JP2000094355A - Torque wrench for clamping part in plastic region - Google Patents

Torque wrench for clamping part in plastic region

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JP2000094355A
JP2000094355A JP10268548A JP26854898A JP2000094355A JP 2000094355 A JP2000094355 A JP 2000094355A JP 10268548 A JP10268548 A JP 10268548A JP 26854898 A JP26854898 A JP 26854898A JP 2000094355 A JP2000094355 A JP 2000094355A
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JP
Japan
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tightening
torque
plastic region
socket
angle
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Application number
JP10268548A
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Japanese (ja)
Inventor
Akihisa Okada
昭久 岡田
Toshitaka Kamikubo
俊孝 上久保
Kenji Sato
健司 佐藤
Mitsuaki Morita
光昭 森田
Shozo Aikawa
省三 相川
Nobuyoshi Kobayashi
伸嘉 小林
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Toyota Motor Corp
Tohnichi Mfg Co Ltd
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Tohnichi Mfg Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a torque wrench for a clamping part in a plastic region, capable of easily and reliably detecting whether or not a clamped bolt is clamped in a plastic region and capable of standardizing inspection. SOLUTION: A grip 12 is arranged on one end of a main body 14 of a torque wrench 10 for a clamping part in a plastic region, and a detachable socket 18 is provided on the other end through a gear 22 rotatable only in the clamping direction of a bolt 16a. An angle fixing member 20 for determining the start position of the rotation of the socket 18 is fixed to the gear 22. Torque to be applied to the socket 18 through the gear 22 is detected by a torque sensor 26, and the rotation angle of the socket 18 is detected by an encoder in an angle measuring gear box 24 and provided to a judging part in the main body 14. On the basis of the detected result, the judging part judges that the bolt 16a is clamping a work piece in a plastic region when the change of clamping torque in the specified angle change is not more than a specified value, and a plastic region judging LED 28d indicative of OK of the judgement is lighted up.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、塑性域締付部位用
トルクレンチ、特に、締付部材が塑性域に入ってワーク
を締め付けているか否かを容易に判定することのできる
塑性域締付部位用トルクレンチの改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque wrench for a plastic region tightening portion, and more particularly to a plastic region tightening device capable of easily determining whether a tightening member enters a plastic region and tightens a work. It relates to improvement of a torque wrench for a part.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、分離した機械部品等の締結に
は、ネジやボルト等の締付部材が使用されている。ネジ
やボルト等は容易なねじ込み作業によって強靱な締結力
を発生するため多方面で活用されている。通常、ボルト
等を締め込む場合、トルク締めと称する方法と塑性域締
めと称する方法がある。前記トルク締めは、ボルトの締
め込みを行い、作業時の締付トルクが所定値を越えた時
点で締め付けを完了する方法である。一方、塑性域締め
は、ワークの締め付けによりボルトが延びて塑性域に達
するまで当該ボルトの締め付け作業を継続する方法で、
前記トルク締めより強靱な締結を行うことができると共
に、振動等による緩みが生じづらいという利点を有して
いる。この塑性域締めは、振動が多い自動車のエンジン
等のヘッドボルトやコンロットボルト等の締め付けに用
いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, fastening members such as screws and bolts have been used for fastening separated mechanical parts and the like. Screws and bolts are used in various fields because they generate a strong fastening force by an easy screwing operation. Usually, when a bolt or the like is tightened, there are a method called torque tightening and a method called plastic zone tightening. The torque tightening is a method of tightening a bolt and completing the tightening when the tightening torque during the operation exceeds a predetermined value. On the other hand, plastic region tightening is a method of continuing the tightening work of the bolt until the bolt is extended by the work tightening and reaches the plastic region,
Tightening can be performed more strongly than the torque tightening, and there is an advantage that loosening due to vibration or the like is unlikely to occur. This plastic region tightening is used for tightening head bolts, con-lot bolts, and the like of engines of automobiles and the like which are frequently subject to vibration.

【0003】前記塑性域締めを行う場合、ナットランナ
ー等のモータを用いた締付装置が用いられる。ところ
で、生産ライン等では、製造品質上、前記塑性域締めが
十分に行われているか否かを定期的に検査(抜き取り検
査)する必要がある。通常、ボルトが塑性域に到達する
と、それ以降は、締め付けを行っても締付トルクが上昇
しなくなる。この特性を利用して、従来トルク上昇がな
くなった時点或いは小さくなった時点から所定角度、例
えば30°回してトルク上昇が例えば50×9.8Nm
以内であれば、塑性域締めが行われていると判断してい
た。このような、検査を定期的に行うことにより品質の
安定した締め付け作業を維持することができる。
[0003] When performing the plastic region tightening, a tightening device using a motor such as a nut runner is used. By the way, in a production line or the like, it is necessary to periodically inspect (sampling inspection) whether or not the plastic zone is sufficiently tightened in terms of manufacturing quality. Normally, when the bolt reaches the plastic region, the tightening torque does not increase thereafter even if the bolt is tightened. Utilizing this characteristic, the torque rise is increased by, for example, 50 × 9.8 Nm by turning a predetermined angle, for example, 30 °, from the point in time when the increase in torque is reduced or reduced.
If it was within, it was determined that the plastic zone was tightened. By performing such an inspection regularly, it is possible to maintain a fastening operation with stable quality.

【0004】なお、特開平7−40262号公報には、
ボルトの締付角度に対するトルクの増加率を算出し、そ
の増加率の変化を塑性域締めの判定に用いる方法が開示
されている。この方法によれば、ボルト締め付け時に塑
性域締めが行われたか否かを判定することができる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-40262 discloses that
A method is disclosed in which the rate of increase in torque with respect to the tightening angle of the bolt is calculated, and the change in the rate of increase is used to determine plastic region tightening. According to this method, it is possible to determine whether or not plastic region tightening has been performed at the time of bolt tightening.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、塑性域締めの
検査を行う場合、塑性域に到達するトルクはボルト毎に
異なる。また、締結するワークのネジ穴の状態(ナット
の状態)によっても塑性域に到達するトルクが異なる。
すなわち、塑性域に入った時点を示すトルクがその都度
変化するため安定した判定が容易にできないという問題
がある。例えば、検査者によって、所定角度(30°)
の起点が異なるため結果の信頼性が低下し、塑性域締め
の判定の標準化を行うことが困難であった。また、ボル
トの締付角度に対するトルクの増加率を算出する場合、
ボルト締め付け完了後は締付トルクの変化が僅かである
ため、ボルト締め付け後の判定には適していない。つま
り、ボルト締付時の判定は行えるが、抜き取り検査等に
は、適していない。また、判定に大がかりな測定機器が
必要になり容易に検査ができなかった。
However, when an inspection for tightening the plastic region is performed, the torque that reaches the plastic region differs for each bolt. Further, the torque that reaches the plastic region also varies depending on the state of the screw hole (state of the nut) of the work to be fastened.
In other words, there is a problem that a stable determination cannot be easily made because the torque indicating the point in time when the plastic region is entered changes each time. For example, depending on the inspector, a predetermined angle (30 °)
, The reliability of the results was reduced, and it was difficult to standardize the judgment of the plastic zone closure. When calculating the rate of increase in torque with respect to the bolt tightening angle,
Since the change in the tightening torque is small after the bolt tightening is completed, it is not suitable for the determination after the bolt tightening. That is, although the determination at the time of bolt tightening can be performed, it is not suitable for a sampling inspection or the like. In addition, a large measuring device is required for the judgment, and the inspection cannot be easily performed.

【0006】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、締め付け完了後の締結部材が塑性域締めされてい
るか否かを確実かつ容易に検出し、検査の標準化を容易
に行うことのできる塑性域締付部位用トルクレンチを提
供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to reliably and easily detect whether or not a fastening member after completion of fastening is tightened in a plastic region, and to easily perform standardization of inspection. An object of the present invention is to provide a torque wrench for a plastic region tightening portion.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、第1の発明は、操作用グリップを有する本
体と、前記本体のグリップの対向端に設けられ、ワーク
を締め付ける締付部材に接続可能でかつ回転及び着脱自
在なソケットと、前記ソケットと本体との間に介在し前
記ソケットの回転を伝達可能なギアと、前記ギアに接続
され前記ソケットの回転角度基準を定める部材であっ
て、前記ソケットとの間隔が調整可能な角度固定部材
と、前記ソケット回転角度を検出する角度検出部と、前
記締付部材に対するソケットの締付トルクを検出するト
ルク検出部と、前記角度検出部とトルク検出部との検出
結果に基づいて、所定角度変化内で締付トルクの変化が
所定値以内である場合に締結部材が塑性域でワークを締
め付けていると判定する判定部と、を含むことを特徴と
する。この構成によれば、締め付け完了後の締結部材が
塑性域締めされているか否かを所定回転角度以内におけ
るトルク変動から確実かつ容易に検出できる。また角度
固定部材により回転角度基準を定めることによりトルク
変動の開始タイミングの特定が容易かつ安定して行える
ので、検査の標準化を行うことができる。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is to provide a main body having an operation grip, and a tightening mechanism provided at an opposite end of the main body grip to tighten a work. A socket connectable to a member and rotatable and detachable, a gear interposed between the socket and the main body and capable of transmitting the rotation of the socket, and a member connected to the gear and defining a rotation angle reference of the socket. An angle fixing member capable of adjusting an interval between the socket and the socket; an angle detector for detecting the socket rotation angle; a torque detector for detecting a tightening torque of the socket with respect to the tightening member; It is determined that the fastening member is tightening the work in the plastic region when the change in the tightening torque is within the predetermined value within the predetermined angle change based on the detection results of the section and the torque detection section. Characterized in that it comprises a determining unit. According to this configuration, it is possible to reliably and easily detect whether or not the fastening member after the completion of the fastening is tightened in the plastic region from the torque fluctuation within the predetermined rotation angle. In addition, since the start timing of the torque fluctuation can be easily and stably specified by determining the rotation angle reference by the angle fixing member, the inspection can be standardized.

【0008】また、上記目的を達成するために、第2の
発明は、第1の発明において、前記判定部は、判定回数
を認識するカウンタを有することを特徴とする。この構
成によれば、ワークに複数の締付部材が存在し順次塑性
域締めの検査を行う場合でも検査数の誤認識がなく検査
漏れを防止することが可能で判定の信頼性を向上するこ
とができる。
In order to achieve the above object, a second invention based on the first invention is characterized in that the determination section has a counter for recognizing the number of determinations. According to this configuration, even when a plurality of tightening members are present in the work and the plastic region tightening inspection is sequentially performed, the number of inspections is not erroneously recognized, and it is possible to prevent the omission of the inspection and improve the reliability of the determination. Can be.

【0009】また、上記目的を達成するために、第3の
発明は、第1または第2の発明において、前記判定部
は、判定結果に基づいて関連機器に対してインターロッ
ク信号を出力することを特徴とする。この構成によれ
ば、不良がでた場合に確実に後続の工程を停止すること
が可能で、判定結果を有効にかつ確実に活用することが
できる。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the determining section outputs an interlock signal to a related device based on the determination result. It is characterized by. According to this configuration, when a defect occurs, the subsequent process can be stopped without fail, and the determination result can be used effectively and reliably.

【0010】また、上記目的を達成するために、第4の
発明は、第1から第3のいずれかの発明において、前記
判定部は、角度検出部とトルク検出部の検出結果及び塑
性域締めの判定結果のいずれかを出力するアナログ出力
部を有することを特徴とする。この構成によれば、塑性
域締め作業の工程管理を容易に行うことが可能になり、
検査の標準化を容易に行うことができる。
In order to achieve the above object, a fourth aspect of the present invention is the invention according to any one of the first to third aspects, wherein the determination section includes a detection result of the angle detection section and the torque detection section, and a plastic region tightening. And an analog output section for outputting any of the determination results. According to this configuration, it is possible to easily perform the process control of the plastic region tightening operation,
Inspection can be standardized easily.

【0011】また、上記目的を達成するために、第5の
発明は、第1から第4のいずれかの発明において、さら
に、締付部材が塑性域に達してワークを締め付けている
か否かを判定する判定モードと、締付部材を塑性域まで
締め付ける締付モードを切り替える切替手段を有してい
ることを特徴とする。この構成によれば、締付部材の締
付作業中の任意のタイミングで同一のトルクレンチによ
り塑性域締めに関する検査を行うことが可能であり、迅
速な検査作業を容易に行うことができる。ナットランナ
ーと検査装置の共用化も可能であり、工程のシンプル化
を容易に行うことができる。
[0011] In order to achieve the above object, a fifth aspect of the present invention is the invention according to any of the first to fourth aspects, further comprising the step of determining whether or not the tightening member has reached a plastic range and is tightening the work. It is characterized by having switching means for switching between a judgment mode for judging and a tightening mode for tightening the tightening member to the plastic region. According to this configuration, it is possible to perform an inspection regarding the plastic region tightening with the same torque wrench at an arbitrary timing during the tightening operation of the tightening member, and a quick inspection operation can be easily performed. The nutrunner and the inspection device can be shared, and the process can be simplified easily.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
(以下、実施形態という)を図面に基づき説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1には、本発明の塑性域締付部位用トル
クレンチ10(以下、単にトルクレンチという)の概略
斜視図が示されている。当該トルクレンチ10は、使用
者が把持する操作用のグリップ12と、当該グリップ1
2を一端に配置し、後述する判定部を含む回路基板や回
路を駆動するバッテリ(例えば、乾電池)等が収納され
た本体14と、前記本体14において、グリップ12の
対向端に接続され、締付部材である例えばボルト16a
の頭部分と係合可能なソケット18、前記ソケット18
が締め込みのために回転する場合の回転の起点位置を特
定するための角度固定部材20等から構成されている。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a torque wrench 10 (hereinafter simply referred to as a torque wrench) for a plastic region fastening portion according to the present invention. The torque wrench 10 includes an operation grip 12 held by a user and the grip 1
2 is disposed at one end, and a main body 14 in which a circuit board including a determination unit to be described later and a battery (for example, a dry battery) for driving the circuit are housed. For example, a bolt 16a
A socket 18 engageable with a head portion of the
Is constituted by an angle fixing member 20 and the like for specifying the starting position of rotation when rotating for tightening.

【0014】前記ソケット18は、各サイズのボルト1
6a毎に準備され、前記本体14において、グリップ1
2の対向端に形成されたギア22内のラチェットに着脱
自在に接続される。なお、トルクレンチ10の本体14
の先端部にトルクを伝達可能なラチェット機構を設け、
このドライブ部にソケット18が嵌合しトルク伝達す
る。このソケット18の外側に設けられているギア22
は、前記ラチェットを芯とし軸受を介して回動自由に設
けられている。このギア22は本体14とソケット18
の回転角度を検出するためのギアで締付けトルクの伝達
はしない。このギア22には、角度検出部としての角度
計測用ギアボックス24が接続され、ソケット18の回
転角度が直接検出できるようになっている。検出された
ソケット18の回転角度は、前記本体14の判定部に提
供される。また、前記ギア22には、前記角度固定部材
20が接続されている。この角度固定部材20は前記ソ
ケット18と同様に先端にボルトの頭部分と係合可能な
ホルダ20aを有し、前記ソケット18が係合するボル
ト16aの近傍(望ましくは隣接)のボルト16bと係
合する。従って、角度固定部材20をソケット18が係
合するボルト16a以外のボルト16bに接続すること
によりギア22の回転の起点位置を定めることができ
る。なお、ホルダ20aは角度固定部材20の本体20
bに対して着脱自在(接続するボルト16bの形状に応
じて交換可能)であり、矢印A方向にスプリング20c
によって上下移動可能になっている。さらに、本体20
bとギア22を接続するアーム20dは矢印B方向にス
ライド可能である。従って、ホルダ20aの位置を任意
の位置に移動可能であり、ソケット18が係合するボル
ト16aとホルダ20aが係合するボルト16bの取り
付け位置の高さが違う場合や相対距離が変化する場合で
も容易に双方のボルト16a,16bとソケット18及
びホルダ20aを係合させることができる。
The socket 18 is provided with bolts 1 of various sizes.
6a, the grip 1
2 is detachably connected to a ratchet in a gear 22 formed at the opposite end. The main body 14 of the torque wrench 10
A ratchet mechanism that can transmit torque is provided at the tip of the
The socket 18 fits into this drive unit and transmits torque. A gear 22 provided outside the socket 18
Is rotatably provided with the ratchet as a core via a bearing. This gear 22 is composed of the main body 14 and the socket 18
The gear for detecting the rotation angle of the motor does not transmit the tightening torque. The gear 22 is connected to an angle measuring gear box 24 as an angle detecting unit, so that the rotation angle of the socket 18 can be directly detected. The detected rotation angle of the socket 18 is provided to a determination unit of the main body 14. The gear 22 is connected to the angle fixing member 20. The angle fixing member 20 has a holder 20a which can be engaged with a head portion of a bolt at the distal end similarly to the socket 18, and engages with a bolt 16b near (preferably adjacent) the bolt 16a with which the socket 18 is engaged. Combine. Therefore, by connecting the angle fixing member 20 to the bolt 16b other than the bolt 16a with which the socket 18 is engaged, the starting position of the rotation of the gear 22 can be determined. Note that the holder 20a is the main body 20 of the angle fixing member 20.
b (replaceable according to the shape of the bolt 16b to be connected), and the spring 20c
Can move up and down. Further, the main body 20
The arm 20d connecting the gear b and the gear 22 is slidable in the direction of arrow B. Therefore, the position of the holder 20a can be moved to an arbitrary position, and even when the height of the mounting position of the bolt 16a with which the socket 18 engages and the bolt 16b with which the holder 20a engages is different or the relative distance changes. Both the bolts 16a and 16b can be easily engaged with the socket 18 and the holder 20a.

【0015】前記本体14には、前記ギア22がソケッ
ト18に付与した締付トルクを測定する周知のトルクセ
ンサ(トルク検出部)26が設けられ、締付トルクをリ
アルタイムで測定し、前記本体14の判定部に提供して
いる。
The main body 14 is provided with a well-known torque sensor (torque detecting unit) 26 for measuring a tightening torque applied to the socket 18 by the gear 22, and measures the tightening torque in real time. Is provided to the determination unit.

【0016】また、前記本体14でバッテリー等を収納
するボックス部分14aの表面には、トルクレンチ10
の電源スイッチ28a、各種表示(ピークトルク表示、
締付角度表示、アラーム表示、カウンタ表示等)を行う
液晶表示部28b、リセットボタン(検査終了時の表示
クリアや記憶データのクリア、後述するインターロック
信号のクリア等)やモード切替ボタン(後述する締付モ
ードと判定モードの切り替え)、設定値変更ボタン(検
査条件等の変更)等の操作ボタン群28c、塑性域判定
用LED28d(例えば、OKが緑、NGが赤)等が配
置されている。また、本体14の側面からは、後述する
インターロック出力ケーブル30aやアナログ出力ケー
ブル30bが出ている。なお、図1の場合、個々のケー
ブルを側面から引き出す例を示しているが、引き出す位
置は任意であり、また、コネクタ等を用いて1本化した
り、データが必要な場合のみコネクタによりケーブルを
接続するようにしてもよい。また、データの無線送信を
行ってもよい。
A torque wrench 10 is provided on the surface of the box portion 14a for housing a battery or the like in the main body 14.
Power switch 28a, various displays (peak torque display,
A liquid crystal display unit 28b for performing a tightening angle display, an alarm display, a counter display, etc., a reset button (clear display at the end of inspection, clear stored data, clear an interlock signal described later, etc.), and a mode switching button (described later). An operation button group 28c such as a switching between a tightening mode and a determination mode), a set value change button (change of an inspection condition or the like), a plastic region determination LED 28d (for example, OK is green and NG is red) are arranged. . An interlock output cable 30a and an analog output cable 30b, which will be described later, protrude from the side surface of the main body 14. Although FIG. 1 shows an example in which each cable is pulled out from the side surface, the position where the cable is pulled out is arbitrary, and the cable may be unified by using a connector or the like, or the cable may be connected by a connector only when data is required. You may make it connect. In addition, wireless transmission of data may be performed.

【0017】以上のように構成されるトルクレンチ10
の使用法について説明する。まず。塑性域締め判定につ
いて図2を用いて説明する。図2左側に示すように、通
常、自動車のエンジン等の製造工程では、ナットランナ
ー等により連続的にボルト16aの締付作業が行われ
る。この作業は、予め設定されたスナッグトルクTg
(例えば、350×9.8Nm)から所定角度(例え
ば、180°±10°)締め付けた状態で塑性域締め
(例えば、1050×9.8Nm±400×9.8N
m)が完了しているという仮定のもとに行われてる。
The torque wrench 10 configured as described above
The usage of is explained. First. The plastic region tightening determination will be described with reference to FIG. As shown on the left side of FIG. 2, usually, in a manufacturing process of an automobile engine or the like, a bolt 16a is continuously tightened by a nut runner or the like. This work is based on the preset snag torque Tg.
(For example, 350 × 9.8 Nm) and a plastic region tightening (for example, 1050 × 9.8 Nm ± 400 × 9.8 N) while being tightened at a predetermined angle (for example, 180 ° ± 10 °).
m) has been completed.

【0018】本実施形態の場合、前記ナットランナーに
より塑性域締めされたワークの中から任意に抜き取った
ワークに対して、図1に示すトルクレンチ10により塑
性域締め判定を行う。まず、角度固定部材20のホルダ
20aを判定対象のボルト16aに隣接するボルト16
bに装着し、続いて、ソケット18を判定対象のボルト
16aに装着する。この時、前述したように、ソケット
18に対してホルダ20aは相対位置を任意に調整可能
なので、容易に両者の装着を行うことができる。この状
態で、本体14のグリップ12を把持して、締め込み方
向に本体14を回転する。この時、角度固定用部材20
ととも回りするギア22は、本体14に対して相対的に
回転を始める。この回転は、ギア22を介して角度計測
用ギアボックス24に伝達され、内部のエンコーダによ
り回転角度の読込みが行われる。同時に、前記トルクセ
ンサ26によるトルク読み取りが行われる。図2右側に
示すように、既に十分な締め込みが完了したボルト16
aは、回転と同時にトルクが上昇する。なお、本実施形
態の場合、前記トルクセンサ26が予め設定されたトリ
ガートルクTaを越えた時点から前記エンコーダによる
回転角度の読込が開始されるものとする。
In the case of the present embodiment, for the work arbitrarily extracted from the work tightened in the plastic region by the nut runner, the plastic region tightening judgment is performed by the torque wrench 10 shown in FIG. First, the holder 20a of the angle fixing member 20 is fixed to the bolt 16 adjacent to the bolt 16a to be determined.
b, and then the socket 18 is mounted on the bolt 16a to be determined. At this time, as described above, the relative position of the holder 20a with respect to the socket 18 can be arbitrarily adjusted, so that both can be easily mounted. In this state, the user grips the grip 12 of the main body 14 and rotates the main body 14 in the tightening direction. At this time, the angle fixing member 20
The gear 22 which starts rotating relative to the main body 14 starts rotating. This rotation is transmitted to the angle measurement gear box 24 via the gear 22, and the rotation angle is read by an internal encoder. At the same time, torque reading by the torque sensor 26 is performed. As shown on the right side of FIG. 2, the bolt 16 already sufficiently tightened is completed.
In the case of a, the torque increases simultaneously with the rotation. Note that, in the case of the present embodiment, it is assumed that reading of the rotation angle by the encoder is started at a point in time when the torque sensor 26 exceeds a preset trigger torque Ta.

【0019】前記本体14内部の判定部は、前記トリガ
ートルクTaに達してからさらに、予め設定されたネグ
レクト角度θn(例えば、2〜3°)だけ回転した時の
トルクをスタートトルクTsとする。このネグレクト角
度θnの分だけ判定開始に先だって回転させることによ
り、ボルト16aやワーク毎に変動するボルト16aの
塑性変形開始タイミングのばらつきを吸収することがで
きる。判定部は、そこからさらに、所定角度θr(例え
ば、30°)回転させるまでの最大トルクをピークトル
クTpとして認識する。判定部は、認識したTs、Tpよ
り判定量Th=Tp−Tsを算出し、判定量Th≦規定値
(例えば50×9.8Nm)である場合には、塑性域締
めが良好に行われていると判断して、本体14上に形成
された塑性域判定用LED28dのOK(緑)側を点灯
させる(図1参照)。一方、判定量Th>規定値の場
合、すなわち、ボルトが焼きついているか、ナットラン
ナーが故障しているため、完全な塑性域締めが行われて
いないと判断して塑性域判定用LED28dのNG
(赤)側を点灯させる。同時に、インターロック出力ケ
ーブル30aを介してインターロック信号を他の機器に
対して出力する。また、必要に応じて、OK判定やNG
判定時の回転角度とトルクとを関連づけたデータ及び判
定結果をアナログ出力ケーブル30bより図示しない記
憶装置に出力する。
The determination section inside the main body 14 sets a torque when the trigger torque Ta is reached and further rotated by a predetermined neglect angle θn (for example, 2 to 3 °) as a start torque Ts. By rotating the bolt 16a by the amount of the neglect angle θn prior to the start of the determination, it is possible to absorb the variation in the plastic deformation start timing of the bolt 16a or the bolt 16a which varies for each work. The judging unit recognizes the maximum torque until it is further rotated by a predetermined angle θr (for example, 30 °) as the peak torque Tp. The determination unit calculates a determination amount Th = Tp−Ts from the recognized Ts and Tp, and when the determination amount Th ≦ the specified value (for example, 50 × 9.8 Nm), the plastic region tightening is performed well. Then, the OK (green) side of the plastic region determination LED 28d formed on the main body 14 is turned on (see FIG. 1). On the other hand, when the determination amount Th> predetermined value, that is, since the bolt is seized or the nut runner is out of order, it is determined that the complete plastic region tightening has not been performed, and the NG of the plastic region determination LED 28d is determined.
Turn on the (red) side. At the same time, an interlock signal is output to another device via the interlock output cable 30a. In addition, if necessary, OK judgment and NG
The data relating the rotation angle and the torque at the time of determination and the determination result are output to a storage device (not shown) from the analog output cable 30b.

【0020】NG判定が行われた場合には、前回判定か
ら今回の判定の間までに塑性域締めされたワークの確認
が行われる。なお、一般に、自動車のエンジンのヘッド
ボルト等は、1つのワークに対して等間隔で複数本配置
されているので、前記角度固定部材20の固定は容易で
ある。また、本実施形態のトルクレンチ10には、判定
回数を示すカウンタが表示されるので、ワークに複数の
ボルトが存在し順次塑性域締めの検査(判定)を行う場
合でも検査数の誤認識がなく検査漏れを防止することが
可能で判定の信頼性を向上することができる。
When the NG determination is made, the work that has been closed in the plastic region is checked between the previous determination and the present determination. In general, a plurality of head bolts and the like of an automobile engine are arranged at equal intervals for one work, so that the angle fixing member 20 can be easily fixed. In addition, since the torque wrench 10 of the present embodiment displays a counter indicating the number of determinations, even when a plurality of bolts are present in the work and the inspection (judgment) of the plastic region tightening is sequentially performed, erroneous recognition of the number of inspections is performed. In addition, it is possible to prevent the omission of the inspection and improve the reliability of the determination.

【0021】このように、角度固定部材20により回転
角度基準を定めることによりトルク変動の開始タイミン
グの特定が容易かつ安定して行える。また、締め付け完
了後の締結部材が塑性域締めされているか否かを所定回
転角度以内におけるトルク変動からの確実かつ容易に検
出できる。従って、検査担当者による誤差を含まない検
査の標準化を行うことができる。
As described above, by determining the reference of the rotation angle by the angle fixing member 20, the start timing of the torque fluctuation can be easily and stably specified. Further, it is possible to reliably and easily detect whether or not the fastening member after the completion of the fastening is tightened in the plastic region from the torque fluctuation within the predetermined rotation angle. Therefore, the inspection staff can standardize the inspection without error.

【0022】図3には、前述したトルクレンチ10によ
る検査を含む塑性域締め工程のシステム概念図が示され
ている。ワークを移動するコンベア32は、定位置検出
用のリミットスイッチ(LS)34によりコンベアベル
トに配置されたドグ36を検出し、その検出信号をコン
ベア制御盤38に提供し、コンベアモータ40を制御す
ることによって所定間隔で間欠動作を行っている。前記
トルクレンチ10から出力されるインターロック信号を
含むOK,NG信号等は、ナットランナー42のナット
ランナー制御盤44を介して、コンベア制御盤38に提
供され、異常時等の停止制御が行われる。
FIG. 3 is a conceptual diagram of a system in a plastic zone tightening step including an inspection using the torque wrench 10 described above. The conveyor 32 that moves the workpiece detects the dog 36 disposed on the conveyor belt by the limit switch (LS) 34 for detecting a fixed position, provides the detection signal to the conveyor control panel 38, and controls the conveyor motor 40. Thus, the intermittent operation is performed at a predetermined interval. The OK and NG signals including the interlock signal output from the torque wrench 10 are provided to the conveyor control panel 38 via the nut runner control panel 44 of the nut runner 42, and stop control in the event of an abnormality or the like is performed. .

【0023】図4には、各信号のタイミングチャートが
示されている。コンベア制御盤38から出力されるコン
ベア回転信号は通常、リミットスイッチ34からのコン
ベアの定位置信号に基づいて停止及び起動信号として出
力される。また、前記トルクレンチ10が出力するNG
信号に基づくインターロック信号がナットランナー制御
盤44に供給され、締付異常信号がコンベア制御盤38
に出力された場合もコンベア回転信号は停止する。な
お、コンベア制御盤38がインターロック信号を認識し
た時は、ドグ36の検出に基づく定位置まで運転を継続
し、その後、定位置で停止する。一方、コンベア回転信
号が停止した後の再起動は、通常の検査運転において、
検査対象のワーク1個あたりの塑性域締め判定が締め付
け本数分終了したことが確認(例えば、液晶表示部28
bに示されるカウンタがOK信号を所定カウント数カウ
ントすることによる検査終了の確認)された時、NG信
号検出後、前回判定から今回判定までのワークの品質確
認が終了した時に締付確認OK信号が出力され、締付異
常信号が取り下げられた場合(インターロックの解除信
号がトルクレンチ10側から出力された場合)に、再起
動が行われる。
FIG. 4 shows a timing chart of each signal. The conveyor rotation signal output from the conveyor control panel 38 is normally output as a stop and start signal based on the conveyor fixed position signal from the limit switch 34. NG output by the torque wrench 10
An interlock signal based on the signal is supplied to the nut runner control panel 44, and a fastening abnormality signal is transmitted to the conveyor control panel 38.
Is also output, the conveyor rotation signal stops. When the conveyor control panel 38 recognizes the interlock signal, the operation is continued to the home position based on the detection of the dog 36, and thereafter, stops at the home position. On the other hand, restart after the conveyor rotation signal is stopped, in normal inspection operation,
It is confirmed that the plastic region tightening determination for each work to be inspected has been completed for the number of tightenings (for example, the liquid crystal display unit 28).
When the counter shown in b has confirmed the end of the inspection by counting a predetermined number of OK signals), when the NG signal is detected, and when the quality check of the workpiece from the previous determination to the present determination is completed, the tightening confirmation OK signal is output. Is output, and when the abnormal tightening signal is withdrawn (when the interlock release signal is output from the torque wrench 10), the restart is performed.

【0024】このように、トルクレンチ10からインタ
ーロック信号を出力することにより、塑性域締めに不良
がでた場合でも、確実に後続の工程を停止し、不良品の
流出を防止することが可能で、判定結果を有効にかつ確
実に活用することができる。また、前述したように、ア
ナログ出力ケーブル30bより判定に用いた回転角度や
検出トルクを記憶装置側に出力すれば、不良解析や工程
分析のデータとして活用することができる。
As described above, by outputting the interlock signal from the torque wrench 10, even if a failure occurs in the tightening of the plastic region, it is possible to reliably stop the subsequent process and prevent the outflow of the defective product. Thus, the determination result can be used effectively and reliably. Further, as described above, if the rotation angle and the detected torque used for the determination are output from the analog output cable 30b to the storage device side, it can be used as data for failure analysis and process analysis.

【0025】なお、図3に示すシステムでは、ナットラ
ンナー42により塑性域締め作業を連続的に行い、所定
のタイミングでトルクレンチ10により抜き取り検査
(判定)を行う例を示しているが、大型のナットランナ
ー42を導入できない小規模な組立ライン等では、本実
施形態のトルクレンチ10のみでも塑性域締め作業及び
判定作業を行うことができる。まず、塑性域締め作業を
行う場合には、本体14上の操作ボタン群28cの中の
モード切替ボタンを締付モードに切り替え、図2の左側
に示すような塑性域締め作業を行う。また、任意のタイ
ミングで、モード切替ボタンを操作して判定モードに切
り替え、図2右側の塑性域締め判定作業を行う。このよ
うに、ボルト16aの締付作業中の任意のタイミングで
塑性域締めに関する検査(判定)を行うことが可能であ
り、迅速な検査作業を容易に行うことができる。また、
ナットランナーと検査(判定)装置の共用化も可能であ
り、工程のシンプル化や設備コストの低減等を容易に行
うことができる。
The system shown in FIG. 3 shows an example in which the plastic region tightening operation is continuously performed by the nut runner 42 and the sampling inspection (determination) is performed by the torque wrench 10 at a predetermined timing. In a small-scale assembly line or the like in which the nut runner 42 cannot be introduced, the plastic region tightening operation and the determination operation can be performed only with the torque wrench 10 of the present embodiment. First, when performing the plastic region tightening operation, the mode switching button in the operation button group 28c on the main body 14 is switched to the tightening mode, and the plastic region tightening operation as illustrated on the left side of FIG. 2 is performed. Further, at an arbitrary timing, the mode switching button is operated to switch to the determination mode, and the plastic region tightening determination operation shown in the right side of FIG. 2 is performed. As described above, it is possible to perform the inspection (determination) regarding the plastic region tightening at an arbitrary timing during the tightening operation of the bolt 16a, and it is possible to easily perform the quick inspection operation. Also,
The nut runner and the inspection (judgment) device can be shared, and the process can be simplified, the equipment cost can be reduced, and the like.

【0026】なお、本実施形態において、設定した各種
トルクや回転角度は任意であり、操作ボタン群28cの
設定値変更ボタンにより、設定変更可能であり、締付対
象のワークや締付部材であるボルトの種類や形状、ま
た、ワークの設計スペック等によって任意に選択するこ
とが好ましい。
In the present embodiment, the various torques and rotation angles that have been set are arbitrary, and the setting can be changed by the set value change button of the operation button group 28c. It is preferable to arbitrarily select the type and shape of the bolt and the design specifications of the work.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、締め付け完了後の締結
部材が塑性域締めされているか否かを所定回転角度以内
におけるトルク変動から確実かつ容易に検出することが
できる。また、角度固定部材により回転角度基準を定め
ることによりトルク変動の開始タイミングの特定が容易
かつ安定して行えるので、検査の標準化を行うことがで
きる。
According to the present invention, it is possible to reliably and easily detect whether or not the fastening member after the completion of the fastening is tightened in the plastic region from the torque fluctuation within a predetermined rotation angle. In addition, since the start timing of the torque fluctuation can be easily and stably specified by determining the rotation angle reference by the angle fixing member, the inspection can be standardized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施形態の塑性域締付部位用トルク
レンチの構成を説明する概念斜視図である。
FIG. 1 is a conceptual perspective view illustrating a configuration of a torque wrench for a plastic region fastening portion according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施形態の塑性域締付部位用トルク
レンチを使用した場合の品質チェック(判定)時及びナ
ットランナーによる塑性域締めを行った時のトルク変動
と回転角度の関係説明する説明図である。
FIG. 2 illustrates a relationship between a torque variation and a rotation angle at the time of quality check (judgment) when the torque wrench for a plastic region tightening portion according to the embodiment of the present invention is used and at the time of performing plastic region tightening by a nut runner. FIG.

【図3】 本発明の実施形態の塑性域締付部位用トルク
レンチを使用して、インターロック制御を行う場合の塑
性域締め工程のレイアウトを説明する説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a layout of a plastic region tightening process when performing interlock control using the torque wrench for a plastic region tightening portion according to the embodiment of the present invention.

【図4】 図3のレイアウトにおける各機器から出力さ
れる信号のタイミングチャートを示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a timing chart of signals output from each device in the layout of FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 塑性域締付部位用トルクレンチ、12 グリッ
プ、14 本体、16aボルト(締付部材)、18 ソ
ケット、20 角度固定部材、20a ホルダ、20b
本体、20c スプリング、20d アーム、22
ギア、24 角度計測用ギアボックス、26 トルクセ
ンサ、28a 電源スイッチ、28b液晶表示部、28
c 操作ボタン群、28d 塑性域判定用LED、30
a インターロック出力ケーブル、30b アナログ出
力ケーブル。
Reference Signs List 10 Torque wrench for plastic region tightening part, 12 grip, 14 body, 16a bolt (tightening member), 18 socket, 20 angle fixing member, 20a holder, 20b
Body, 20c spring, 20d arm, 22
Gear, 24 angle measurement gear box, 26 torque sensor, 28a power switch, 28b liquid crystal display, 28
c operation button group, 28d LED for plastic region judgment, 30
a Interlock output cable, 30b Analog output cable.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上久保 俊孝 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 佐藤 健司 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 森田 光昭 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 相川 省三 東京都大田区大森西1丁目16番5号 株式 会社東日製作所内 (72)発明者 小林 伸嘉 東京都大田区大森西1丁目16番5号 株式 会社東日製作所内 Fターム(参考) 3C038 AA03 CA06 CA07 CC08 EA02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Toshitaka Kamikubo 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Kenji 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation ( 72) Inventor Mitsuaki Morita 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Shozo Aikawa 1-16-5 Omori Nishi, Ota-ku, Tokyo Co., Ltd. Nobuyoshi Kobayashi F-term (reference) 3C038 AA03 CA06 CA07 CC08 EA02 1-16-5 Omorinishi, Ota-ku, Tokyo

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 操作用グリップを有する本体と、 前記本体のグリップの対向端に設けられ、ワークを締め
付ける締付部材に接続可能でかつ回転及び着脱自在なソ
ケットと、 前記ソケットと本体との間に介在し前記ソケットの回転
を伝達可能なギアと、 前記ギアに接続され前記ソケットの回転角度基準を定め
る部材であって、前記ソケットとの間隔が調整可能な角
度固定部材と、 前記ソケット回転角度を検出する角度検出部と、 前記締付部材に対するソケットの締付トルクを検出する
トルク検出部と、 前記角度検出部とトルク検出部との検出結果に基づい
て、所定角度変化内で締付トルクの変化が所定値以内で
ある場合に締結部材が塑性域でワークを締め付けている
と判定する判定部と、 を含むことを特徴とする塑性域締付部位用トルクレン
チ。
A main body having an operation grip; a socket provided at an opposite end of the grip of the main body, connectable to a tightening member for tightening a work, and rotatable and detachable; and between the socket and the main body. A gear interposed between the gears and capable of transmitting the rotation of the socket; a member connected to the gear and defining a reference for the rotation angle of the socket; an angle fixing member capable of adjusting a space between the socket and the socket; An angle detector for detecting a torque of the socket with respect to the tightening member; a torque detector for detecting a tightening torque of the socket; and a tightening torque within a predetermined angle change based on a detection result of the angle detector and the torque detector. And a determination unit for determining that the fastening member is tightening the work in the plastic region when the change in the torque is within a predetermined value. Ji.
【請求項2】 請求項1記載のトルクレンチにおいて、 前記判定部は、判定回数を認識するカウンタを有するこ
とを特徴とする塑性域締付部位用トルクレンチ。
2. The torque wrench according to claim 1, wherein the determination unit includes a counter that recognizes the number of determinations.
【請求項3】 請求項1または請求項2記載のトルクレ
ンチにおいて、 前記判定部は、判定結果に基づいて関連機器に対してイ
ンターロック信号を出力することを特徴とする塑性域締
付部位用トルクレンチ。
3. The torque wrench according to claim 1, wherein the determination unit outputs an interlock signal to a related device based on a determination result. Torque Wrench.
【請求項4】 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の
トルクレンチにおいて、 前記判定部は、前記角度検出部とトルク検出部の検出結
果及び塑性域締めの判定結果のいずれかを出力するアナ
ログ出力部を有することを特徴とする塑性域締付部位用
トルクレンチ。
4. The torque wrench according to claim 1, wherein the determination unit outputs one of a detection result of the angle detection unit and the torque detection unit and a determination result of plastic region tightening. A torque wrench for a plastic region tightening portion, comprising: an analog output portion.
【請求項5】 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の
トルクレンチにおいて、 さらに、締付部材が塑性域に達してワークを締め付けて
いるか否かを判定する判定モードと、締付部材を塑性域
まで締め付ける締付モードを切り替える切替手段を有し
ていることを特徴とする塑性域締付部位用トルクレン
チ。
5. The torque wrench according to claim 1, further comprising: a determination mode for determining whether or not the tightening member has reached a plastic region to tighten the work. A torque wrench for a plastic region tightening portion, comprising: switching means for switching a tightening mode for tightening the plastic region to a plastic region.
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