JPH11333747A - インパルスレンチの劣化検出方法 - Google Patents

インパルスレンチの劣化検出方法

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JPH11333747A
JPH11333747A JP10143698A JP14369898A JPH11333747A JP H11333747 A JPH11333747 A JP H11333747A JP 10143698 A JP10143698 A JP 10143698A JP 14369898 A JP14369898 A JP 14369898A JP H11333747 A JPH11333747 A JP H11333747A
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JP
Japan
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amount
tightening
deterioration
impulse wrench
pulse
Prior art date
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Application number
JP10143698A
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English (en)
Inventor
Keiji Murai
敬二 村井
Akira Fukada
亮 深田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokota Industrial Co Ltd
Original Assignee
Yokota Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 人の感に頼ることなく、締付能力が減少し、
インパクトレンチが劣化したことを正確に判断できるよ
うにする方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 油圧パルス発生機構部で発生する油圧パ
ルスのトルク値の時間的変化をセンサーで測定して積分
することにより一打撃により生ずる締付エネルギー量を
算出し、算出した一打撃により生ずる締付エネルギー量
が設定値以下になればインパルスレンチの締付能力が低
下していると判断し、劣化警報をだすようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ボルト・ナット等の
締付トルクが設定値に達したときに、自動的にエアモー
タを停止させるようにしたインパルスレンチのトルクコ
ントロールシステムに使用され、インパルスレンチの締
付能力が低下して劣化したときに劣化警報をだして作業
者にレンチが劣化していることを知らせるようにしたイ
ンパルスレンチの劣化検出方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ボルト・ナット等の締付けには、低騒音
・低振動で、かつ発生トルクを予め設定しておくと設定
値以上にならず、締付トルクが安定するインパルスレン
チがインパクトレンチに代わり近年使用されている。
【0003】インパルスレンチは、油圧パルス発生機構
部で生じた油圧パルス(衝撃パルス)を締付トルクに変
換してボルト・ナット等の締付けを行うものであり、従
来から使用されてきたハンマーの打撃による衝撃を締付
トルクに変換してボルト・ナット等の締付けを行うイン
パクトレンチに比べて手に受ける衝撃が小さいため、作
業者にとっては締め付けたという手応えがなく、締付完
了時の判断を困難にしていた。そのため、締付トルクが
既に設定値に達しているにもかかわらず、さらに締付け
を続けることが多く、作業時間の無駄が生ずるという問
題点があった。
【0004】そこで、発生した油圧パルスの締付エネル
ギー量を積分して積算し、積算値が設定値に達すると、
エアモータへの給気を閉じ、インパルスレンチを停止さ
せるトルクコントロールシステムが発明された(例え
ば、特開平8−90443号)。
【0005】しかし、油圧パルス発生機構部に密閉され
たオイルは、時間と共に微量であるがシール部より漏れ
だす。油圧パルス発生機構部からオイルが漏れだすと、
出力する締付トルクのピーク値は余り変わらないが、パ
ルスを発生している時間が次第に短くなり、一打撃によ
る締付エネルギー量が小さくなる。締付エネルギー量が
小さくなると一打撃当たりの締付量が少なくなり、イン
パルスレンチが停止するまでに必要なパルス数が多くな
り、停止するまでの時間が長くなって組立ラインの作業
に支障をきたすだけでなく、実質的な締付エネルギー量
が不足してボルト・ナット等の軸力が不足するという問
題点があった。
【0006】オイル漏れの量は、実験の結果、0.5cc
以下であれば余り影響がないが、それ以上漏れると一打
撃により生ずる締付エネルギー量に大きく影響が出はじ
める。
【0007】このインパルスレンチの劣化の判定は、従
来作業者の感に頼っており、劣化を判断する装置はなか
った。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明は、
前記の問題点を解消し、人の感に頼ることなく、締付能
力が低下し、インパルスレンチが劣化したことを正確に
判断できるようにする方法を提供することを目的として
いる。
【0009】
【課題を解決するための手段】そのため、この発明で
は、油圧パルス発生機構部13で発生する油圧パルスのト
ルク値の時間的変化をセンサー11で測定して積分するこ
とにより一打撃により生ずる締付エネルギー量を算出
し、算出した一打撃により生ずる締付エネルギー量が設
定値以下になればインパルスレンチ1の締付能力が低下
していると判断し、劣化警報をだすようにした。
【0010】エアモータ12停止前に発生した任意個数の
油圧パルスの締付エネルギー量をそれぞれ算出してスト
アし、締付エネルギー量の大きい順に所定個数選び、そ
の平均値と設定値とを比較するようにすることが好まし
い。
【0011】前記ストアする油圧パルスの締付エネルギ
ー量は、最後に発生した油圧パルスの締付エネルギー量
を除いたものとすることが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明のインパルスレン
チの劣化検出方法について、図面に基づいて説明する。
【0013】図1は、この発明の劣化検出方法により劣
化警報をだす機能を備えたトルクコントロールシステム
の全体の構成を示す説明図であって、インパルスレンチ
1とコントローラ2を有し、インパルスレンチ1はエア
ホース3により給気口4に設けた電磁弁5につながれて
おり、コントローラ2はインパルスレンチ1とセンサー
ケーブル6によりつながれ、さらにコントローラ2は電
磁弁5とケーブル7によりつながれている。
【0014】インパルスレンチ1は、ハンドル部8に設
けたスロットルノブ9を引くとメインシャフト10が回転
するようになっており、インパルスレンチ1は、発生し
たトルクを後述するセンサーにより電圧に変換してコン
トローラ2に伝えるようになっている。
【0015】さらに、ボルト・ナット等の締付トルクが
設定値に達したときに、コントローラ2が信号を発して
電磁弁5を閉じ、インパルスレンチ1を停止させるよう
になっている。
【0016】以下、詳細について説明する。図2は、イ
ンパルスレンチ1の断面図である。
【0017】このインパルスレンチは、ハンドル部8の
スロットルノブ9を引くと、エアが流れてエアモータ12
が回転し、さらにエアモータ12のロータが油圧パルス発
生機構部13を回転させるようになっている。さらに、メ
インシャフト10に負荷がかかると、油圧パルス発生機構
部13に油圧パルスが発生し、発生した油圧パルスでレン
チのメインシャフト10を回転させてボルト・ナット等の
締付けを行うようになっている。
【0018】エアモータ12の後部にはモータケースカバ
ー14が取り付けられており、その中には、フライホイー
ル15と、フライホイール15の揺動角度をシャフト16の直
線運動に変換する直線運動変換機構17と、シャフト16の
後端に一体的に取り付けられたコントロールバー16a
と、隙間センサー11が設けられている。隙間センサー11
は、コントロールバー16a の移動量(隙間センサー11か
ら離れていく距離)を検出し、電圧変化として出力する
ものである。
【0019】フライホイール15は、図3に示すように、
ウエイト部18とアーム部19とからなる略L字形をしたも
のであり、軸20により偏心して取り付けられている。そ
のため、油圧パルスが発生してエアモータ12が減速する
と、図4に示すように、慣性力により揺動するようにな
っており、その角度は発生する締付トルクに比例するも
のである。
【0020】尚、符号21は直線運動変換機構17の摺動子
であり、フライホイール15の揺動角度に応じて図示上下
に移動するようになっており、スプリング22により元の
位置に戻るように付勢されている。そして、摺動子21の
斜面21a に接するボールによりインパルスレンチの中心
軸上に設けたシャフト16を押すようになっている。その
ため、直線運動変換機構17によりフライホイール15の揺
動角度の変化を直線運動に変換できるようになってい
る。
【0021】この構造は、出願人が以前に出願した特開
平8−90443号公報に記載されている構造と略同一
であるので、この構造に関する詳細な説明は省略する。
【0022】隙間センサー11の出力(電圧変化)は、セ
ンサーケーブル6の途中に設けたアンプ23により増幅さ
れてコントローラ2に送られる。
【0023】コントローラ2は、図5に示すように、ゼ
ロ点位置検出回路24と、パルス出力積分回路25と、パル
ス出力積算回路26と、設定/入力比較回路27と、電磁弁
遮断回路28と、締付OK表示回路29と、締付NG表示回
路30と、レンチ停止検出回路31と、劣化測定サンプル抽
出回路32と、設定/入力比較回路33と、劣化警報表示回
路34と、電源回路35とからなり、電磁弁遮断回路28は電
磁弁5につながれている。
【0024】コントローラ2のそれぞれの回路は次のよ
うに機能する。ゼロ点位置検出回路24は、油圧パルス発
生前の隙間センサー11の電圧を検出し、油圧パルス発生
により変化した隙間センサー11の電圧との差を検出でき
るようにした回路である。
【0025】パルス出力積分回路25は、油圧パルス発生
により変化した隙間センサー11の電圧の変化(パルス)
を時間的変化としてとらえ、積分して一打撃により生ず
る締付エネルギー量(電圧変化を縦軸とし、時間を横軸
としてグラフを書いた場合の面積)を算出する回路であ
る。
【0026】パルス出力積算回路26は、前記パルス出力
積分回路25で算出された積分値を積算し、スロットルレ
バー9を引いてからのトータルの締付エネルギー量を積
算する回路である。
【0027】設定/入力比較回路27は、パルス出力積算
回路26で積算した積算値を設定値と比較して信号を発す
る回路であり、設定値に達していれば、電磁弁遮断回路
28により電磁弁5を閉じ、エアモータ12を停止させると
共に締付OK表示回路29で締付OKの表示を出す。作業
者がスロットルレバー9を途中で離したとき等、積算値
が設定値に達する前にエアモータ12が停止したときに
は、締付NG表示回路30で締付NGの表示を出す。エア
モータ12が停止したかどうかは、レンチ停止検出回路31
で検知する。
【0028】尚、図6は、締付OKとなったときのタイ
ミング図であり、図示のとおり、電磁弁5は停止してか
ら数秒後に復帰し、締付OKの表示はスロットルレバー
9を再び引くことにより消える。
【0029】劣化測定サンプル抽出回路32は、直前の1
個を除く任意数(この実施例では8個)のパルスの積分
値をストアしており、設定/入力比較回路27で積算した
積算値(総締付エネルギー量)が設定値に達したなら
ば、ストアしているパルス毎の積分値の内から大きいも
のを所定数(この実施例では4個)取り出し、平均値を
だす回路である。
【0030】設定/入力比較回路33は、劣化測定サンプ
ル抽出回路32で取り出したパルスの積分値の平均値と設
定値とを比較して信号を発する回路であり、平均値が設
定値に達していなければ劣化警報表示回路34により劣化
警報を表示する。
【0031】図7は、劣化測定サンプルを取り出し、設
定値に達していなければ劣化警報を表示する部分のフロ
ーチャートであり、この発明の方法をステップごとに説
明する。
【0032】〔ステップ1〕油圧パルス発生機構部13で
油圧パルスが生ずることにより、隙間センサー11の出力
にパルスが生じているか調べ、パルスが生じていればス
テップ2に進み、生じていなければ、パルスが生ずるま
で待機する。
【0033】〔ステップ2〕ストアしているパルスの積
分値を除き、ステップ3に進む。
【0034】〔ステップ3〕直前のパルスを除く前8個
のパルスの積分値を新たにストアし、ステップ4に進
む。最後のパルスを除くのは、電磁弁遮断回路28により
電磁弁5が遮断されたときに発生する最後の油圧パルス
が不完全なものであり、それにつれて隙間センサー11の
出力も通常のパルスに比べ小さくなるためである。
【0035】〔ステップ4〕パルス出力積算回路26で積
算した積分値(最初の油圧パルス発生から今までの総締
付エネルギー量に相当する)を設定/入力比較回路27で
設定値と比較し、積算した積分値が設定値に達していれ
ば、ステップ5に進み、達していなければステップ1に
戻る。
【0036】〔ステップ5〕ストアした8個のパルスの
積分値の内から大きいものを4個取り出し、平均値をだ
す。4個取り出すのは、誤動作を防ぐためである。
【0037】〔ステップ6〕積分値4個の平均値を、劣
化検出の設定値と比較する。平均値が劣化検出の設定値
と比較して大きければ正常であるのでステップ1に戻
り、小さければステップ7に進み、劣化警報を表示して
ステップ1に戻る。
【0038】以上が実施例の説明であり、この実施例で
はフライホイール15を利用して油圧パルス発生機構部13
で発生する油圧パルスのトルク値を隙間センサーで測定
する方法を採用したが、他のトルク値を測定する方法、
例えばメインシャフト10に取り付けた歪ゲージにより測
定しても良いし、メインシャフト10の磁気歪を利用した
磁歪式センサーにより測定しても良い。
【0039】また、この実施例では、エアモータ12が停
止する直前のパルス分の積分値を除いてストアするよう
にしたが、含んでストアしてもよい。なぜなら、最後の
パルス分の積分値が小さくても前記のステップ5の処理
で除外されるからである。
【0040】
【発明の効果】以上のように、この発明では、油圧パル
ス発生機構部13で発生する油圧パルスのトルク値の時間
的変化をセンサーで測定して積分することにより一打撃
により生ずる締付エネルギー量を算出し、算出した一打
撃により生ずる締付エネルギー量が設定値以下になれば
インパルスレンチの締付能力が低下していると判断し、
劣化警報をだすようにしたものであり、一打撃により生
ずる締付エネルギー量を監視してレンチの劣化を検出す
るようにしたので、人の感に頼ることなく正確に検出で
きる。
【0041】また、請求項2に記載のように、エアモー
タ停止前に発生した任意個数の油圧パルスの締付エネル
ギー量をそれぞれ算出してストアし、大きい順に所定個
数選び、その平均値と設定値とを比較するようにすれ
ば、より正確なインパルスレンチの一打撃により生ずる
締付エネルギー量を測定でき、レンチの劣化をより正確
に検出できる。
【0042】またさらに、請求項3に記載のように、ス
トアする油圧パルスの締付エネルギー量が、最後に発生
した油圧パルスの締付エネルギー量を除いたものとすれ
ば、最後の不完全なパルスを除くことができるので、さ
らに正確なインパルスレンチの一打撃により生ずる締付
エネルギー量を測定でき、レンチの劣化をより正確に検
出できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の劣化検出方法を使用したトルクコン
トロールシステムの全体の構成を示す説明図である。
【図2】締付トルクを測定可能なセンサーを備えたイン
パルスレンチの断面図である。
【図3】フライホイールの取り付け状態を示すインパル
スレンチの要部拡大説明図である。
【図4】フライホイールが揺動したときの状態を示すイ
ンパルスレンチの要部拡大説明図である。
【図5】この発明の劣化検出方法を使用したトルクコン
トロールシステムの回路図である。
【図6】この発明の劣化検出方法を使用したトルクコン
トロールシステムのタイミング図である。
【図7】この発明の劣化検出方法を説明するフローチャ
ートである。
【符号の説明】
1 インパルスレンチ 2 コントローラ 5 電磁弁 10 メインシャフト 11 隙間センサー 12 エアモータ 13 油圧パルス発生機構部 15 フライホイール 16 シャフト 16a コントロールバー 17 直線運動変換機構

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 油圧パルス発生機構部(13)で発生する
    油圧パルスのトルク値の時間的変化をセンサー(11)で
    測定して積分することにより一打撃により生ずる締付エ
    ネルギー量を算出し、算出した一打撃により生ずる締付
    エネルギー量が設定値以下になればインパルスレンチ
    (1)の締付能力が低下していると判断し、劣化警報を
    だすようにしたことを特徴とするインパルスレンチの劣
    化検出方法。
  2. 【請求項2】 エアモータ(12)停止前に発生した任意
    個数の油圧パルスの締付エネルギー量をそれぞれ算出し
    てストアし、締付エネルギー量の大きい順に所定個数選
    び、その平均値と設定値とを比較するようにしたことを
    特徴とする請求項1記載のインパルスレンチの劣化検出
    方法。
  3. 【請求項3】 ストアする油圧パルスの締付エネルギー
    量が、最後に発生した油圧パルスの締付エネルギー量を
    除いたものであることを特徴とする請求項2記載のイン
    パルスレンチの劣化検出方法。
JP10143698A 1998-05-26 1998-05-26 インパルスレンチの劣化検出方法 Pending JPH11333747A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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