本発明によれば、アクチュエータとして電気シリンダを用いた場合に、継手金具をホースに加締めるに際して発生する作業ミスを簡単に確実に検出する上で有利となる。

加締装置により継手金具が加締められる状態を説明する側面図である。 第１の実施の形態における加締装置の加締め判定装置の構成を示すブロック図である。 加締め率を変えて継手金具をホースの端部に加締めた場合における加締め時間と油圧センサにより測定された反力（油圧）との測定結果の一例を示す線図である。 図３の測定結果に基づいて加締め率と最大油圧との相関関係を模式的に示した図である。 第１の実施の形態における加締装置の加締め判定装置の動作フローチャートである。 第２の実施の形態における加締装置の加締め判定装置の構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態における加締装置の加締め判定装置の動作フローチャートである。

（第１の実施の形態）
次に、本発明の実施の形態に係る加締装置の加締め判定装置を加締判定方法と共に説明する。
まず、本発明の加締装置の加締め判定装置の対象となる継手金具について説明する。
図１に示すように、継手金具１０はホース２の端部に連結され、ホース２内を流れる流体を適宜機器に供給し、あるいは、適宜機器から排出させるものである。
継手金具１０は、互いに結合されたニップル１２とソケット１４とを含んで構成されている。

ニップル１２は金属製で、基部１６とナット部１８と鍔部２０とニップル側筒状部２２とが同軸上に並べられて構成されている。

基部１６は、適宜機器に係脱可能に着脱される箇所であり筒状を呈している。
ナット部１８は、基部１６の端部に六角柱状に設けられている。
鍔部２０は、ナット部１８に隣接して設けられ、鍔部２０とナット部１８との間にソケット１４を取り付けるための凹溝２００２が形成されている。

ニップル側筒状部２２は、ホース２の内周面２Ａに挿入される部分である。ニップル側筒状部２２は、鍔部２０から突設され、したがって、鍔部２０はホース２の端部に当接可能である。
ニップル側筒状部２２の外周面には、周方向に延在する複数の係止用凹凸部２２０２が軸方向に間隔をおいて形成されている。

ソケット１４は、金属製で円筒状を呈している。
ソケット１４は、筒状の取付部２４とソケット側筒状部２６とが同軸上に並べられて構成されている。

取付部２４は、凹溝２００２に加締められることで取着されている。
ソケット側筒状部２６の内周面には、周方向に延在する複数の係止用凸部２６０２が軸方向に間隔をおいて形成されている。
取付部２４が凹溝２００２に取着された状態で、ソケット側筒状部２６は、ニップル側筒状部２２と同軸上でニップル側筒状部２２の半径方向外側に位置している。

ホース２の端部が挿入される環状空間Ｓは、ニップル側筒状部２２の外周面とソケット側筒状部２６の内周面との間に形成されている。
環状空間Ｓは、それらニップル側筒状部２２とソケット側筒状部２６の軸方向の一端が開口部とされ、長手方向の他端は鍔部２０と取付部２４により閉塞されている。
なお、継手金具１０は多種のものが存在し、本発明装置および方法は、ニップル側筒状部２２とソケット側筒状部２６とを有し環状空間Ｓが形成される継手金具１０の全てに適用可能である。

次に、加締装置について説明する。
図２に示すように、加締装置３０は、環状空間Ｓにホース２の端部が挿入された状態で継手金具部分であるソケット側筒状部２６をその半径方向内側に変形させて加締め、ホース２の内周面２Ａの全周をニップル側筒状部２２の外周面の全周に密着させた状態で継手金具１０をホース２へ取り付けるものである。
なお、ソケット側筒状部２６が加締められることにより、ホース２の端部は、ニップル側筒状部２２の外周面の複数の係止用凹凸部２２０２とソケット側筒状部２６の内周面の複数の係止用凸部２６０２とによって挟まれることにより、継手金具１０がホース２に確実に取り付けられるように図られている。
図１、図２に示すように、加締装置３０は、複数の加締め爪３２（ダイス）と、油圧シリンダ３４と、油圧ポンプ３６と、油圧センサ３８と、制御装置４０と、報知装置４２とを含んで構成されている。

複数の加締め爪３２は、継手金具１０をホース２に加締めるものである。
図１に示すように、各加締め爪３２は、単一の仮想軸Ｘを中心とする円周上に周方向に並べられて配置され、油圧シリンダ３４の動作によって半径方向に移動可能であり、各加締め爪３２の半径方向への移動量は同一となっている。
本実施の形態では、加締め爪３２の内周面は、単一の仮想軸Ｘを中心とする円筒面となっているが、加締め爪３２の内周面に前記円周方向に延在する複数の凸条が形成されていてもよい。

油圧シリンダ３４は、油圧が供給されることで加締め爪３２を半径方向に移動させるものである。したがって、油圧シリンダ３４は、流体が供給されることで動作する流体シリンダであり、本発明のアクチュエータを構成している。
本実施の形態では、油圧シリンダ３４が伸長することで加締め爪３２は半径方向内側に移動してソケット側筒状部２６をその半径方向内側に変形させて加締め、油圧シリンダ３４が収縮することで加締め爪３２は半径方向外側に移動してソケット側筒状部２６から離間する。
油圧ポンプ３６は、油圧シリンダ３４に油圧を供給するものである。

油圧センサ３８は、油圧シリンダ３４に作用する反力を測定する反力測定部を構成するものであり、油圧シリンダ３４に供給される作動油の圧力である油圧を検出し、油圧に基づいて反力を測定する。

制御装置４０は、ＣＰＵ、制御プログラム等を格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、各種データを書き換え可能に保持するＥＥＰＲＯＭ、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
そして、ＣＰＵが前記の制御プログラムを実行することにより、加締め制御部４０Ａ、加締め判定部４０Ｂ、報知部４０Ｃとして機能する。

加締め制御部４０Ａは、油圧ポンプ３６から油圧シリンダ３４に対して供給する作動油を制御することで油圧シリンダ３４を伸長、収縮させるものである。
作動油の制御は、例えば、油圧ポンプ３６と油圧シリンダ３４との間に設けられた方向切り換え弁（不図示）を切り替えることによってなされる。

加締め判定部４０Ｂは、油圧センサ３８により測定された反力の最大値を示す最大油圧Ｘに基づいて加締め爪３２から継手金具部分に加えられた加締め力が予め定められた合格範囲に入っているか否かを判定するものである。なお、後述するように、合格範囲は、下限しきい値をＡとし、上限しきい値をＢ（ただし、Ｂ＞Ａ）としたとき、Ａ≦Ｘ≦Ｂで規定される範囲をいう。

ここで、加締め力の合格範囲について説明する。
加締め爪３２から継手金具部分に加えられた加締め力は、油圧シリンダ３４に作用する反力と相関関係にあるものと考えられる。
図３は、加締め率を変えて継手金具１０をホース２の端部に加締めた場合における加締め時間と油圧センサ３８により測定された反力（油圧）との測定結果の一例を示す線図である。図３には、加締め率が異なる複数の測定結果が描かれており、加締め率が高いほど油圧が高い傾向となっている。
油圧は、油圧シリンダ３４が伸長して加締め爪３２が継手金具部分の加締めを開始すると時間経過と共に上昇し、加締めが完了した時点でピーク値である最大油圧Ｘに到達する。すなわち、最大油圧Ｘが加締め力の最大値と対応している。なお、加締めが完了すると、油圧シリンダ３４が収縮するため、油圧は低下していく。

図４は、図３の測定結果に基づいて加締め率と最大油圧Ｘとの相関関係を模式的に示した図である。
図４に示すように、加締め率と最大油圧Ｘとが一定の相関関係にあれば、継手金具１０の加締め率の合格範囲をα以上β以下とすると、この合格範囲に対応する最大油圧Ｘの合格範囲を前記の下限しきい値Ａ以上上限しきい値Ｂ以下として定めることができる。
なお、最大油圧Ｘが合格範囲を下回った場合は、例えば、以下の２つのケースが考えられる。
１）作業ミスにより除去すべきでない外面ゴムを除去して継手金具１０を加締めてしまった場合。
２）作業ミスにより硬度が高い継手金具１０を使用すべきところ、硬度が低い継手金具１０を用いて加締めてしまった場合。
また、最大油圧Ｘが合格範囲を上回ったということは、例えば、以下の２つのケースが考えられる。
３）作業ミスにより除去すべき外面ゴムを除去せずに継手金具１０を加締めてしまった場合。
４）作業ミスにより硬度が低い継手金具１０を使用すべきところ、硬度が高い継手金具１０を用いて加締めてしまった場合。

報知部４０Ｃは、加締め判定部により前記加締め力が前記合格範囲に入っていないと判定された場合に、報知装置４２を制御することにより加締不良が発生した旨の警報を報知させる。

報知装置４２は、報知部４０Ｃの指令に応じて加締不良が発生した旨の警報を報知するものである。
報知装置４２は、例えば、ディスプレイ装置や警告灯のように視覚的に警報を報知するもの、あるいは、スピーカーなどのように聴覚的に警報を報知するものを含んで構成されている。
ディスプレイ装置による警報の報知は、例えば、画面上に「加締め不良が発生しました」といったメッセージを表示することでなされる。
警告灯による警報の報知は、例えば、警告灯が点灯あるいは点滅することで加締め不良が発生したことを報知することでなされる。
スピーカーによる警報の報知は、例えば、「加締め不良が発生しました」といったアナウンスを発することでなされる。
なお、本実施の形態では、油圧センサ３８と、加締め判定部４０Ｂと、報知部４０Ｃと、報知装置４２とによって、本発明の加締め判定装置が構成されている。

次に、本実施の形態の加締め判定装置の動作について図５のフローチャートを参照して説明する。
まず、ホース２の端部を継手金具１０のニップル側筒状部２２の外周面とソケット側筒状部２６の内周面との間の環状空間Ｓに挿入し、ホース２の端部の先端を鍔部２０に付き当てる（ステップＳ１０）。
次に、不図示の位置決め機構により継手金具１０を加締め爪３２の間に配置して位置決めを行なう（ステップＳ１２）。なお、予め油圧シリンダ３４は収縮しており加締め爪３２は半径方向外側に移動している。

次に、加締め制御部４０Ａは、油圧シリンダ３４を伸長させ、加締め爪３２を半径方向内側に移動させ、ソケット側筒状部２６をその半径方向内側に変形させて加締める（ステップＳ１４）。
加締め爪３２の加締め動作中、加締め判定部４０Ｂは、油圧センサ３８で検出された最大油圧Ｘが下限しきい値Ａと上限しきい値Ｂとで規定される合格範囲内であるか、否かを判定する（ステップＳ１６）。
ステップＳ１６が肯定ならば、加締め制御部４０Ａは、油圧シリンダ３４を収縮させ、加締め爪３２を半径方向外側に移動させ、ソケット側筒状部２６から加締め爪３２が離間したならば、継手金具１０を加締装置３０から取り外す（ステップＳ２０）。
ステップＳ１６が否定ならば、報知部４０Ｃは、報知装置４２に指令を与えて加締め不良が発生した旨の警報を報知させ（ステップＳ１８）、ステップＳ２０に移行する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、アクチュエータとしての油圧シリンダ３４に作用する反力を測定し、測定された反力の最大値に基づいて継手金具部分に加えられた加締め力が予め定められた合格範囲に入っているか否かを判定するようにしたので、継手金具１０をホース２に加締めるに際して発生する作業ミスを簡単に確実に検出する上で有利となる。
また、本実施の形態では、加締め力が合格範囲に入っていないと判定された場合に、報知装置４２を制御することにより加締不良が発生した旨の警報を報知するようにしたので、作業ミスで発生した不良品を容易に判別でき作業効率の向上を図る上で有利となる。
また、本実施の形態では、油圧シリンダ３４を用いた場合に、継手金具１０をホース２に加締めるに際して発生する作業ミスを簡単に確実に検出する上で有利となる。
なお、本実施の形態では、アクチュエータとして流体が供給されることで動作する流体シリンダのうち油圧シリンダ３４を用いた場合について説明したが、流体シリンダとして空気シリンダを用いても良い。
この場合は、反力測定部として空気圧センサを用い、空気圧センサにより、空気シリンダに供給される空気の圧力を検出し、検出された空気の圧力に基づいて反力の最大値を測定するようにすればよい。

（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、アクチュエータとして電気シリンダを用いた点が第１の実施の形態と異なり、他の構成は第１の実施の形態と同様である。
なお、以下の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の部分、部材については第１の実施の形態と同一の符号を付してその説明を省略し、第１の実施の形態と異なる部分について重点的に説明する。

図６に示すように、加締装置３０は、アクチュエータとしての電気シリンダ４４と、電源４６と、電流センサ４８とを備え、加締め判定部４０Ｂが電流センサ４８で検出された電流に基づいて判定を行なう点が第１の実施の形態と相違しており、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
電気シリンダ４４は、モータによって正逆回転される送りねじによって伸縮するロッドを備えるものであり、油圧シリンダ３４と同様に加締め爪３２を半径方向に移動させるものである。
電源４６は、前記のモータに電力を供給するものである。
電流センサ４８は、電気シリンダ４４に作用する反力を測定する反力測定部を構成するものであり、電源４６から電気シリンダ４４に供給される電流を検出し、電流に基づいて反力を測定する。
なお、モータは、その負荷が増加するにしたがって電源４６から供給される電流が増加するので、この電流を測定することで電気シリンダ４４に作用する反力を測定することができる。

加締め判定部４０Ｂは、電流センサ４８により測定された反力の最大値（最大電流Ｉｍａｘ）に基づいて加締め爪３２から継手金具部分に加えられた加締め力が予め定められた合格範囲に入っているか否かを判定するものである。なお、合格範囲は、下限しきい値をＩＬとし、上限しきい値をＩＨ（ただし、ＩＨ＞ＩＬ）としたとき、ＩＬ≦Ｉｍａｘ≦ＩＨで規定される範囲をいう。
なお、加締め力と最大電流Ｉｍａｘとの関係は、第１の実施の形態における加締め力と最大油圧Ｘとの関係と同様である。

次に、第２の実施の形態の加締め判定装置の動作について図７のフローチャートを参照して説明する。
まず、ホース２の端部を継手金具１０のニップル側筒状部２２の外周面とソケット側筒状部２６の内周面との間の環状空間Ｓに挿入し、ホース２の端部の先端を鍔部２０に付き当てる（ステップＳ３０）。
次に、不図示の位置決め機構により継手金具１０を加締め爪３２の間に配置して位置決めを行なう（ステップＳ３２）。なお、予め電気シリンダ４４は収縮しており加締め爪３２は半径方向外側に移動している。

次に、加締め制御部４０Ａは、電気シリンダ４４を伸長させ、加締め爪３２を半径方向内側に移動させ、ソケット側筒状部２６をその半径方向内側に変形させて加締める（ステップＳ３４）。
加締め爪３２の加締め動作中、加締め判定部４０Ｂは、電流センサ４８で検出された最大電流Ｉｍａｘが下限しきい値ＩＬと上限しきい値ＩＨとで規定される合格範囲内であるか、否かを判定する（ステップＳ３６）。
ステップＳ３６が肯定ならば、加締め制御部４０Ａは、電気シリンダ４４を収縮させ、加締め爪３２を半径方向外側に移動させ、ソケット側筒状部２６から加締め爪３２が離間したならば、継手金具１０を加締装置３０から取り外す（ステップＳ４０）。
ステップＳ３６が否定ならば、報知部４０Ｃは、報知装置４２に指令を与えて加締め不良が発生した旨の警報を報知させ（ステップＳ３８）、ステップＳ４０に移行する。

第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏される。
また、第２の実施の形態では、アクチュエータとして電気シリンダ４４を用いた場合に、継手金具１０をホース２に加締めるに際して発生する作業ミスを簡単に確実に検出する上で有利となる。

２ ホース
１０ 継手金具
３０ 加締装置
３２ 加締め爪
３４ 油圧シリンダ（流体アクチュエータ）
３８ 油圧センサ（反力測定部）
４０ 制御装置
４０Ａ 加締め制御部
４０Ｂ 加締め判定部
４０Ｃ 報知部
４２ 報知装置
４４ 電気シリンダ
４８ 電流センサ（反力測定部）

Claims (5)

1. 継手金具にホースの端部を挿入し、加締爪をアクチュエータにより前記ホースの半径方向内側に移動させ、前記ホースの端部が挿入された前記継手金具部分を加締めるに際して、
   前記アクチュエータに作用する反力を測定する反力測定部と、
   前記反力測定部により測定された反力の最大値に基づいて前記継手金具部分に加えられた加締め力が予め定められた加締め力の合格範囲に入っているか否かを判定する判定部とを備え、
   加締め前後における前記ホースの肉厚の差を加締める前の前記ホースの肉厚で割った割合を加締め率としたとき、前記加締め力の合格範囲は、前記継手金具の加締め率の合格範囲に対応して定められている、
   ことを特徴とする加締装置の加締め判定装置。
2. 前記判定部により前記加締め力が前記合格範囲に入っていないと判定された場合に、報知装置を制御することにより加締不良が発生した旨の警報を報知する報知部をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１記載の加締装置の加締め判定装置。
3. 前記アクチュエータは流体が供給されることで動作する流体シリンダであり、
   前記反力測定部は、前記アクチュエータに供給される流体の圧力を検出し、前記検出された流体の圧力に基づいて前記反力の最大値を測定する、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の加締装置の加締め判定装置。
4. 前記アクチュエータはモータが駆動することで動作する電気シリンダであり、
   前記反力測定部は、前記反力として前記モータに供給される電流を検出し、前記検出された電流に基づいて前記反力の最大値を測定する、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の加締装置の加締め判定装置。
5. 継手金具にホースの端部を挿入し、加締爪をアクチュエータにより前記ホースの半径方向内側に移動させ、前記ホースの端部が挿入された前記継手金具部分を加締めるに際して、
   前記アクチュエータに作用する反力を測定し、
   前記測定された反力の最大値に基づいて前記継手金具部分に加えられた加締め力が予め定められた加締め力の合格範囲に入っているか否かを判定するようにし、
   加締め前後における前記ホースの肉厚の差を加締める前の前記ホースの肉厚で割った割合を加締め率としたとき、前記加締め力の合格範囲は、前記継手金具の加締め率の合格範囲に対応して定められている、
   ことを特徴とする加締判定方法。

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