JP2009113132A - Pulse hammering tightening tool and method of detecting defective tightening of the tool - Google Patents

Pulse hammering tightening tool and method of detecting defective tightening of the tool Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pulse hammering tightening tool capable of increasing the quality of screw tightening to improve a tightening accuracy by detecting a defective tightening if the defective tightening occurs when a screw is tightened. <P>SOLUTION: The pulse hammering tightening tool includes a torque sensor or a tightening torque detection means, an angle sensor or a rotating angle detection means for detecting the rotating angle of a spindle, and a determination part or a determination means for determining whether the screw tightening is defective. The determination part determines, based on a torque value acceptable range D1 and an angle value acceptable range D2, that the screw tightening is defective when a detected torque value is smaller than a lower limit value ToPmin of the torque value acceptable range D1 when a detected angle value reaches the upper limit value APmax of the angle value acceptable range D2 and when the detected angle value is smaller than the lower limit value APmin in the angle value acceptable range D2 when the detected angle value reaches the upper limit value ToPmin in the torque value acceptable range D1. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、パルス状のトルクが付与される主軸を備え、この主軸の回転により、ボルトやナット等のネジの締付けを行うパルス式打撃締付工具およびそれにおける締付不良検知方法に関する。   The present invention relates to a pulse-type impact tightening tool including a main shaft to which a pulsed torque is applied, and tightening a screw such as a bolt or a nut by rotation of the main shaft, and a tightening failure detection method therefor.

従来、ボルトやナット等のネジの締付けに際し、パルス状のトルクが付与される主軸を備え、この主軸の回転により、ネジの締付けを行う手持ち式のツールとして構成されるトルクレンチ(いわゆる手持ち式パルスツール)が用いられている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3および特許文献4参照。)。
具体的には、上記のような手持ち式パルスツールは、その主軸に対して、エアモータや電動モータ等の回転駆動源と、この回転駆動源からの連続的な回転トルクをパルス状の打撃トルクに変換する打撃トルク発生装置とを備え、この打撃トルク発生装置からのパルス状のトルクが、主軸に付与される。そして、主軸が、その先端側がアタッチメントを介する等してネジに対して係合させられた状態で、前記のとおりパルス状のトルクが付与されながら回転させられることにより、ネジの締付けが行われる。
Conventionally, a torque wrench (so-called hand-held pulse) has been provided as a hand-held tool that tightens screws by rotating the main shaft, which is provided with a main shaft to which pulse-like torque is applied when tightening screws such as bolts and nuts. Tool) is used (see, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, and Patent Document 4).
Specifically, the hand-held pulse tool as described above has a rotational driving source such as an air motor or an electric motor, and a continuous rotational torque from the rotational driving source as a pulsed impact torque with respect to the main shaft. The impact torque generator for converting is provided, and pulsed torque from the impact torque generator is applied to the main shaft. Then, as described above, the main shaft is rotated while being applied with the pulse-like torque in a state where the tip end side is engaged with the screw through an attachment or the like, whereby the screw is tightened.

一方、ボルトやナット等のネジの締付けに際しては、ネジ締付けの品質管理、具体的には、ネジにより締結されるワークの不具合の有無、締付状態の良否、角度コントロール、軸力コントロール等において、ネジの締付角度を測定することが非常に重要である。
そこで、特許文献1には、手持ち式パルスツールにおいて、手ぶれやリバウンド等のノイズの影響を排除して、正確なネジの締付角度の測定を行うための技術が開示されている。具体的には、次のような技術が開示されている。すなわち、特許文献1に開示されている手持ち式パルスツールにおいては、締付トルクおよび主軸の回転角度が検出される。そして、検出された締付トルクの値が、予め設定された値(スナッグトルク)以上である間の主軸の回転角度が、主軸に付与されるパルス状の締付トルクにおいて積算され、その積算値が、ネジの締付角度として算出される。
On the other hand, when tightening screws such as bolts and nuts, quality control of screw tightening, specifically, whether there is a defect in the work fastened by the screw, whether the tightening state is good, angle control, axial force control, etc. It is very important to measure the tightening angle of the screw.
Therefore, Patent Document 1 discloses a technique for accurately measuring the tightening angle of a screw in a hand-held pulse tool by eliminating the influence of noise such as camera shake and rebound. Specifically, the following techniques are disclosed. That is, in the hand-held pulse tool disclosed in Patent Document 1, the tightening torque and the rotation angle of the main shaft are detected. Then, the rotation angle of the main shaft while the detected value of the tightening torque is equal to or greater than a preset value (snugging torque) is integrated in the pulsed tightening torque applied to the main shaft, and the integrated value Is calculated as the screw tightening angle.

しかし、従来の手持ち式パルスツールにおいては、締付トルクの精度は高めることができても、締付不良が発生した場合、ネジやネジにより締結されるワーク側の不良要因を検知することができない。
すなわち、従来の手持ち式パルスツールにおいては、検出した締付トルクの値が用いられたり、特許文献3に示されているような作動停止機構が備えられたりすること等により、ネジの締付けに際し、その締付トルクが予め設定された所定の値に達した時に、ツールの作動(エアモータ等の回転駆動源の作動)を自動停止させるための構成が備えられているものがある。このように、ネジの締付けに際し、締付トルクの値のみを基準にツールの作動を停止させる構成においては、締付不良が発生した場合であっても、締付トルクが予め設定された所定の値に達することでツールは停止し、締付トルクが予め設定された所定の値に達しない限りツールは停止しないこととなる。このような現象について、図7に示すグラフを用いて説明する。
However, in the conventional hand-held pulse tool, even if the accuracy of the tightening torque can be increased, if a tightening failure occurs, it is not possible to detect the failure factor on the workpiece side that is tightened with screws. .
That is, in the conventional hand-held pulse tool, when the value of the detected tightening torque is used or an operation stop mechanism as shown in Patent Document 3 is provided, etc., when tightening the screw, Some have a configuration for automatically stopping the operation of the tool (operation of a rotary drive source such as an air motor) when the tightening torque reaches a predetermined value. Thus, in the configuration in which the operation of the tool is stopped based on only the value of the tightening torque when tightening the screw, even if a tightening failure occurs, a predetermined tightening torque is set. The tool stops when the value is reached, and the tool does not stop unless the tightening torque reaches a predetermined value. Such a phenomenon will be described with reference to the graph shown in FIG.

図7は、ネジの締付けに際しての、主軸の回転角度の値(deg)と締付トルクの値(N・m)との関係を示すグラフの例である。なお、主軸の回転角度の値については、ネジがワークの座面に対して接触したこと(ネジがワークに着座したこと)が、締付トルクの値から検出された時点での値が基準(0deg)である。
本例では、前記のとおりネジの締付けに際してツールの作動を自動停止させるために予め設定される締付トルクについての所定の値(以下「ターゲットトルク」という。)が、30N・mに設定されている。
FIG. 7 is an example of a graph showing the relationship between the rotation angle value (deg) of the main shaft and the tightening torque value (N · m) during screw tightening. The value of the rotation angle of the main spindle is based on the value at the time when the fact that the screw is in contact with the seat surface of the workpiece (the screw is seated on the workpiece) is detected from the value of the tightening torque. 0 deg).
In this example, as described above, a predetermined value (hereinafter referred to as “target torque”) of a tightening torque that is set in advance to automatically stop the operation of the tool when the screw is tightened is set to 30 N · m. Yes.

ネジの締付けに際し、正常なネジの締付けが行われた場合、主軸の回転角度(以下単に「回転角度」という。)の値の増加にともない、締付トルクの値も増加し、回転角度の値が所定の範囲内にある状態で、締付トルクの値がターゲットトルクに達することとなる。つまり、正常なネジの締付けが行われた場合、回転角度の値と締付トルクの値との関係において、締付トルクの値がターゲットトルクに達する際の回転角度の値の範囲がある程度定まり、その範囲において締付トルクの値がターゲットトルクに達することで、締付不良が発生することなく、ネジ締付けの品質について良品であることが確保される。
図7のグラフにおいて、回転角度の値について符号D101で示す角度範囲が、前記のとおりネジ締付けの品質について良品であることが確保される回転角度の値の角度範囲(以下「良品角度範囲D101」という。)である。本例では、良品角度範囲D101は、80〜130deg程度の範囲となる。
When tightening the screws normally, the tightening torque value increases as the spindle rotation angle (hereinafter simply referred to as “rotation angle”) increases. In a state where is within a predetermined range, the value of the tightening torque reaches the target torque. That is, when normal screw tightening is performed, the range of the rotation angle value when the tightening torque value reaches the target torque is determined to some extent in the relationship between the rotation angle value and the tightening torque value. When the value of the tightening torque reaches the target torque in that range, it is ensured that the quality of the screw tightening is a non-defective product without causing a tightening failure.
In the graph of FIG. 7, the angle range indicated by the symbol D101 for the rotation angle value is the angle range of the rotation angle value that ensures that the screw tightening quality is non-defective as described above (hereinafter, “non-defective angle range D101”). It is said.) In this example, the non-defective product angle range D101 is in a range of about 80 to 130 deg.

したがって、図7のグラフにおいて、実線で示すグラフA101は、ネジの締付けが正常に行われた場合のグラフとなる。つまり、グラフA101を示すネジの締付けにおいては、回転角度の値が良品角度範囲D101内の値である状態で、締付トルクの値がターゲットトルク(直線T101参照)に達している。言い換えると、締付トルクの値がターゲットトルクに達した時点での回転角度の値が、良品角度範囲D101内の値となっている。   Therefore, in the graph of FIG. 7, a graph A101 indicated by a solid line is a graph in a case where the screws are normally tightened. That is, in tightening the screw shown in the graph A101, the tightening torque value reaches the target torque (see the straight line T101) in a state where the rotation angle value is within the non-defective angle range D101. In other words, the value of the rotation angle when the value of the tightening torque reaches the target torque is a value within the non-defective product angle range D101.

一方、図7のグラフにおいて、破線で示すグラフA102および一点鎖線で示すグラフA103は、ネジの締付けに際して締付不良が発生した場合のグラフとなる。すなわち、グラフA102を示すネジの締付けにおいては、締付トルクの値がターゲットトルクに達する前に、回転角度の値が良品角度範囲D101を超えている。また、グラフA103を示すネジの締付けにおいては、回転角度の値が良品角度範囲D101に達する前に、締付トルクの値がターゲットトルクに達している。このように、ネジの締付けに際して締付不良が発生した場合、締付トルクの値がターゲットトルクに達した時点での回転角度の値が、良品角度範囲D101外の値となる。
なお、グラフA102で示されるように、締付トルクの値がターゲットトルクに達する前に、回転角度の値が良品角度範囲D101を越える場合の締付不良の不良要因としては、ネジ山つぶれ等が考えられる。また、グラフA103で示されるように、回転角度の値が良品角度範囲D101に達する前に、締付トルクの値がターゲットトルクに達する場合の締付不良の不良要因としては、ネジの締付けに際して部材間に介装されるワッシャ等の欠品等が考えられる。
On the other hand, in the graph of FIG. 7, a graph A102 indicated by a broken line and a graph A103 indicated by an alternate long and short dash line are graphs when a tightening failure occurs during tightening of a screw. That is, in the screw tightening shown in the graph A102, the rotation angle value exceeds the non-defective product angle range D101 before the tightening torque value reaches the target torque. Further, in the screw tightening shown in the graph A103, the value of the tightening torque reaches the target torque before the value of the rotation angle reaches the non-defective product angle range D101. As described above, when a tightening failure occurs during tightening of the screw, the value of the rotation angle when the value of the tightening torque reaches the target torque becomes a value outside the non-defective product angle range D101.
Note that, as shown in the graph A102, before the tightening torque value reaches the target torque, the cause of the poor tightening when the rotation angle value exceeds the non-defective product angle range D101 is, for example, screw crushing. Conceivable. Further, as shown in the graph A103, the cause of the poor tightening when the value of the tightening torque reaches the target torque before the value of the rotation angle reaches the non-defective product angle range D101 is as follows. A missing item such as a washer interposed between them may be considered.

以上のように、従来の手持ち式パルスツールにおいては、ネジの締付けに際し、締付トルクの値のみを基準にツールの作動を停止させる構成が採用されていることから、締付不良が生じた場合であっても、締付トルクの値からはそれを検知することができず、ネジの締付けの品質について良品と不良品とを判別することができなかった。
特開2007−30056号公報 実公平1−29012号公報 特開平6−312381号公報 特開平10−15843号公報
As described above, the conventional hand-held pulse tool employs a configuration that stops the operation of the tool based on only the tightening torque value when tightening the screw. Even so, it could not be detected from the value of the tightening torque, and the quality of the screw tightening could not be determined as good or defective.
Japanese Patent Laid-Open No. 2007-30056 Japanese Utility Model Publication No. 1-29012 Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-321381 Japanese Patent Laid-Open No. 10-15843

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、ネジの締付けに際し、締付不良が発生した場合、それを検知することが可能となり、締付精度の向上を図ることができ、ネジの締付についての品質の向上を図ることができるパルス式打撃締付工具およびそれにおける締付不良検知方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the problem to be solved is that it is possible to detect a tightening failure when tightening a screw. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a pulse-type impact tightening tool capable of improving the tightening accuracy and improving the quality of screw tightening, and a tightening failure detection method therefor.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。   The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.

すなわち、請求項1においては、回転駆動源と、該回転駆動源からの回転トルクが変換されたパルス状の打撃トルクが付与される主軸とを備え、該主軸の回転により、ネジの締付けを行うパルス式打撃締付工具であって、前記ネジの締付トルクを検出する締付トルク検出手段と、前記主軸の回転角度を検出する回転角度検出手段と、ネジの締付けについての締付不良を判定する判定手段と、を備え、前記判定手段は、前記締付トルク検出手段により検出される前記締付トルクの値、および前記回転角度検出手段により検出される前記回転角度の値のそれぞれについて、予め設定される所定の合格範囲に基づき、前記回転角度検出手段により検出された前記回転角度の値がその前記合格範囲の上限値に達した時に、前記締付トルク検出手段により検出された前記締付トルクの値がその前記合格範囲の下限値よりも小さい場合、および前記締付トルク検出手段により検出された前記締付トルクの値がその前記合格範囲の上限値に達した時に、前記回転角度検出手段により検出された前記回転角度の値がその前記合格範囲の下限値よりも小さい場合を、前記締付不良として検知するものである。   That is, according to the first aspect of the present invention, a rotation drive source and a main shaft to which a pulsed impact torque obtained by converting the rotation torque from the rotation drive source is provided, and the screw is tightened by the rotation of the main shaft. A pulse-type impact tightening tool, wherein a tightening torque detecting means for detecting the tightening torque of the screw, a rotation angle detecting means for detecting a rotation angle of the main shaft, and a tightening failure with respect to the tightening of the screw are determined. Determining means, wherein the determining means is configured in advance for each of the value of the tightening torque detected by the tightening torque detecting means and the value of the rotation angle detected by the rotation angle detecting means. When the value of the rotation angle detected by the rotation angle detection means reaches the upper limit value of the pass range based on a predetermined pass range that is set, the tightening torque detection means When the detected value of the tightening torque is smaller than the lower limit value of the acceptable range, and the value of the tightening torque detected by the tightening torque detecting means has reached the upper limit value of the acceptable range. Sometimes, the case where the value of the rotation angle detected by the rotation angle detection means is smaller than the lower limit value of the acceptable range is detected as the tightening failure.

請求項2においては、請求項1に記載のパルス式打撃締付工具において、ネジの締付けにおける所定の基準時からの経過時間を計測する経過時間計測手段を備え、前記判定手段は、前記経過時間計測手段により計測される前記経過時間の値について、予め設定される所定の合格範囲に基づき、前記経過時間計測手段により計測された前記経過時間の値がその前記合格範囲の上限値に達した時に、前記締付トルク検出手段により検出された前記締付トルクの値または前記回転角度検出手段により検出された前記回転角度の値がそれぞれの前記合格範囲の下限値よりも小さい場合、および前記締付トルク検出手段により検出された前記締付トルクの値または前記回転角度検出手段により検出された前記回転角度の値がそれぞれの前記合格範囲の上限値に達した時に、前記経過時間計測手段により計測された前記経過時間の値がその前記合格範囲の下限値よりも小さい場合を、前記締付不良として検知するものである。   The pulse-type impact tightening tool according to claim 1, further comprising an elapsed time measuring unit that measures an elapsed time from a predetermined reference time in screw tightening, wherein the determination unit includes the elapsed time. About the value of the elapsed time measured by the measuring means, when the value of the elapsed time measured by the elapsed time measuring means reaches the upper limit value of the acceptable range based on a predetermined acceptable range set in advance. A value of the tightening torque detected by the tightening torque detection means or a value of the rotation angle detected by the rotation angle detection means is smaller than a lower limit value of each acceptable range; and the tightening The value of the tightening torque detected by the torque detection means or the value of the rotation angle detected by the rotation angle detection means exceeds the respective acceptable ranges. When it reaches a value, where the value of has been the elapsed time measured by the elapsed time measuring means is less than the lower limit value of the said acceptance range, and detects as a defective said clamping.

請求項3においては、請求項2に記載のパルス式打撃締付工具において、前記判定手段は、前記締付トルクの値について予め設定されるネジの締付けにおける初期基準値、および前記回転角度の値ならびに前記経過時間の値のそれぞれについて予め設定される最低基準値に基づき、前記締付トルク検出手段により検出された前記締付トルクの値が前記初期基準値に達した時に、前記回転角度検出手段により検出された前記回転角度の値または前記経過時間計測手段により計測された前記経過時間の値がそれぞれの前記最低基準値よりも小さい場合を、前記締付不良として検知するものである。   According to a third aspect of the present invention, in the pulse-type impact tightening tool according to the second aspect, the determination means includes an initial reference value for screw tightening preset for the tightening torque value, and a value of the rotation angle. And the rotation angle detecting means when the value of the tightening torque detected by the tightening torque detecting means reaches the initial reference value based on a minimum reference value preset for each of the elapsed time values. The case where the value of the rotation angle detected by the above or the value of the elapsed time measured by the elapsed time measuring means is smaller than the minimum reference value is detected as the tightening failure.

請求項4においては、回転駆動源と、該回転駆動源からの回転トルクが変換されたパルス状の打撃トルクが付与される主軸とを備え、該主軸の回転により、ネジの締付けを行うパルス式打撃締付工具における締付不良検知方法であって、前記ネジの締付トルクおよび前記主軸の回転角度を検出し、検出する前記締付トルクの値、および前記回転角度の値のそれぞれについて、予め設定した所定の合格範囲に基づき、検出した前記回転角度の値がその前記合格範囲の上限値に達した時に、検出した前記締付トルクの値がその前記合格範囲の下限値よりも小さい場合、および検出した前記締付トルクの値がその前記合格範囲の上限値に達した時に、検出した前記回転角度の値がその前記合格範囲の下限値よりも小さい場合を、締付不良として検知するものである。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a pulse type that includes a rotation drive source and a main shaft to which a pulse-like impact torque obtained by converting the rotation torque from the rotation drive source is applied, and the screw is tightened by the rotation of the main shaft. A tightening failure detection method for an impact tightening tool, wherein the tightening torque of the screw and the rotation angle of the main shaft are detected, and the value of the tightening torque to be detected and the value of the rotation angle are detected in advance. When the detected value of the tightening torque is smaller than the lower limit value of the acceptable range when the value of the detected rotation angle reaches the upper limit value of the acceptable range based on the set predetermined acceptable range, And when the detected value of the tightening torque reaches the upper limit value of the acceptable range, the detected value of the rotation angle is smaller than the lower limit value of the acceptable range is detected as a tightening failure. Is shall.

請求項5においては、請求項4に記載のパルス式打撃締付工具における締付不良検知方法において、ネジの締付けにおける所定の基準時からの経過時間を計測し、計測する前記経過時間の値について、予め設定した所定の合格範囲に基づき、計測した前記経過時間の値がその前記合格範囲の上限値に達した時に、検出した前記締付トルクの値または検出した前記回転角度の値がそれぞれの前記合格範囲の下限値よりも小さい場合、および検出した前記締付トルクの値または検出した前記回転角度の値がそれぞれの前記合格範囲の上限値に達した時に、計測した前記経過時間の値がその前記合格範囲の下限値よりも小さい場合を、締付不良として検知するものである。   In claim 5, in the tightening failure detection method in the pulse-type impact tightening tool according to claim 4, the elapsed time from a predetermined reference time in screw tightening is measured, and the value of the elapsed time to be measured is measured. Based on a predetermined pass range set in advance, when the measured elapsed time value reaches the upper limit value of the pass range, the detected tightening torque value or the detected rotation angle value is When the value is smaller than the lower limit value of the acceptable range, and when the detected tightening torque value or the detected rotation angle value reaches the upper limit value of the respective acceptable range, the measured elapsed time value is The case where it is smaller than the lower limit value of the acceptable range is detected as a tightening failure.

請求項6においては、請求項5に記載のパルス式打撃締付工具における締付不良検知方法において、前記締付トルクの値について予め設定したネジの締付けにおける初期基準値、および前記回転角度の値ならびに前記経過時間の値のそれぞれについて予め設定した最低基準値に基づき、検出した前記締付トルクの値が前記初期基準値に達した時に、検出した前記回転角度の値または計測した前記経過時間の値がそれぞれの前記最低基準値よりも小さい場合を、締付不良として検知するものである。   According to a sixth aspect of the present invention, in the tightening failure detection method for the pulse-type impact tightening tool according to the fifth aspect of the present invention, an initial reference value for screw tightening that is set in advance for the tightening torque value, and the value of the rotation angle. In addition, based on the minimum reference value set in advance for each of the elapsed time values, the detected rotation angle value or the measured elapsed time value when the detected tightening torque value reaches the initial reference value. A case where the value is smaller than each of the minimum reference values is detected as a tightening failure.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
すなわち、本発明によれば、ネジの締付けに際し、締付不良が発生した場合、それを検知することが可能となり、締付精度の向上を図ることができ、ネジの締付についての品質の向上を図ることができる。
As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
That is, according to the present invention, when a tightening failure occurs when tightening a screw, it is possible to detect the tightening accuracy, and it is possible to improve the tightening accuracy and improve the quality of the tightening of the screw. Can be achieved.

次に、発明の実施の形態を説明する。
まず、図1および図2を用いて、本発明に係るパルス式打撃締付工具の実施の一形態であるトルクレンチの構成について説明する。
図1に、本実施形態に係るトルクレンチの本体(以下「ツール本体1」とする。)を示す。ツール本体1は、ボルトやナット等のネジの締付けに際して用いられる手持ち式のツールとして構成される、いわゆる手持ち式パルスツールである。したがって、ツール本体1は、把持部2aを有するハウジング2により外装されている。
Next, embodiments of the invention will be described.
First, the configuration of a torque wrench that is an embodiment of a pulse-type impact tightening tool according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 shows a torque wrench main body (hereinafter referred to as “tool main body 1”) according to the present embodiment. The tool body 1 is a so-called hand-held pulse tool configured as a hand-held tool used for tightening screws such as bolts and nuts. Therefore, the tool main body 1 is packaged by the housing 2 having the grip portion 2a.

図1に示すように、本実施形態のトルクレンチは、回転駆動源としてのエアモータ3と、このエアモータ3からの回転トルクが変換されたパルス状の打撃トルクが付与される主軸4とを備え、この主軸4の回転により、ネジの締付けを行う。つまり、本実施形態のトルクレンチは、エアモータ駆動式のトルクレンチとして構成される。   As shown in FIG. 1, the torque wrench of the present embodiment includes an air motor 3 as a rotational drive source, and a main shaft 4 to which a pulsed impact torque obtained by converting the rotational torque from the air motor 3 is applied. Screws are tightened by the rotation of the main shaft 4. That is, the torque wrench of this embodiment is configured as an air motor driven torque wrench.

エアモータ3は、ハウジング2内に設けられる。エアモータ3は、高圧空気により回転トルクを発生させるロータ5を有する。ロータ5に対する高圧空気の供給および停止は、ハウジング2の把持部2aに設けられる操作レバー6の操作を介して行われる。操作レバー6は、把持部2a内に設けられるメインバルブ7と連動している。メインバルブ7は、ロータ5に対する高圧空気の供給および停止を行う。つまり、操作レバー6の操作により、メインバルブ7が操作され、ロータ5に対する高圧空気の供給・停止が行われる。ここで、ロータ5に対する高圧空気は、ハウジング2の把持部2aの端部に接続されるエアホース(図示略)等を介して、エアポンプ等のエア源から供給される。
なお、トルクレンチが備える回転駆動源は、本実施形態に限定されるものではない。つまり、本実施形態のトルクレンチは、その回転駆動源としてエアモータ3を備えるが、これに代えて、例えば電動モータが用いられてもよい。つまりこの場合、トルクレンチが、電動モータ駆動式のトルクレンチとして構成される。
The air motor 3 is provided in the housing 2. The air motor 3 has a rotor 5 that generates rotational torque by high-pressure air. Supply and stop of the high-pressure air to the rotor 5 are performed through operation of an operation lever 6 provided in the grip portion 2 a of the housing 2. The operation lever 6 is interlocked with a main valve 7 provided in the grip portion 2a. The main valve 7 supplies and stops high-pressure air to the rotor 5. That is, by operating the operation lever 6, the main valve 7 is operated, and high-pressure air is supplied to and stopped from the rotor 5. Here, the high-pressure air for the rotor 5 is supplied from an air source such as an air pump via an air hose (not shown) connected to the end of the grip portion 2 a of the housing 2.
In addition, the rotational drive source with which a torque wrench is provided is not limited to this embodiment. That is, the torque wrench of the present embodiment includes the air motor 3 as its rotational drive source, but instead of this, for example, an electric motor may be used. That is, in this case, the torque wrench is configured as an electric motor drive type torque wrench.

主軸4は、ツール本体1における出力軸であり、その一端部(先端部)がハウジング2から突出した状態で、回転可能に支持される。この主軸4のハウジング2からの先端突出部が、アタッチメントを介する等してネジに対して係合する。つまり、ネジに対して係合した状態の主軸4が、回転させられることにより、ネジの締付けが行われる。   The main shaft 4 is an output shaft in the tool main body 1, and is rotatably supported with one end portion (tip portion) protruding from the housing 2. The tip protruding portion of the main shaft 4 from the housing 2 is engaged with the screw through an attachment or the like. That is, the main shaft 4 engaged with the screw is rotated to tighten the screw.

ハウジング2内におけるエアモータ3と主軸4との間には、油圧式の打撃トルク発生装置8が設けられる。
打撃トルク発生装置8は、エアモータ3からの連続的な回転トルクをパルス状の打撃トルクに変換する。すなわち、打撃トルク発生装置8は、エアモータ3のロータ5と連結され、ロータ5により発生させられる回転トルクをパルス状の打撃トルクに変換する。この打撃トルク発生装置8により変換された後のパルス状の打撃トルクが、主軸4に伝達される。これにより、主軸4に対してパルス状の打撃トルクが付与される。
打撃トルク発生装置8は、油圧が用いられる公知の構成により、エアモータ3からの連続的な回転トルクをパルス状の打撃トルクに変換する。油圧式の打撃トルク発生装置8は、概略的には次のような構成を有する。
A hydraulic striking torque generator 8 is provided between the air motor 3 and the main shaft 4 in the housing 2.
The striking torque generator 8 converts continuous rotational torque from the air motor 3 into pulsed striking torque. That is, the striking torque generator 8 is connected to the rotor 5 of the air motor 3 and converts the rotational torque generated by the rotor 5 into a pulsed striking torque. The pulsed impact torque after being converted by the impact torque generating device 8 is transmitted to the main shaft 4. Thereby, a pulsed impact torque is applied to the main shaft 4.
The striking torque generator 8 converts a continuous rotational torque from the air motor 3 into a pulsed striking torque by a known configuration in which hydraulic pressure is used. The hydraulic striking torque generator 8 generally has the following configuration.

すなわち、打撃トルク発生装置8は、ロータ5に連結されロータ5の回転によって回転する略筒状のライナーと、主軸4に対して主軸4の径方向外側に付勢された状態で同径方向に移動可能に設けられるベーン(羽根)とを有する。略筒状のライナーは、主軸4に対して同軸状態で設けられる。略筒状のライナーが有する内部空間に、主軸4が挿通された状態となる。ライナーの内部空間内、つまりライナーの内部空間内における主軸4よりも外側の空間(主軸4とライナーとの間の空間)内には、作動油が充填・密閉される。また、主軸4に対して設けられるベーンは、主軸4におけるライナーが位置する部分に設けられる。したがって、ベーンは、前記のとおり主軸4の径方向外側に付勢されているため、ライナーの内周面(内部空間を形成する面)に当接した状態となる。また、ライナーの内周面および主軸4の外周面のそれぞれの面には、所定の位置にシール面が形成される。ライナーの内周面のシール面と、主軸4の外周面のシール面およびベーンとは、ライナーと主軸4との相対的な回転により合致し、その合致した状態でライナーの内部空間を高圧室と低圧室とに区画する。
このような構成により、エアモータ3のロータ5の回転にともなってライナーが回転することにより、ライナーの内周面のシール面と、主軸4の外周面のシール面およびベーンとが合致するたび、ライナーの回転が作動油を介して主軸4に伝達される。
That is, the impact torque generating device 8 is connected to the rotor 5 and rotated in the same radial direction while being urged radially outward of the main shaft 4 with respect to the main shaft 4. And a vane (blade) provided to be movable. The substantially cylindrical liner is provided coaxially with the main shaft 4. The main shaft 4 is inserted into the internal space of the substantially cylindrical liner. The working oil is filled and sealed in the inner space of the liner, that is, in the space outside the main shaft 4 in the inner space of the liner (the space between the main shaft 4 and the liner). Further, the vane provided for the main shaft 4 is provided at a portion of the main shaft 4 where the liner is located. Therefore, since the vane is urged to the outer side in the radial direction of the main shaft 4 as described above, the vane comes into contact with the inner peripheral surface (surface forming the internal space) of the liner. A seal surface is formed at a predetermined position on each of the inner peripheral surface of the liner and the outer peripheral surface of the main shaft 4. The sealing surface of the inner peripheral surface of the liner, the sealing surface of the outer peripheral surface of the main shaft 4 and the vane are matched by relative rotation between the liner and the main shaft 4, and the inner space of the liner and the high-pressure chamber are matched with each other. Divide into low pressure chambers.
With such a configuration, when the liner rotates with the rotation of the rotor 5 of the air motor 3, the liner and the seal surface of the outer peripheral surface of the spindle 4 and the vane each match the liner. Is transmitted to the main shaft 4 via the hydraulic oil.

以上のようにして、エアモータ3からの連続的な回転トルクが、主軸4に対するパルス状の打撃トルクに変換される。打撃トルク発生装置8についての公知の構成としては、例えば、特許文献2、特許文献3、および特許文献4を参照することができる。
なお、本実施形態の打撃トルク発生装置8は、油圧式であるが、これに代えて、ロータ5の回転力により機械的に打撃力を発生させる機械式の打撃トルク発生装置が用いられてもよい。
As described above, the continuous rotational torque from the air motor 3 is converted into a pulsed impact torque on the main shaft 4. For example, Patent Document 2, Patent Document 3, and Patent Document 4 can be referred to as known configurations for the impact torque generating device 8.
The impact torque generating device 8 of the present embodiment is a hydraulic type, but instead of this, a mechanical impact torque generating device that mechanically generates an impact force by the rotational force of the rotor 5 may be used. Good.

また、本実施形態のトルクレンチは、そのツール本体1に、作動停止機構(図示略)を備える。作動停止機構は、トルクレンチによるネジの締付けに際し、その締付トルクが予め設定された所定の値(以下「ターゲットトルク」という。)に達した時に、ツール本体1の作動(エアモータ3の作動)を自動停止させるための構成である。
本実施形態においては、作動停止機構は、概略的には次のようにして構成される。
In addition, the torque wrench of the present embodiment includes an operation stop mechanism (not shown) in the tool body 1. The operation stop mechanism operates the tool body 1 (operation of the air motor 3) when the tightening torque reaches a predetermined value (hereinafter referred to as “target torque”) when tightening the screw with a torque wrench. Is a configuration for automatically stopping.
In the present embodiment, the operation stop mechanism is schematically configured as follows.

すなわち、作動停止機構は、前述したような打撃トルク発生装置8におけるライナーの内部空間と連通するシャットオフバルブを有する。シャットオフバルブは、閉動作することで、エアモータ3に対する高圧空気の供給を遮断する。また、作動停止機構においては、打撃トルク発生装置8においてライナーの回転にともない作動油が充填される内部空間に形成される高圧室について、予め所定の圧力が設定される。   That is, the operation stop mechanism has a shutoff valve that communicates with the inner space of the liner in the impact torque generating device 8 as described above. The shutoff valve closes to shut off the supply of high-pressure air to the air motor 3. In the operation stop mechanism, a predetermined pressure is set in advance for the high pressure chamber formed in the internal space filled with the hydraulic oil as the liner rotates in the impact torque generating device 8.

そして、トルクレンチにおいては、ネジの締付けに際し、操作レバー6が操作されることにより、メインバルブ7が開かれる。メインバルブ7が開くことにより、エアモータ3に対して高圧空気が供給され、ロータ5が回転駆動する。これにより、打撃トルク発生装置8のライナーが回転し、主軸4に対してパルス状の打撃トルクが付与される。この際、打撃トルク発生装置8において形成される高圧室の圧力が、前記所定の圧力に達するまで、主軸4に対するパルス状の打撃トルクの付与(エアモータ3の作動(ロータ5の回転))にともなうネジの締付けが行われる。
つまり、ネジの締付けが進行すると、締付トルクが大きくなり、これにともなって打撃トルク発生装置8における高圧室の圧力も上昇する。そして、前記高圧室の圧力が前記所定の圧力に達すると、ライナーの内部空間における高圧側の作動油が、前記シャットオフバルブを閉動作させ、エアモータ3の作動(ロータ5の回転)が停止する。これにより、主軸4に対するパルス状の打撃トルクの付与が停止する。
In the torque wrench, the main valve 7 is opened by operating the operation lever 6 when tightening the screws. When the main valve 7 is opened, high-pressure air is supplied to the air motor 3 and the rotor 5 is rotationally driven. As a result, the liner of the impact torque generating device 8 rotates and a pulsed impact torque is applied to the main shaft 4. At this time, the pressure of the high-pressure chamber formed in the striking torque generator 8 is applied with a pulse-shaped striking torque (operation of the air motor 3 (rotation of the rotor 5)) until the predetermined pressure is reached. Screws are tightened.
That is, as the tightening of the screw proceeds, the tightening torque increases, and the pressure in the high-pressure chamber in the impact torque generating device 8 increases accordingly. When the pressure in the high-pressure chamber reaches the predetermined pressure, the high-pressure side hydraulic oil in the inner space of the liner closes the shut-off valve, and the operation of the air motor 3 (rotation of the rotor 5) stops. . As a result, the application of the pulsed impact torque to the main shaft 4 is stopped.

以上のようにして、トルクレンチによるネジの締付けに際し、その締付トルクがターゲットトルクに達した時に、ツール本体1の作動(エアモータ3の作動)が自動停止する。
なお、作動停止機構の構成は、本実施形態に限定されるものではない。作動停止機構としては、他の公知の構成を採用することができる。作動停止機構についての公知の構成としては、例えば、特許文献3を参照することができる。
As described above, when the screw is tightened with the torque wrench and the tightening torque reaches the target torque, the operation of the tool body 1 (operation of the air motor 3) is automatically stopped.
Note that the configuration of the operation stop mechanism is not limited to this embodiment. Other known configurations can be employed as the operation stopping mechanism. As a known configuration of the operation stop mechanism, for example, Patent Document 3 can be referred to.

また、本実施形態のトルクレンチは、ネジの締付トルクを検出する締付トルク検出手段としてのトルクセンサ10と、主軸4の回転角度を検出する回転角度検出手段としての角度センサ20とを備える。   Further, the torque wrench of the present embodiment includes a torque sensor 10 as a tightening torque detection unit that detects a tightening torque of the screw, and an angle sensor 20 as a rotation angle detection unit that detects the rotation angle of the main shaft 4. .

図1に示すように、本実施形態のトルクセンサ10は、ハウジング2内に設けられ、主軸4の所定の部分を周回するように配設される励磁コイル11と検出コイル12とを有する磁歪式センサとして構成される。主軸4において、励磁コイル11および検出コイル12が配設される所定の部分には、主軸4の外周面に溝加工が施された溝加工部4aが設けられる。
かかる構成を有するトルクセンサ10において、励磁コイル11によって磁界が形成され、主軸4の溝加工部4aを介する透磁率変化が、トルクの大きさに関係する(比例する)検出コイル12からの出力電圧の変化として検出される。つまり、磁歪式センサとして構成されるトルクセンサ10においては、主軸4の透磁率変化にともなう検出コイル12からの出力電圧の変化が換算されることにより、主軸4が伝達するトルク(締付トルク)が検出される。トルクセンサ10による検出信号(電圧信号)は、ハウジング2内に配され把持部2aの端部から導出されるケーブル14を介してコントローラ50(図2参照)に送信される。
なお、トルクセンサ10の構成は、本実施形態に限定されるものではない。トルクセンサ10としては、例えば歪ゲージ式センサ等の各種トルクセンサを採用することができる。
As shown in FIG. 1, the torque sensor 10 of the present embodiment is provided in the housing 2 and has a magnetostrictive type having an excitation coil 11 and a detection coil 12 arranged so as to go around a predetermined portion of the main shaft 4. Configured as a sensor. In the main shaft 4, a groove processing portion 4 a in which the outer peripheral surface of the main shaft 4 is grooved is provided at a predetermined portion where the exciting coil 11 and the detection coil 12 are disposed.
In the torque sensor 10 having such a configuration, a magnetic field is formed by the excitation coil 11, and the change in permeability through the groove processing portion 4a of the main shaft 4 is related to (proportional to) the magnitude of the torque. Is detected as a change. That is, in the torque sensor 10 configured as a magnetostrictive sensor, the torque (tightening torque) transmitted by the main shaft 4 is converted by converting the change in the output voltage from the detection coil 12 accompanying the change in the magnetic permeability of the main shaft 4. Is detected. A detection signal (voltage signal) from the torque sensor 10 is transmitted to the controller 50 (see FIG. 2) via the cable 14 arranged in the housing 2 and led out from the end of the grip portion 2a.
The configuration of the torque sensor 10 is not limited to this embodiment. As torque sensor 10, various torque sensors, such as a strain gauge type sensor, are employable, for example.

同じく図1に示すように、本実施形態の角度センサ20は、ハウジング2内に設けられ、主軸4の所定の部分に設けられるロータ鉄心21と、このロータ鉄心21の周回するように設けられるステータ鉄心22と、このステータ鉄心22に巻着されるステータコイル23とを有する磁気式センサとして構成される。
かかる構成を有する角度センサ20において、主軸4の回転にともなってステータコイル23が励磁されると、ステータコイル23に出力電圧が誘起される。このステータコイル23の出力電圧は、主軸4の回転角度によって変化するため、ステータコイル23の出力電圧が検出される。つまり、磁気式センサとして構成される角度センサ20においては、主軸4の回転にともなうステータコイル23からの出力電圧が換算されることにより、主軸4の回転角度が検出される。角度センサ20による検出信号(電圧信号)は、ハウジング2に沿って配され把持部2aの端部から導出されるケーブル24を介してコントローラ50(図2参照)に送信される。
なお、角度センサ20の構成は、本実施形態に限定されるものではない。角度センサ20としては、例えば光学式センサ等の各種角度センサを採用することができる。
Similarly, as shown in FIG. 1, the angle sensor 20 of the present embodiment is provided in the housing 2, a rotor core 21 provided in a predetermined portion of the main shaft 4, and a stator provided so as to go around the rotor core 21. The magnetic sensor includes an iron core 22 and a stator coil 23 wound around the stator iron core 22.
In the angle sensor 20 having such a configuration, when the stator coil 23 is excited as the main shaft 4 rotates, an output voltage is induced in the stator coil 23. Since the output voltage of the stator coil 23 varies depending on the rotation angle of the main shaft 4, the output voltage of the stator coil 23 is detected. That is, in the angle sensor 20 configured as a magnetic sensor, the rotation angle of the main shaft 4 is detected by converting the output voltage from the stator coil 23 as the main shaft 4 rotates. A detection signal (voltage signal) from the angle sensor 20 is transmitted to the controller 50 (see FIG. 2) via the cable 24 arranged along the housing 2 and led out from the end of the grip portion 2a.
The configuration of the angle sensor 20 is not limited to this embodiment. As angle sensor 20, various angle sensors, such as an optical sensor, can be adopted, for example.

また、図2に示すように、本実施形態のトルクレンチは、制御装置としてのコントローラ50を備える。コントローラ50は、制御部51と、表示部52とを備える。   Moreover, as shown in FIG. 2, the torque wrench of this embodiment is provided with the controller 50 as a control apparatus. The controller 50 includes a control unit 51 and a display unit 52.

制御部51は、ツール本体1の動作を制御する。制御部51は、実体的には、種々のプログラム等を格納する格納部、これらのプログラム等を展開する展開部、これらのプログラム等に従って所定の演算を行う演算部、演算部による演算結果などを保管する保管部、締付トルクや主軸4の回転角度等について予め設定される値を記憶する記憶部等を有する。前記格納部に格納されるプログラム等には、後述する締付不良検知プログラムが含まれる。制御部51としては、具体的には、CPU、ROM、RAM、HDD等がバスで接続される構成や、ワンチップのLSI等からなる構成が用いられる。
なお、本実施形態の制御部51は、専用品であるが、市販のパーソナルコンピュータやワークステーション等に上記プログラム等が格納されたものでも代替可能である。また、本実施形態のトルクレンチにおいては、制御部51が、ツール本体1とは別体のコントローラ50に内蔵される構成であるが、これに限定されるものではない。つまり、本実施形態における制御部51が、ツール本体1のハウジング2に内装される等、ツール本体1側に設けられる構成であってもよい。
The control unit 51 controls the operation of the tool body 1. The control unit 51 is essentially a storage unit that stores various programs, a development unit that develops these programs, a computation unit that performs predetermined computations according to these programs, a computation result by the computation unit, and the like. A storage unit for storing, a storage unit for storing values set in advance for the tightening torque, the rotation angle of the spindle 4, and the like are provided. The program stored in the storage unit includes a tightening failure detection program to be described later. Specifically, as the control unit 51, a configuration in which a CPU, a ROM, a RAM, an HDD, or the like is connected by a bus, or a configuration that includes a one-chip LSI or the like is used.
Note that the control unit 51 of the present embodiment is a dedicated product, but it may be replaced with a computer in which the above-described program is stored in a commercially available personal computer or workstation. Moreover, in the torque wrench of this embodiment, although the control part 51 is the structure incorporated in the controller 50 separate from the tool main body 1, it is not limited to this. That is, the structure provided in the tool main body 1 side, such as the control part 51 in this embodiment being equipped with the housing 2 of the tool main body 1, may be sufficient.

制御部51には、ツール本体1に設けられるトルクセンサ10および角度センサ20が接続される。すなわち、トルクセンサ10は、前記のとおりハウジング2から導出されるケーブル14を介してコントローラ50の制御部51に接続され、角度センサ20は、同じくハウジング2から導出されるケーブル24を介してコントローラ50の制御部51に接続される。そして、トルクセンサ10および角度センサ20による検出信号は、各ケーブル14・24を介して、それぞれ制御部51に送信される。これにより、制御部51は、トルクセンサ10からの検出信号および角度センサ20からの検出信号を取得し、この検出信号に基づいて、締付トルクの値および主軸4の回転角度の値を測定する。つまりは、トルクセンサ10により、締付トルクの値が、角度センサ20により、主軸4の回転角度の値が、それぞれ検出される。   A torque sensor 10 and an angle sensor 20 provided in the tool body 1 are connected to the control unit 51. That is, the torque sensor 10 is connected to the controller 51 of the controller 50 via the cable 14 derived from the housing 2 as described above, and the angle sensor 20 is also connected to the controller 50 via the cable 24 derived from the housing 2. Connected to the control unit 51. And the detection signal by the torque sensor 10 and the angle sensor 20 is each transmitted to the control part 51 via each cable 14 * 24. Thereby, the control unit 51 acquires the detection signal from the torque sensor 10 and the detection signal from the angle sensor 20, and measures the value of the tightening torque and the value of the rotation angle of the main shaft 4 based on the detection signal. . That is, the torque sensor 10 detects the tightening torque value, and the angle sensor 20 detects the rotation angle value of the spindle 4.

表示部52は、例えばグラフ等で示されるトルクセンサ10により検出された締付トルクの値と角度センサ20により検出された主軸4の回転角度の値との関係や、ネジの締付けに際しての締付不良の検知結果等を表示する。
なお、本実施形態の表示部52は、専用品であるが、市販のモニターや液晶ディスプレイ等でも代替可能である。
The display unit 52 displays the relationship between the value of the tightening torque detected by the torque sensor 10 shown by a graph or the like and the value of the rotation angle of the main shaft 4 detected by the angle sensor 20, and tightening when tightening the screws. Display failure detection results.
The display unit 52 of the present embodiment is a dedicated product, but can be replaced with a commercially available monitor or liquid crystal display.

以上の構成を備える本実施形態のトルクレンチの制御について説明する。以下に説明するトルクレンチの制御は、トルクレンチによるネジの締付けに際し、締付不良を検知するためのものである。   Control of the torque wrench of the present embodiment having the above configuration will be described. The torque wrench control described below is for detecting a tightening failure when a screw is tightened by the torque wrench.

本実施形態のトルクレンチは、その制御に際し、コントローラ50の制御部51において判定部53を備える。判定部53は、本発明に係る判定手段の実施の一形態であり、ネジの締付けについての締付不良を判定する。実体的には、制御部51が、その格納部に格納された締付不良検知プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、判定部53としての機能を果たす。   The torque wrench according to the present embodiment includes a determination unit 53 in the control unit 51 of the controller 50 for the control. The determination unit 53 is an embodiment of the determination unit according to the present invention, and determines a tightening failure with respect to screw tightening. Substantially, the control unit 51 functions as the determination unit 53 by performing a predetermined calculation or the like in accordance with the tightening failure detection program stored in the storage unit.

本実施形態のトルクレンチにおける締付不良の検知に際しては、トルクセンサ10により検出されるネジの締付トルク(以下単に「締付トルク」という。)の値と、角度センサ20により検出される主軸4の回転角度(以下単に「回転角度」という。)の値とが用いられる。そして、回転角度の値と締付トルクの値との関係を示すグラフが、そのグラフが示される座標平面における所定の合格領域に入るか否かにより、ネジの締付けにおける締付不良の判定が行われる。つまり、回転角度の値と締付トルクの値との関係を示すグラフが所定の合格領域に入らない場合が、締付不良として検知される。
以下、具体的に説明する。
When detecting a tightening failure in the torque wrench of the present embodiment, the value of the screw tightening torque (hereinafter simply referred to as “tightening torque”) detected by the torque sensor 10 and the spindle detected by the angle sensor 20. A rotation angle of 4 (hereinafter simply referred to as “rotation angle”) is used. Then, whether or not the graph showing the relationship between the value of the rotation angle and the value of the tightening torque falls within a predetermined pass area on the coordinate plane on which the graph is shown determines whether or not the screw has been tightened. Is called. That is, a case where the graph indicating the relationship between the value of the rotation angle and the value of the tightening torque does not enter the predetermined pass area is detected as a tightening failure.
This will be specifically described below.

本実施形態のトルクレンチの制御に際し、判定部53は、トルクセンサ10により検出される締付トルクの値、および角度センサ20により検出される回転角度の値のそれぞれについて、予め設定される所定の合格範囲に基づき、ネジの締付けに際しての締付不良を検知する。つまり、トルクセンサ10により検出される締付トルクの値、および角度センサ20により検出される回転角度の値のそれぞれの合格範囲に基づく判定ロジックが、コントローラ50(制御部51)において予め組み込まれ、その判定ロジックに従って、判定部53により、ネジの締付けに際しての締付不良が検知される。   In the control of the torque wrench according to the present embodiment, the determination unit 53 determines a predetermined torque that is set in advance for each of the tightening torque value detected by the torque sensor 10 and the rotation angle value detected by the angle sensor 20. Based on the acceptable range, it detects a tightening failure when tightening a screw. That is, determination logic based on the passing ranges of the tightening torque value detected by the torque sensor 10 and the rotation angle value detected by the angle sensor 20 is incorporated in the controller 50 (control unit 51) in advance. According to the determination logic, the determination unit 53 detects a tightening failure during tightening of the screw.

締付トルクの値および回転角度の値のそれぞれについて予め設定される所定の合格範囲は、締付不良が発生することなく正常なネジの締付けが行われた場合の前記各値に基づいて定められる。
すなわち、ネジの締付けに際し、正常なネジの締付けが行われた場合、回転角度の値の増加にともない、締付トルクの値も増加し、回転角度の値が所定の範囲内にある状態で、締付トルクの値がターゲットトルクに達することとなる。つまり、正常なネジの締付けが行われた場合、回転角度の値と締付トルクの値との関係において、締付トルクの値がターゲットトルクに達する際の回転角度の値の範囲がある程度定まり、その範囲において締付トルクの値がターゲットトルクに達することで、締付不良が発生することなく、ネジ締付けの品質について良品であることが確保される。
Predetermined acceptable ranges set in advance for each of the tightening torque value and the rotation angle value are determined based on the respective values when normal screw tightening is performed without causing a tightening failure. .
That is, when tightening the screw, when the normal screw is tightened, the value of the tightening torque increases as the value of the rotation angle increases, and the value of the rotation angle is within a predetermined range. The value of the tightening torque reaches the target torque. That is, when normal screw tightening is performed, the range of the rotation angle value when the tightening torque value reaches the target torque is determined to some extent in the relationship between the rotation angle value and the tightening torque value. When the value of the tightening torque reaches the target torque in that range, it is ensured that the quality of the screw tightening is a non-defective product without causing a tightening failure.

そこで、締付トルクの値および回転角度の値のそれぞれについての合格範囲は、正常なネジの締付けが行われた場合の、回転角度の値と締付トルクの値との関係に基づいて予め設定される。締付トルクの値および回転角度の値のそれぞれについての合格範囲の設定は、制御部51において予め行われる。
このような締付トルクの値および回転角度の値のそれぞれについての合格範囲の設定について、図3に示すグラフを用いて説明する。なお、以下の説明では、トルクセンサ10により検出される締付トルクの値について予め設定される所定の合格範囲を「トルク値合格範囲」とし、角度センサ20により検出される回転角度の値について予め設定される所定の合格範囲を「角度値合格範囲」とする。
Therefore, the acceptable range for each of the tightening torque value and the rotation angle value is set in advance based on the relationship between the rotation angle value and the tightening torque value when normal screw tightening is performed. Is done. The pass range is set in advance in the control unit 51 for each of the tightening torque value and the rotation angle value.
The setting of the acceptable range for each of the tightening torque value and the rotation angle value will be described with reference to the graph shown in FIG. In the following description, a predetermined pass range preset for the tightening torque value detected by the torque sensor 10 is referred to as a “torque value pass range”, and the rotation angle value detected by the angle sensor 20 is set in advance. The predetermined pass range to be set is defined as “angle value pass range”.

図3は、ネジの締付けに際しての、回転角度の値(deg)と締付トルクの値(N・m)との関係を示すグラフである。
図3のグラフにおいて、実線で示すグラフA11は、ネジの締付けが正常に行われた場合に対応するグラフの一例である。つまり、グラフA11は、正常なネジの締付けが行われた場合の、回転角度の値と締付トルクの値との関係の一例を示す。この正常なネジの締付けが行われた場合に対応するグラフA11に基づいて、トルク値合格範囲および角度値合格範囲が設定される場合の一例について説明する。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the value of the rotation angle (deg) and the value of the tightening torque (N · m) when tightening the screw.
In the graph of FIG. 3, a graph A <b> 11 indicated by a solid line is an example of a graph corresponding to a case where the screws are normally tightened. That is, the graph A11 shows an example of the relationship between the rotation angle value and the tightening torque value when normal screw tightening is performed. An example in which the torque value passing range and the angle value passing range are set based on the graph A11 corresponding to the case where the normal screw tightening is performed will be described.

ここで、回転角度の値については、ネジがワークの座面に対して接触する(ネジがワークに着座する)ことによって生じるトルクの値に相当する値のトルク(以下「スタートトルク」という。)が発生した時点での値が基準(0deg)となる。つまり、締付トルクの値については、スタートトルク(符号STo参照)に達した時点での値が基準(0N・m)となる。したがって、図3に示すグラフにおいて、回転角度の値が0deg以前の部分(細線部分)は、本実施形態のトルクレンチにおいて、操作レバー6がONされてから締付トルクがスタートトルクに達するまでの状態(以下「フリーランの状態」という。)を示す。   Here, with respect to the value of the rotation angle, a torque corresponding to the value of the torque generated when the screw contacts the seat surface of the workpiece (the screw is seated on the workpiece) (hereinafter referred to as “start torque”). The value at the time when the error occurs becomes the reference (0 deg). In other words, the value of the tightening torque when the start torque (see symbol STo) is reached is the reference (0 N · m). Therefore, in the graph shown in FIG. 3, the portion (thin line portion) where the rotation angle value is 0 deg or less is the time from when the operating lever 6 is turned on until the tightening torque reaches the start torque in the torque wrench of this embodiment. Indicates the state (hereinafter referred to as “free-run state”).

図3に示すグラフにおいて、締付トルクの値についての値ToSは、ターゲットトルクを示す。トルク値合格範囲は、このターゲットトルクの値ToSを基準に設定される。つまりこの場合、トルク値合格範囲は、ターゲットトルクの値ToSを基準(中心値)とする締付トルクの値の所定の範囲D1として設定される。
また、角度値合格範囲は、正常なネジの締付けが行われた場合に対応するグラフA11が、ターゲットトルクの値に達した時点での回転角度の値ASを基準(中心値)とする回転角度の値の所定の範囲D2として設定される。
ここで、トルク値合格範囲D1についてのターゲットトルクの値ToSを基準とする所定の範囲、および角度値合格範囲D2についての回転角度の値ASを基準とする所定の範囲は、例えば、正常なネジの締付けが行われた場合に対応する多数のグラフ(データ)についての誤差範囲等が考慮されて定められる。
In the graph shown in FIG. 3, the value ToS for the tightening torque value indicates the target torque. The torque value pass range is set based on the target torque value ToS. That is, in this case, the torque value passing range is set as a predetermined range D1 of the tightening torque value with the target torque value ToS as a reference (center value).
Further, the angle value pass range is a rotation angle based on the rotation angle value AS when the graph A11 corresponding to normal screw tightening reaches the target torque value as a reference (center value). Is set as a predetermined range D2.
Here, the predetermined range based on the target torque value ToS for the torque value pass range D1 and the predetermined range based on the rotation angle value AS for the angle value pass range D2 are, for example, normal screw Is determined in consideration of an error range and the like for a large number of graphs (data) corresponding to the case where the tightening is performed.

このように、締付トルクの値および回転角度の値のそれぞれについて所定の範囲が設定されることにより、回転角度と締付トルクとの関係を示す座標平面において、両方の所定の範囲を満たす領域が画定される。すなわち、図3において斜線部分で示すように、回転角度と締付トルクとの関係を示す座標平面において、トルク値合格範囲D1および角度値合格範囲D2の両方の合格範囲を満たす領域B1が画定される。この両方の合格範囲を満たす領域B1が、前述した合格領域となる。つまり、本実施形態のトルクレンチの制御においては、ネジの締付けに際し、回転角度の値と締付トルクの値との関係を示すグラフが合格領域B1に入らない場合が、締付不良として検知される。   As described above, the predetermined range is set for each of the tightening torque value and the rotation angle value, so that the region satisfying both the predetermined ranges on the coordinate plane indicating the relationship between the rotation angle and the tightening torque. Is defined. That is, as shown by the hatched portion in FIG. 3, a region B1 that satisfies both the torque value passing range D1 and the angle value passing range D2 is defined on the coordinate plane indicating the relationship between the rotation angle and the tightening torque. The The area B1 that satisfies both of the acceptable ranges is the above-described acceptable area. In other words, in the torque wrench control of the present embodiment, when the screw is tightened, a case where the graph showing the relationship between the rotation angle value and the tightening torque value does not fall within the pass region B1 is detected as a tightening failure. The

そこで、判定部53は、ネジの締付けにおけるトルクレンチの制御に際し、トルク値合格範囲D1および角度値合格範囲D2に基づき、回転角度の値と締付トルクの値との関係において、次の二つの場合を締付不良として検知する。
すなわち、角度センサ20により検出された回転角度の値(以下「検出角度値」という。)が角度値合格範囲D2の上限値に達した時に、トルクセンサ10により検出された締付トルクの値(以下「検出トルク値」という。)がトルク値合格範囲D1の下限値よりも小さい場合、および検出トルク値がトルク値合格範囲D1の上限値に達した時に、検出角度値が角度値合格範囲D2の下限値よりも小さい場合である。
Therefore, when the torque wrench is controlled in tightening the screw, the determination unit 53 uses the following two relations between the rotation angle value and the tightening torque value based on the torque value pass range D1 and the angle value pass range D2. The case is detected as tightening failure.
That is, when the rotation angle value detected by the angle sensor 20 (hereinafter referred to as “detection angle value”) reaches the upper limit value of the angle value pass range D2, the tightening torque value detected by the torque sensor 10 ( (Hereinafter referred to as “detected torque value”) is smaller than the lower limit value of the torque value pass range D1, and when the detected torque value reaches the upper limit value of the torque value pass range D1, the detected angle value is the angle value pass range D2. Is smaller than the lower limit of.

図3のグラフにおいて、破線で示すグラフA12は、回転角度の値と締付トルクの値との関係における前記二つの場合(以下「角度−トルク関係における二つの場合」という。)のうち、前者の場合(以下「角度−トルク関係における前者の場合」ともいう。)に対応するグラフの一例である。つまり、グラフA12を示すネジの締付けにおいては、検出角度値が角度値合格範囲D2の上限値APmaxに達した時点で、検出トルク値がトルク値合格範囲D1の下限値ToPminよりも小さくなっている。かかる場合、グラフA12は、合格領域B1に入らないこととなる。つまりこの場合は、判定部53によって締付不良として検知される。 In the graph of FIG. 3, a graph A <b> 12 indicated by a broken line is the former of the two cases (hereinafter referred to as “two cases in the angle-torque relationship”) in the relationship between the rotation angle value and the tightening torque value. This is an example of a graph corresponding to the case (hereinafter also referred to as “the former case in the angle-torque relationship”). That is, in the screw tightening shown in the graph A12, when the detected angle value reaches the upper limit value AP max of the angle value passing range D2, the detected torque value becomes smaller than the lower limit value ToP min of the torque value passing range D1. ing. In such a case, the graph A12 does not enter the pass area B1. That is, in this case, the determination unit 53 detects the tightening failure.

また、図3のグラフにおいて、一点鎖線で示すグラフA13は、角度−トルク関係における二つの場合のうち、後者の場合(以下「角度−トルク関係における後者の場合」ともいう。)に対応するグラフの一例である。つまり、グラフA13を示すネジの締付けにおいては、検出トルク値がトルク値合格範囲D1の上限値ToPmaxに達した時点で、検出角度値が角度値合格範囲D2の下限値APminよりも小さくなっている。かかる場合、グラフA13は、合格領域B1に入らないこととなる。つまりこの場合も、判定部53によって締付不良として検知される。 In the graph of FIG. 3, a graph A13 indicated by an alternate long and short dash line corresponds to the latter case (hereinafter also referred to as “the latter case in the angle-torque relationship”) among the two cases in the angle-torque relationship. It is an example. That is, in the screw tightening shown in the graph A13, when the detected torque value reaches the upper limit value ToP max of the torque value pass range D1, the detected angle value becomes smaller than the lower limit value AP min of the angle value pass range D2. ing. In such a case, the graph A13 does not enter the pass area B1. That is, also in this case, the determination unit 53 detects the tightening failure.

このように、ネジの締付けに際し、角度−トルク関係における二つの場合が、回転角度の値と締付トルクの値との関係を示すグラフが合格領域B1に入らない場合となり、締付不良として検知される。   As described above, when the screw is tightened, the two cases in the angle-torque relationship indicate that the graph indicating the relationship between the rotation angle value and the tightening torque value does not enter the pass region B1, and is detected as a tightening failure. Is done.

以上のように、本実施形態のトルクレンチにおいては、締付不良検知方法として、ネジの締付けに際し、締付トルクおよび回転角度を検出し、トルク値合格範囲D1および角度値合格範囲D2に基づき、検出角度値が角度値合格範囲D2の上限値APmaxに達した時に、検出トルク値がトルク値合格範囲D1の下限値ToPminよりも小さい場合、および検出トルク値がトルク値合格範囲の上限値ToPmaxに達した時に、検出角度値が角度値合格範囲D2の下限値APminよりも小さい場合を、締付不良として検知する。 As described above, in the torque wrench of the present embodiment, as a tightening failure detection method, when tightening a screw, the tightening torque and the rotation angle are detected, and based on the torque value passing range D1 and the angle value passing range D2, When the detected angle value reaches the upper limit value AP max of the angle value pass range D2, the detected torque value is smaller than the lower limit value ToP min of the torque value pass range D1, and the detected torque value is the upper limit value of the torque value pass range. When the ToP max is reached, a case where the detected angle value is smaller than the lower limit value AP min of the angle value pass range D2 is detected as a tightening failure.

このようにしてトルクレンチが制御されることにより、ネジの締付けに際し、締付不良が発生した場合、それを検知することが可能となり、締付精度の向上を図ることができ、ネジの締付についての品質の向上を図ることができる。   By controlling the torque wrench in this way, it is possible to detect any tightening failure when tightening the screw, and to improve the tightening accuracy. Can improve quality.

すなわち、ネジの締付けに際し、締付トルクの値のみに基づいてトルクレンチが制御される場合は、締付不良が生じた場合であっても、締付トルクの値からはそれを検知することができないこととなるが、前述したように締付トルクの値および回転角度の値に基づいてトルクレンチが制御されることにより、締付不良を検知することが可能となる。つまり、ネジの締付けに際しての回転角度の値と締付トルクの値との関係は、ネジの締付けが正常に行われた場合と締付不良が発生した場合とで挙動が異なるため、かかる関係に基づくことで、締付不良の検知が可能となる。
これにより、本実施形態のトルクレンチのような手持ち式パルスツールにおいても、ネジの締付けの品質について良品と不良品とを判別することができるとともに、高精度でトレーサブルなネジの締付けが可能となり、ネジによる締結部において締付不良を含むような不良製品の流出を防止することができる。
That is, when a screw is tightened, if the torque wrench is controlled based only on the tightening torque value, it can be detected from the tightening torque value even if a tightening failure occurs. Although not possible, as described above, the torque wrench is controlled based on the value of the tightening torque and the value of the rotation angle, so that it is possible to detect a tightening failure. In other words, the relationship between the value of the rotation angle and the value of the tightening torque at the time of screw tightening differs depending on whether the screw is tightened normally or when a tightening failure occurs. Based on this, it is possible to detect a tightening failure.
As a result, even in a hand-held pulse tool such as the torque wrench of the present embodiment, it is possible to discriminate between a non-defective product and a defective product with respect to the screw tightening quality, and it is possible to fasten a highly accurate and traceable screw. It is possible to prevent the outflow of a defective product including a tightening defect in the fastening portion by the screw.

ところで、前述のようにして検知されるネジの締付けにおける締付不良については、複数の種類がある。そして締付不良は、その種類によって角度−トルク関係における二つの場合のうちのいずれかの場合に該当するということが言える。
そこで、ネジの締付けに際し、回転角度の値と締付トルクの値との関係において生じる各場合、つまり角度−トルク関係における前者の場合および角度−トルク関係における後者の場合のそれぞれの場合に対応する締付不良の種類についての具体例を、図4を用いて各種類についてのグラフを例示して説明する。
By the way, there are a plurality of types of tightening failures in the tightening of the screws detected as described above. It can be said that the tightening failure corresponds to one of two cases in the angle-torque relationship depending on the type.
Therefore, when the screw is tightened, each case occurs in the relationship between the rotation angle value and the tightening torque value, that is, the former case in the angle-torque relationship and the latter case in the angle-torque relationship. A specific example of the type of tightening failure will be described with reference to a graph for each type using FIG.

図4に示す各グラフは、回転角度の値と締付トルクの値との関係を示すグラフである。なお、回転角度の値については、スタートトルクが発生した時点での値が基準(0deg)となる。また、本例では、トルク値合格範囲は、30N・mであるターゲットトルク(直線T1参照)を基準に±5N・m程度、つまり25〜35N・m程度として設定され、角度値合格範囲は、80〜130deg程度として設定されており、これらの各範囲により、合格領域B1が画定される。   Each graph shown in FIG. 4 is a graph showing the relationship between the rotation angle value and the tightening torque value. As for the value of the rotation angle, the value at the time when the start torque is generated becomes the reference (0 deg). In this example, the torque value pass range is set to about ± 5 N · m, that is, about 25 to 35 N · m, based on the target torque (see straight line T1) which is 30 N · m. It is set as about 80 to 130 deg, and the pass area B1 is defined by each of these ranges.

まず、角度−トルク関係における二つの場合のうち、前者の場合に発生し得る締付不良の種類の例として、ネジ山つぶれ、座面つぶれ、および斜め入りが挙げられる。   First, among the two cases in the angle-torque relationship, examples of the types of tightening failure that may occur in the former case include screw crushing, bearing crushing, and slanting.

図4(a)には、締付不良として、ネジ山つぶれが発生した場合を示す。つまり、ネジの締付けに際し、ボルトやナット等におけるネジ部のネジ山がつぶれた場合である。
この場合、ネジがワークに着座することにより生じるわずかな大きさのトルク(またはそれに相当する大きさの、ネジの螺合により生じるトルク)が発生した時点が、回転角度の検出が開始される時点(回転角度の値が0degの時点)となる。そして、ネジの螺合により締付トルクの値が急上昇し、その後、回転角度の値が大きくなる(主軸4の回転が進む)にしたがい、締付トルクの大きさはほぼ横ばい状態となる。このように、締付不良としてネジ山つぶれが生じている場合、ネジの締付け(主軸4の回転)が行われても、締付トルクの値がほとんど上昇せず、回転角度の値が増加して回転角度オーバーの状態となる。つまり、検出角度値が角度値合格範囲の上限値に達した時に、検出トルク値がトルク値合格範囲の下限値よりも小さい状態となり、角度−トルク関係における前者の場合として、グラフは合格領域B1に入らないこととなる。
FIG. 4 (a) shows a case where screw crushing occurs as a tightening failure. In other words, this is a case where the thread of the threaded portion of the bolt, nut, or the like is crushed when the screw is tightened.
In this case, a point in time when the detection of the rotation angle is started when a slight amount of torque generated by the screw sitting on the workpiece (or a torque generated by screwing of the screw having a corresponding size) is generated. (When the value of the rotation angle is 0 deg). Then, the value of the tightening torque rapidly increases due to the screwing of the screw, and then the magnitude of the tightening torque becomes substantially flat as the value of the rotation angle increases (the rotation of the main shaft 4 advances). As described above, when the screw thread is crushed as a tightening failure, the tightening torque value hardly increases and the rotation angle value increases even if the screw is tightened (rotation of the main shaft 4). As a result, the rotation angle is exceeded. That is, when the detected angle value reaches the upper limit value of the angle value pass range, the detected torque value is smaller than the lower limit value of the torque value pass range, and the graph shows the pass region B1 as the former in the angle-torque relationship. Will not enter.

図4(b)には、締付不良として、座面つぶれが発生した場合を示す。つまり、ネジの締付けに際し、ワークに対するネジの接触する面となる座面が、ネジの締結によってつぶれた(窪んだ)場合である。
この場合、ネジがワークに着座することにより生じるわずかな大きさのトルクが発生した時点が、回転角度の検出が開始される時点(回転角度の値が0degの時点)となる。そして、ネジの螺合により締付トルクの値が急上昇し、その後、回転角度の値が大きくなる(主軸4の回転が進む)にしたがい、締付トルクの大きさが徐々に上昇する状態となる。このように、締付不良として座面つぶれが生じている場合、ネジの締付け(主軸4の回転)が行われても、締付トルクの値がわずかにしか上昇せず、回転角度の値が増加して回転角度オーバーの状態となる。つまりこの場合も、検出角度値が角度値合格範囲の上限値に達した時に、検出トルク値がトルク値合格範囲の下限値よりも小さい状態となり、角度−トルク関係における前者の場合として、グラフは合格領域B1に入らないこととなる。
FIG. 4B shows a case where crushing of the seat surface occurs as a tightening failure. In other words, when the screw is tightened, the seat surface that is the surface where the screw comes into contact with the workpiece is crushed (depressed) by the screw tightening.
In this case, the point in time at which a slight amount of torque generated when the screw is seated on the workpiece is the point in time when the detection of the rotation angle is started (the value of the rotation angle is 0 deg). Then, the value of the tightening torque rapidly increases due to the screwing of the screw, and then the magnitude of the tightening torque gradually increases as the value of the rotation angle increases (the rotation of the main shaft 4 advances). . As described above, when the bearing surface is crushed as a tightening failure, the tightening torque value increases only slightly even if the screws are tightened (rotation of the main shaft 4), and the rotation angle value is It increases and the rotation angle is over. That is, also in this case, when the detected angle value reaches the upper limit value of the angle value passing range, the detected torque value becomes smaller than the lower limit value of the torque value passing range, and the graph is as shown in the former case in the angle-torque relationship. It will not enter the acceptance area B1.

図4(c)には、締付不良として、斜め入りが発生した場合を示す。つまり、ネジの締付けに際し、例えばボルト等の雄ネジ部が、ナットやネジ穴等の雌ネジ部に対して斜め方向に螺挿された場合である。
この場合、前述した座面つぶれの場合と略同様のグラフが示される。つまり、締付不良として斜め入りが生じている場合、ネジの締付け(主軸4の回転)が行われても、締付トルクの値がわずかにしか上昇せず、回転角度の値が増加して回転角度オーバーの状態となる。つまりこの場合も、検出角度値が角度値合格範囲の上限値に達した時に、検出トルク値がトルク値合格範囲の下限値よりも小さい状態となり、角度−トルク関係における前者の場合として、グラフは合格領域B1に入らないこととなる。
FIG. 4 (c) shows a case where oblique insertion occurs as a tightening failure. That is, when tightening a screw, for example, a male screw portion such as a bolt is screwed in an oblique direction with respect to a female screw portion such as a nut or a screw hole.
In this case, a graph that is substantially the same as that in the case of the collapsed bearing surface described above is shown. In other words, when there is an oblique insertion as a tightening failure, the tightening torque value only slightly increases and the rotation angle value increases even if the screw is tightened (rotation of the main shaft 4). The rotation angle is over. That is, also in this case, when the detected angle value reaches the upper limit value of the angle value passing range, the detected torque value becomes smaller than the lower limit value of the torque value passing range, and the graph is as shown in the former case in the angle-torque relationship. It will not enter the acceptance area B1.

次に、角度−トルク関係における二つの場合のうち、後者の場合に発生し得る締付不良の種類の例として、ワッシャ欠が挙げられる。   Next, of the two cases in the angle-torque relationship, an example of the type of tightening failure that may occur in the latter case is a washer missing.

図4(d)には、締付不良として、ワッシャ欠が発生した場合を示す。つまり、ネジの締付けに際し、座面を安定させる場合等の理由から、ネジによる締結部における例えばボルトとワークとの間等にワッシャ(座金)等の介装部材が用いられる場合があり、その場合において、介装部材が欠落した場合である。
この場合、介装部材が欠落しているため、回転角度の検出が開始された時点(回転角度の値が0degの時点)から、締付トルクの値が上昇しないまま、わずかに回転角度の値が大きくなる(主軸4の回転が進む)。その後、ネジの螺合により締付トルクの値が急上昇する。これは、介装部材が欠落している分、ネジにより締結される部分の撓み量が少なくなるため、締付トルクの値が上昇するまでの回転角度(回転量)が小さくなることによる。このように、締付不良としてワッシャ欠が生じている場合、ネジの締付け(主軸4の回転)が行われることにより、締付トルクの値が急激に上昇し、回転角度の値が過小の状態となる。つまり、検出トルク値がトルク値合格範囲の上限値に達した時に、検出角度値が角度値合格範囲の下限値よりも小さい状態となり、角度−トルク関係における後者の場合として、グラフは合格領域B1に入らないこととなる。
FIG. 4D shows a case where a washer missing occurs as a tightening failure. In other words, for the reasons such as stabilizing the seat surface when tightening the screws, an interposition member such as a washer may be used, for example, between the bolt and the workpiece in the fastening portion with the screw. This is a case where the interposed member is missing.
In this case, since the intervening member is missing, the value of the rotation angle is slightly increased from the time when the detection of the rotation angle is started (the value of the rotation angle is 0 deg) without increasing the tightening torque value. (The rotation of the main shaft 4 proceeds). Thereafter, the value of the tightening torque increases rapidly due to screwing. This is because the amount of bending of the portion fastened by the screw is reduced by the amount of the interposed member missing, and therefore the rotation angle (rotation amount) until the tightening torque value increases is reduced. As described above, when a washer is missing as a tightening failure, the tightening torque value is rapidly increased and the rotation angle value is excessively small due to screw tightening (rotation of the main shaft 4). It becomes. That is, when the detected torque value reaches the upper limit value of the torque value pass range, the detected angle value is smaller than the lower limit value of the angle value pass range, and the graph shows the pass region B1 as the latter case in the angle-torque relationship. Will not enter.

以上のように、ネジの締付けにおいて締付不良が生じたとされる角度−トルク関係における二つの場合、つまり前述した回転角度の値と締付トルクの値との関係における前者の場合と後者の場合のいずれかであることにより、締付不良の種類のある程度の特定が可能となる
そこで、前述のようにして回転角度の値と締付トルクの値との関係から締付不良が検知されるに際し、角度−トルク関係における二つの場合のうちいずれの場合であるかを報知させること等により、発生した締付不良の種類を作業者等に対して認識させることができる。つまり、前述のように、回転角度の値と締付トルクの値との関係において、その関係を示すグラフが合格領域B1に入らない場合(角度−トルク関係における二つの場合)を締付不良が発生した場合とするという手法を用いることで、その各場合を締付不良の種類の特定に応用することが可能となる。このような点からも、前述したように、ネジの締付けに際し、回転角度の値と締付トルクの値との関係から締付不良を検知する手法は有用である。
As described above, there are two cases in the angle-torque relationship in which the tightening failure is considered to occur in the screw tightening, that is, the former case and the latter case in the relationship between the rotation angle value and the tightening torque value described above. Therefore, it is possible to identify the type of tightening failure to some extent.Therefore, when a tightening failure is detected from the relationship between the rotation angle value and the tightening torque value as described above. By notifying which one of the two cases in the angle-torque relationship is true, the type of tightening failure that has occurred can be recognized by the operator. That is, as described above, in the relationship between the value of the rotation angle and the value of the tightening torque, when the graph indicating the relationship does not fall within the acceptance region B1 (two cases in the angle-torque relationship), the tightening failure is not. By using the technique of assuming occurrence, each case can be applied to the identification of the type of tightening failure. Also from such a point, as described above, a method of detecting a tightening failure from the relationship between the value of the rotation angle and the value of the tightening torque is useful when tightening the screw.

また、本実施形態のトルクレンチにおいては、ネジの締付けにおける締付不良の検知に際し、締付トルクの値および回転角度の値に加え、経過時間の値が用いられる。
そこで、本実施形態のトルクレンチは、ネジの締付けにおける所定の基準時からの経過時間を計測する経過時間計測手段としてのタイマ54を備える(図2参照)。
In addition, in the torque wrench of this embodiment, the value of the elapsed time is used in addition to the value of the tightening torque and the value of the rotation angle when detecting a tightening failure in tightening the screw.
Therefore, the torque wrench of the present embodiment includes a timer 54 as an elapsed time measuring unit that measures an elapsed time from a predetermined reference time in screw tightening (see FIG. 2).

タイマ54は、コントローラ50において備えられる。タイマ54は、制御部51に接続される。そして、タイマ54による計測信号は、制御部51に送信される。これにより、制御部51は、タイマ54からの計測信号を取得し、この計測信号に基づいて、ネジの締付けにおける所定の基準時からの経過時間を計測する。つまりは、タイマ54により、前記所定の基準時からの経過時間が計測される。
ここで、所定の基準時からの経過時間を計測するための構成や方法は特に限定されるものではなく、公知の構成を採用することができる。また、本実施形態のトルクレンチにおいては、タイマ54が、ツール本体1とは別体のコントローラ50に内蔵される構成であるが、これに限定されるものではない。つまり、タイマ54が、ツール本体1のハウジング2に内装される等、ツール本体1側に設けられる構成であってもよい。
The timer 54 is provided in the controller 50. The timer 54 is connected to the control unit 51. A measurement signal from the timer 54 is transmitted to the control unit 51. Thereby, the control part 51 acquires the measurement signal from the timer 54, and measures the elapsed time from the predetermined | prescribed reference time in tightening of a screw based on this measurement signal. In other words, the timer 54 measures the elapsed time from the predetermined reference time.
Here, the configuration and method for measuring the elapsed time from the predetermined reference time are not particularly limited, and a known configuration can be adopted. In the torque wrench of the present embodiment, the timer 54 is built in the controller 50 separate from the tool body 1, but is not limited to this. In other words, the timer 54 may be provided on the tool body 1 side, such as being housed in the housing 2 of the tool body 1.

以下に説明する本実施形態のトルクレンチにおける締付不良の検知に際しては、トルクセンサ10により検出される締付トルクの値と、角度センサ20により検出される回転角度の値とのそれぞれとの関係において、タイマ54により計測される経過時間の値が用いられる。つまり、タイマ54により計測される経過時間の値とトルクセンサ10により検出される締付トルクの値との関係、またはタイマ54により計測される経過時間の値と角度センサ20により計測される回転角度の値との関係が、それぞれ用いられる。そして、経過時間の値と締付トルクの値との関係を示すグラフ、または経過時間の値と回転角度の値との関係を示すグラフが、そのグラフが示される座標平面における所定の合格領域に入るか否かにより、ネジの締付けにおける締付不良の判定が行われる。つまり、経過時間の値と締付トルクの値との関係を示すグラフ、および経過時間の値と回転角度の値との関係を示すグラフが所定の合格領域に入らない場合が、締付不良として検知される。
以下、具体的に説明する。
When detecting a tightening failure in the torque wrench of the present embodiment described below, the relationship between the value of the tightening torque detected by the torque sensor 10 and the value of the rotation angle detected by the angle sensor 20 , The value of the elapsed time measured by the timer 54 is used. That is, the relationship between the elapsed time value measured by the timer 54 and the tightening torque value detected by the torque sensor 10, or the elapsed time value measured by the timer 54 and the rotation angle measured by the angle sensor 20. The relationship with the value of is used respectively. And a graph showing the relationship between the value of the elapsed time and the value of the tightening torque, or a graph showing the relationship between the value of the elapsed time and the value of the rotation angle is in a predetermined pass area on the coordinate plane where the graph is shown. Depending on whether or not it is inserted, it is determined whether or not the screw is tightened. In other words, if the graph indicating the relationship between the elapsed time value and the tightening torque value and the graph indicating the relationship between the elapsed time value and the rotation angle value do not fall within the predetermined pass range, Detected.
This will be specifically described below.

まず、本実施形態のトルクレンチにおいて、経過時間の値と締付トルクの値との関係が用いられる場合の制御(以下「時間−トルク制御」という。)について説明する。
本実施形態のトルクレンチにおける時間−トルク制御に際し、判定部53は、トルク値合格範囲D1、およびタイマ54により計測される、ネジの締付けにおける所定の基準時からの経過時間の値について予め設定される合格範囲に基づき、ネジの締付けに際しての締付不良を検知する。つまり、トルクセンサ10により検出される締付トルクの値、およびタイマ54により計測される経過時間の値のそれぞれの合格範囲に基づく判定ロジックが、コントローラ50(制御部51)において組み込まれ、その判定ロジックに従って、判定部53により、ネジの締付けに際しての締付不良が検知される。
First, the control (hereinafter referred to as “time-torque control”) when the relationship between the value of the elapsed time and the value of the tightening torque is used in the torque wrench of the present embodiment will be described.
In the time-torque control in the torque wrench of the present embodiment, the determination unit 53 is preset with respect to the torque value passing range D1 and the value of the elapsed time from the predetermined reference time for screw tightening, which is measured by the timer 54. Based on the acceptable range, it detects the tightening failure when tightening the screw. That is, determination logic based on the passing ranges of the tightening torque value detected by the torque sensor 10 and the elapsed time value measured by the timer 54 is incorporated in the controller 50 (control unit 51), and the determination is made. According to the logic, the determination unit 53 detects a tightening failure at the time of tightening the screw.

経過時間の値について予め設定される所定の合格範囲は、締付不良が発生することなく正常なネジの締付けが行われた場合の値に基づいて定められる。
すなわち、ネジの締付けに際し、正常なネジの締付けが行われた場合、経過時間の値の増加にともない、締付トルクの値も増加し、経過時間の値が所定の範囲内にある状態で、締付トルクの値が、トルク値合格範囲D1内となることとなる。つまり、正常なネジの締付けが行われた場合、経過時間の値と締付トルクの値との関係において、締付トルクの値がターゲットトルクに達する際の経過時間の値の範囲がある程度定まり、その範囲において締付トルクの値がターゲットトルクに達することで、締付不良が発生することなく、ネジ締付けの品質について良品であることが確保される。
A predetermined pass range set in advance for the value of the elapsed time is determined based on a value when normal screw tightening is performed without causing a tightening failure.
That is, when tightening a screw, when the normal screw is tightened, the value of the tightening torque increases as the elapsed time value increases, and the elapsed time value is within a predetermined range. The value of the tightening torque will be within the torque value pass range D1. In other words, when normal screw tightening is performed, the range of the elapsed time value when the tightening torque value reaches the target torque is determined to some extent in the relationship between the elapsed time value and the tightening torque value. When the value of the tightening torque reaches the target torque in that range, it is ensured that the quality of the screw tightening is a non-defective product without causing a tightening failure.

そこで、経過時間の値についての合格範囲は、正常なネジの締付けが行われた場合の、経過時間の値と締付トルクの値との関係に基づいて予め設定される。経過時間の値についての合格範囲の設定は、制御部51において予め行われる。
このような経過時間の値についての合格範囲の設定について、図5に示すグラフを用いて説明する。なお、以下の説明では、タイマ54により検出される経過時間の値について予め設定される所定の合格範囲を「時間値合格範囲」とする。
Therefore, the pass range for the elapsed time value is set in advance based on the relationship between the elapsed time value and the tightening torque value when normal screw tightening is performed. Setting of the pass range for the elapsed time value is performed in advance in the control unit 51.
The setting of the pass range for such an elapsed time value will be described using the graph shown in FIG. In the following description, a predetermined pass range preset for the value of the elapsed time detected by the timer 54 is referred to as a “time value pass range”.

図5は、ネジの締付けに際しての、経過時間の値(msec)と締付トルクの値(N・m)との関係を示すグラフである。
図5のグラフにおいて、実線で示すグラフA21は、ネジの締付けが正常に行われた場合に対応するグラフの一例である。つまり、グラフA21は、正常なネジの締付けが行われた場合の、経過時間の値と締付トルクの値との関係の一例を示す。この正常なネジの締付けが行われた場合に対応するグラフA21に基づいて、時間値合格範囲が設定される場合の一例について説明する。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the elapsed time value (msec) and the tightening torque value (N · m) during screw tightening.
In the graph of FIG. 5, a graph A <b> 21 indicated by a solid line is an example of a graph corresponding to a case where the screws are normally tightened. That is, the graph A21 shows an example of the relationship between the elapsed time value and the tightening torque value when normal screw tightening is performed. An example in which the time value passing range is set based on the graph A21 corresponding to the case where the normal screw tightening is performed will be described.

ここで、経過時間の値については、スタートトルク(符号STo参照)が発生した時点での値が基準(0msec)となる。したがって、本実施形態において、タイマ54によって計測される経過時間についての、ネジの締付けにおける所定の基準時は、スタートトルクが発生した時点となる。また、図5に示すグラフにおいて、経過時間の値が0msec以前の部分(細線部分)は、本実施形態のトルクレンチにおけるフリーランの状態を示す。   Here, with respect to the value of the elapsed time, the value at the time when the start torque (see the symbol STo) is generated becomes the reference (0 msec). Therefore, in the present embodiment, the predetermined reference time for screw tightening with respect to the elapsed time measured by the timer 54 is the time when the start torque is generated. In the graph shown in FIG. 5, a portion (thin line portion) whose elapsed time value is 0 msec or earlier indicates a free run state in the torque wrench of the present embodiment.

図5に示すグラフにおいて、時間値合格範囲は、正常なネジの締付けが行われた場合に対応するグラフA21が、ターゲットトルクの値に達した時点での経過時間の値TiSを基準(中心値)とする経過時間の値の所定の範囲D3として設定される。
ここで、時間値合格範囲D3についての経過時間の値TiSを基準とする所定の範囲は、例えば、正常なネジの締付けが行われた場合に対応する多数のグラフ(データ)についての誤差範囲等が考慮されて定められる。
In the graph shown in FIG. 5, the time value passing range is based on the elapsed time value TiS when the graph A21 corresponding to normal screw tightening reaches the target torque value (center value). ) And a predetermined range D3 of the elapsed time value.
Here, the predetermined range based on the elapsed time value TiS for the time value pass range D3 is, for example, an error range for a large number of graphs (data) corresponding to normal screw tightening, etc. Is taken into consideration.

このように、経過時間の値について所定の範囲が設定されることにより、経過時間と締付トルクとの関係を示す座標平面において、両方の所定の範囲を満たす領域が画定される。すなわち、図5において斜線部分で示すように、経過時間と締付トルクとの関係を示す座標平面において、トルク値合格範囲D1および時間値合格範囲D3の両方の合格範囲を満たす領域B2が画定される。この両方の合格範囲を満たす領域B2が、前述した合格領域となる。つまり、本実施形態のトルクレンチにおける時間−トルク制御においては、ネジの締付けに際し、経過時間の値と締付トルクの値との関係を示すグラフが合格領域B2に入らない場合が、締付不良として検知される。   In this way, by setting a predetermined range for the value of the elapsed time, a region that satisfies both the predetermined ranges is defined on the coordinate plane indicating the relationship between the elapsed time and the tightening torque. That is, as indicated by the hatched portion in FIG. 5, a region B2 that satisfies both the torque value passing range D1 and the time value passing range D3 is defined on the coordinate plane indicating the relationship between the elapsed time and the tightening torque. The The region B2 that satisfies both the acceptable ranges is the above-described acceptable region. That is, in the time-torque control in the torque wrench of the present embodiment, when a screw is tightened, a graph indicating the relationship between the elapsed time value and the tightening torque value does not fall within the pass area B2, and the tightening failure Detected as

そこで、判定部53は、ネジの締付けにおけるトルクレンチの制御に際し、トルク値合格範囲D1および時間値合格範囲D3に基づき、経過時間の値と締付トルクの値との関係において、次の二つの場合を締付不良として検知する。
すなわち、タイマ54により計測された経過時間の値(以下「計測時間値」という。)が時間値合格範囲D3の上限値に達した時に、検出トルク値がトルク値合格範囲D1の下限値よりも小さい場合、および検出トルク値がトルク値合格範囲D1の上限値に達した時に、計測時間値が時間値合格範囲D3の下限値よりも小さい場合である。
Therefore, when the torque wrench is controlled in tightening the screw, the determination unit 53 uses the following two relations between the elapsed time value and the tightening torque value based on the torque value passing range D1 and the time value passing range D3. The case is detected as tightening failure.
That is, when the value of the elapsed time measured by the timer 54 (hereinafter referred to as “measurement time value”) reaches the upper limit value of the time value pass range D3, the detected torque value is greater than the lower limit value of the torque value pass range D1. This is a case where the measured time value is smaller than the lower limit value of the time value pass range D3 when the detected torque value reaches the upper limit value of the torque value pass range D1.

図5のグラフにおいて、破線で示すグラフA22は、経過時間の値と締付トルクの値との関係における前記二つの場合(以下「時間−トルク関係における二つの場合」という。)のうち、前者の場合に対応するグラフの一例である。つまり、グラフA22を示すネジの締付けにおいては、計測時間値が時間値合格範囲D3の上限値TiPmaxに達した時点で、検出トルク値がトルク値合格範囲D1の下限値ToPminよりも小さくなっている。かかる場合、グラフA22は、合格領域B2に入らないこととなる。つまりこの場合は、判定部53によって締付不良として検知される。 In the graph of FIG. 5, a graph A22 indicated by a broken line is the former of the two cases (hereinafter referred to as “two cases in the time-torque relationship”) in the relationship between the elapsed time value and the tightening torque value. It is an example of the graph corresponding to the case of. That is, in the screw tightening shown in the graph A22, when the measured time value reaches the upper limit value TiP max of the time value pass range D3, the detected torque value becomes smaller than the lower limit value ToP min of the torque value pass range D1. ing. In such a case, the graph A22 does not enter the pass area B2. That is, in this case, the determination unit 53 detects the tightening failure.

また、図5のグラフにおいて、一点鎖線で示すグラフA23は、時間−トルク関係における二つの場合のうち、後者の場合に対応するグラフの一例である。つまり、グラフA23を示すネジの締付けにおいては、検出トルク値がトルク値合格範囲D1の上限値ToPmaxに達した時点で、計測時間値が時間値合格範囲D3の下限値TiPminよりも小さくなっている。かかる場合、グラフA23は、合格領域B2に入らないこととなる。つまりこの場合も、判定部53によって締付不良として検知される。 In the graph of FIG. 5, a graph A <b> 23 indicated by an alternate long and short dash line is an example of a graph corresponding to the latter case among the two cases in the time-torque relationship. That is, in the screw tightening shown in the graph A23, when the detected torque value reaches the upper limit value ToP max of the torque value passing range D1, the measured time value becomes smaller than the lower limit value TiP min of the time value passing range D3. ing. In such a case, the graph A23 will not enter the pass area B2. That is, also in this case, the determination unit 53 detects the tightening failure.

このように、ネジの締付けに際し、時間−トルク関係における二つの場合が、経過時間の値と締付トルクの値との関係を示すグラフが合格領域B2に入らない場合となり、締付不良として検知される。   Thus, when tightening a screw, the two cases in the time-torque relationship indicate that the graph indicating the relationship between the elapsed time value and the tightening torque value does not fall within the pass region B2, and is detected as a tightening failure. Is done.

以上のように、本実施形態のトルクレンチにおいては、締付不良検知方法として、ネジの締付けに際し、ネジの締付けにおける所定の基準時(締付トルクの値がスタートトルクに達した時点)からの経過時間を計測し、時間値合格範囲D3に基づき、計測時間値が時間値合格範囲D3の上限値TiPmaxに達した時に、検出トルク値がトルク値合格範囲D1の下限値ToPminよりも小さい場合、および検出トルク値がトルク値合格範囲D1の上限値ToPmaxに達した時に、計測時間値が時間値合格範囲D3の下限値TiPminよりも小さい場合を、締付不良として検知する。 As described above, in the torque wrench of this embodiment, as a tightening failure detection method, when tightening a screw, the screw tightening from a predetermined reference time (when the tightening torque value reaches the start torque) is determined. The elapsed time is measured, and when the measured time value reaches the upper limit value TiP max of the time value pass range D3 based on the time value pass range D3, the detected torque value is smaller than the lower limit value ToP min of the torque value pass range D1. If the measured time value is smaller than the lower limit value TiP min of the time value pass range D3 when the detected torque value reaches the upper limit value ToP max of the torque value pass range D1, the tightening failure is detected.

このように、経過時間の値および締付トルクの値に基づいてトルクレンチが制御されることにより、締付不良を検知することが可能となる。つまり、ネジの締付けに際しての経過時間の値と締付トルクの値との関係は、ネジの締付けが正常に行われた場合と締付不良が発生した場合とで挙動が異なるため、かかる関係に基づくことで、締付不良の検知が可能となる。   Thus, it is possible to detect a tightening failure by controlling the torque wrench based on the value of the elapsed time and the value of the tightening torque. In other words, the relationship between the elapsed time value and the tightening torque value during screw tightening differs depending on whether the screw is tightened normally or when a tightening failure occurs. Based on this, it is possible to detect a tightening failure.

次に、本実施形態のトルクレンチにおいて、経過時間の値と回転角度の値との関係が用いられる場合の制御(以下「時間−角度制御」という。)について説明する。
本実施形態のトルクレンチにおける時間−角度制御に際し、判定部53は、角度値合格範囲D2、および時間値合格範囲D3に基づき、ネジの締付けに際しての締付不良を検知する。つまり、角度センサ20により検出される回転角度の値、およびタイマ54により計測される経過時間の値のそれぞれの合格範囲に基づく判定ロジックが、コントローラ50(制御部51)において組み込まれ、その判定ロジックに従って、判定部53により、ネジの締付けに際しての締付不良が検知される。
Next, the control (hereinafter referred to as “time-angle control”) when the relationship between the value of the elapsed time and the value of the rotation angle is used in the torque wrench of the present embodiment will be described.
In the time-angle control in the torque wrench of the present embodiment, the determination unit 53 detects a tightening failure during tightening of the screw based on the angle value pass range D2 and the time value pass range D3. That is, the determination logic based on the passing ranges of the rotation angle value detected by the angle sensor 20 and the elapsed time value measured by the timer 54 is incorporated in the controller 50 (control unit 51), and the determination logic Accordingly, the determination unit 53 detects a tightening failure at the time of tightening the screw.

図6は、ネジの締付けに際しての、経過時間の値(msec)と回転角度の値(deg)との関係を示すグラフである。
図6のグラフにおいて、実線で示すグラフA31は、ネジの締付けが正常に行われた場合に対応するグラフの一例である。つまり、グラフA31は、正常なネジの締付けが行われた場合の、経過時間の値と回転角度の値との関係の一例を示す。
FIG. 6 is a graph showing a relationship between an elapsed time value (msec) and a rotation angle value (deg) when tightening a screw.
In the graph of FIG. 6, a graph A <b> 31 indicated by a solid line is an example of a graph corresponding to a case where the screws are normally tightened. That is, the graph A31 shows an example of the relationship between the value of the elapsed time and the value of the rotation angle when normal screw tightening is performed.

ここで、経過時間の値については、前述した時間−トルク制御の場合と同様に、スタートトルクが発生した時点での値が基準(0msec)となる。したがって、回転角度の値についても、スタートトルクが発生した時点での値が基準(0deg)となり、図6に示すグラフにおいて、経過時間の値が0msec以前の部分(細線部分)は、本実施形態のトルクレンチにおけるフリーランの状態を示す。   Here, as for the value of the elapsed time, the value at the time when the start torque is generated is the reference (0 msec), as in the case of the time-torque control described above. Therefore, the value at the time when the start torque is generated is the reference (0 deg) for the value of the rotation angle, and in the graph shown in FIG. 6, the portion where the elapsed time value is 0 msec or earlier (thin line portion) is the present embodiment. The free-run state of the torque wrench is shown.

時間−角度制御においては、図6において斜線部分で示すように、経過時間と回転角度との関係を示す座標平面において、角度値合格範囲D2および時間値合格範囲D3の両方の合格範囲を満たす領域B3が画定される。この両方の合格範囲を満たす領域B3が、前述した合格領域となる。つまり、本実施形態のトルクレンチにおける時間−角度制御においては、ネジの締付けに際し、経過時間の値と回転角度の値との関係を示すグラフが合格領域B3に入らない場合が、締付不良として検知される。   In the time-angle control, as indicated by the hatched portion in FIG. 6, in the coordinate plane indicating the relationship between the elapsed time and the rotation angle, the region satisfying both the angle value passing range D2 and the time value passing range D3. B3 is defined. The region B3 that satisfies both the acceptable ranges is the above-described acceptable region. In other words, in the time-angle control in the torque wrench of the present embodiment, when the screw is tightened, a graph indicating the relationship between the value of the elapsed time and the value of the rotation angle does not enter the pass area B3. Detected.

そこで、判定部53は、ネジの締付けにおけるトルクレンチの制御に際し、角度値合格範囲D2および時間値合格範囲D3に基づき、経過時間の値と回転角度の値との関係において、次の二つの場合を締付不良として検知する。
すなわち、計測時間値が時間値合格範囲D3の上限値に達した時に、検出角度値が角度値合格範囲D2の下限値よりも小さい場合、および検出角度値が角度値合格範囲D2の上限値に達した時に、計測時間値が時間値合格範囲D3の下限値よりも小さい場合である。
Therefore, when the torque wrench is controlled in tightening the screw, the determination unit 53 is based on the angle value passing range D2 and the time value passing range D3 in the following two cases in the relationship between the elapsed time value and the rotation angle value: Is detected as a tightening defect.
That is, when the measured time value reaches the upper limit value of the time value pass range D3, the detected angle value is smaller than the lower limit value of the angle value pass range D2, and the detected angle value becomes the upper limit value of the angle value pass range D2. In this case, the measured time value is smaller than the lower limit value of the time value pass range D3.

図6のグラフにおいて、破線で示すグラフA32は、経過時間の値と回転角度の値との関係における前記二つの場合(以下「時間−角度関係における二つの場合」という。)のうち、前者の場合に対応するグラフの一例である。つまり、グラフA32を示すネジの締付けにおいては、計測時間値が時間値合格範囲D3の上限値TiPmaxに達した時点で、検出角度値が角度値合格範囲D2の下限値APminよりも小さくなっている。かかる場合、グラフA32は、合格領域B3に入らないこととなる。つまりこの場合は、判定部53によって締付不良として検知される。 In the graph of FIG. 6, a graph A32 indicated by a broken line is the former of the two cases (hereinafter referred to as “two cases in the time-angle relationship”) in the relationship between the elapsed time value and the rotation angle value. It is an example of the graph corresponding to a case. That is, in tightening the screw shown in the graph A32, when the measurement time value reaches the upper limit value TiP max of the time value pass range D3, the detected angle value becomes smaller than the lower limit value AP min of the angle value pass range D2. ing. In such a case, the graph A32 does not enter the pass area B3. That is, in this case, the determination unit 53 detects the tightening failure.

また、図6のグラフにおいて、一点鎖線で示すグラフA33は、時間−角度関係における二つの場合のうち、後者の場合に対応するグラフの一例である。つまり、グラフA33を示すネジの締付けにおいては、検出角度値が角度値合格範囲D2の上限値APmaxに達した時点で、計測時間値が時間値合格範囲D3の下限値TiPminよりも小さくなっている。かかる場合、グラフA33は、合格領域B3に入らないこととなる。つまりこの場合も、判定部53によって締付不良として検知される。 In the graph of FIG. 6, a graph A33 indicated by a one-dot chain line is an example of a graph corresponding to the latter case among the two cases in the time-angle relationship. That is, in the screw tightening shown in the graph A33, when the detected angle value reaches the upper limit value AP max of the angle value pass range D2, the measurement time value becomes smaller than the lower limit value TiP min of the time value pass range D3. ing. In such a case, the graph A33 does not enter the pass area B3. That is, also in this case, the determination unit 53 detects the tightening failure.

このように、ネジの締付けに際し、時間−角度関係における二つの場合が、経過時間の値と回転角度の値との関係を示すグラフが合格領域B3に入らない場合となり、締付不良として検知される。   As described above, when tightening the screw, the two cases in the time-angle relationship indicate that the graph showing the relationship between the value of the elapsed time and the value of the rotation angle does not enter the pass region B3, and is detected as a tightening failure. The

以上のように、本実施形態のトルクレンチにおいては、締付不良検知方法として、ネジの締付けに際し、ネジの締付けにおける所定の基準時(締付トルクの値がスタートトルクに達した時点)からの経過時間を計測し、時間値合格範囲D3に基づき、計測時間値が時間値合格範囲D3の上限値TiPmaxに達した時に、検出角度値が角度値合格範囲D2の下限値APminよりも小さい場合、および検出角度値が角度値合格範囲D2の上限値APmaxに達した時に、計測時間値が時間値合格範囲D3の下限値TiPminよりも小さい場合を、締付不良として検知する。 As described above, in the torque wrench of this embodiment, as a tightening failure detection method, when tightening a screw, the screw tightening from a predetermined reference time (when the tightening torque value reaches the start torque) is determined. The elapsed time is measured, and when the measured time value reaches the upper limit value TiP max of the time value pass range D3 based on the time value pass range D3, the detected angle value is smaller than the lower limit value AP min of the angle value pass range D2. If the measured time value is smaller than the lower limit value TiP min of the time value pass range D3 when the detected angle value reaches the upper limit value AP max of the angle value pass range D2, the fastening failure is detected.

このように、経過時間の値および回転角度の値に基づいてトルクレンチが制御されることにより、締付不良を検知することが可能となる。つまり、ネジの締付けに際しての経過時間の値と回転角度の値との関係は、ネジの締付けが正常に行われた場合と締付不良が発生した場合とで挙動が異なるため、かかる関係に基づくことで、締付不良の検知が可能となる。   In this manner, the tightening failure can be detected by controlling the torque wrench based on the elapsed time value and the rotation angle value. In other words, the relationship between the value of the elapsed time and the value of the rotation angle at the time of tightening the screw is different depending on whether the tightening of the screw is normally performed or when the tightening failure occurs. This makes it possible to detect tightening defects.

また、本実施形態のトルクレンチにおいては、操作レバー6がONされてから締付トルクがスタートトルクに達するまでの状態、つまりフリーランの状態での検出角度値または計測時間値に基づいて、締付不良、特にネジの着座前の初期異常が検知される。
すなわち、ネジの締付けに際し、正常なネジの締付けが行われた場合、フリーランの状態における回転角度の値や経過時間の値の増加量(フリーランの状態が終了した時点での回転角度の値や経過時間の値)は、ある程度以上の大きさとなる。つまり、ネジの締付けに際し、一旦締付作業が終了したネジによる締結部に対して再度ネジの締付けを行うような、いわゆる二度締めが発生した場合、フリーランの状態における回転角度の値や経過時間の値の増加量が極端に小さくなる。したがって、フリーランの状態における回転角度の値の増加量または経過時間の値の増加量が、所定の値に満たない場合が検知されることで、前記のような二度締め等のネジの締付けにおける初期異常の検知が可能となる。
Further, in the torque wrench of the present embodiment, the tightening torque is based on the detected angle value or measured time value in the free run state from when the operating lever 6 is turned on until the tightening torque reaches the start torque. Defective attachment, especially initial abnormality before the screw is seated, is detected.
In other words, when normal screw tightening is performed, the amount of increase in the rotation angle value and elapsed time value in the free run state (the value of the rotation angle when the free run state ends) And the value of the elapsed time) are larger than a certain level. In other words, when tightening a screw, if a so-called double tightening occurs, such as when the screw is tightened again against the tightened portion of the screw once tightened, the rotation angle value and progress in the free-run state The increase in time value is extremely small. Therefore, when a case where the increase amount of the rotation angle value or the increase amount of the elapsed time value in the free-run state is less than the predetermined value is detected, the screw tightening such as the second tightening as described above is performed. It is possible to detect an initial abnormality in.

そこで、判定部53は、締付トルクの値について、予め設定されるネジの締付けにおける初期基準値としてのスタートトルク、および回転角度の値ならびに経過時間の値のそれぞれについて、予め設定される最低基準値に基づき、検出トルク値がスタートトルクに達した時に、検出角度値または計測時間値がそれぞれの前記最低基準値よりも小さい場合を、締付不良として検知する。
なお、締付トルクの値についてのスタートトルク、および回転角度の値ならびに経過時間の値のそれぞれについての最低基準値の設定は、制御部51において予め行われる。また、以下の説明では、回転角度の値についての最低基準値を「角度最低基準値」とし、経過時間の値についての最低基準値を「時間最低基準値」とする。また、本実施形態のトルクレンチにおいて、フリーランの状態に基づいて締付不良を検知する制御を「初期異常検知制御」とする。
Therefore, the determination unit 53 determines the minimum torque that is set in advance for each of the start torque, the rotation angle value, and the elapsed time value that are set as initial reference values in the tightening of the screws. Based on the value, when the detected torque value reaches the start torque, the case where the detected angle value or the measured time value is smaller than the minimum reference value is detected as a fastening failure.
The minimum reference value for each of the start torque for the tightening torque value, the rotation angle value, and the elapsed time value is set in advance in the control unit 51. In the following description, the minimum reference value for the rotation angle value is referred to as “minimum angle reference value”, and the minimum reference value for the elapsed time value is referred to as “minimum time reference value”. In the torque wrench of the present embodiment, the control for detecting the tightening failure based on the free-run state is referred to as “initial abnormality detection control”.

まず、本実施形態のトルクレンチにおける初期異常検知制御において、回転角度の値が用いられる場合について、図3を用いて説明する。
この場合、判定部53は、スタートトルク(符号STo参照、以下「スタートトルクSTo」とする。)および角度最低基準値A0に基づき、検出トルク値がスタートトルクSToに達した時に、検出角度値が角度最低基準値A0よりも小さい場合を、締付不良として検知する。
First, the case where the rotation angle value is used in the initial abnormality detection control in the torque wrench of the present embodiment will be described with reference to FIG.
In this case, the determination unit 53 determines the detected angle value when the detected torque value reaches the start torque STo based on the start torque (see symbol STo, hereinafter referred to as “start torque STo”) and the minimum angle reference value A0. A case where the angle is smaller than the minimum reference value A0 is detected as a tightening failure.

すなわち、図3に示すグラフにおいて、符号O1で示す点が、操作レバー6がONされた時点となる。つまり、この操作レバー6のONの時点から、締付トルクの値および回転角度の値の検出が開始される。以下の説明では、符号O1で示す、操作レバー6がONされた時点を「開始点O1」とする。そして、ネジの締付けに際し、開始点O1から検出トルク値がスタートトルクSToに達するまでが、トルクレンチのフリーランの状態となる。
トルクレンチのフリーランの状態において、そのフリーランの状態での回転角度の値の増加量(符号FrA参照)が、角度最低基準値A0よりも小さい場合、つまりフリーランの状態が終了した時点(検出トルク値がスタートトルクSToに達した時点)での回転角度の値ASTが、角度最低基準値A0よりも小さい場合が、締付不良として検知される。
That is, in the graph shown in FIG. 3, the point indicated by reference numeral O1 is the time when the operation lever 6 is turned on. That is, detection of the value of the tightening torque and the value of the rotation angle is started from the time when the operation lever 6 is turned on. In the following description, the time point indicated by reference numeral O1 when the operation lever 6 is turned on is referred to as “starting point O1”. When the screw is tightened, the torque wrench is in a free run state from the start point O1 until the detected torque value reaches the start torque STo.
In the free run state of the torque wrench, when the amount of increase in the value of the rotation angle in the free run state (see symbol FrA) is smaller than the minimum angle reference value A0, that is, when the free run state ends ( the value a ST of the rotation angle of the detection torque value reaches the start torque STo point) is smaller than the angle minimum reference value A0 is detected as defective tightening.

したがって、図3に示すグラフは、フリーランの状態が終了した時点での回転角度の値ASTが、角度最低基準値A0よりも小さくないため、本実施形態のトルクレンチにおける初期異常検知制御においては、締付不良として検知されない場合の例となる。 Therefore, the graph shown in FIG. 3 shows that in the initial abnormality detection control in the torque wrench of the present embodiment, the rotation angle value AST at the time when the free-run state is finished is not smaller than the minimum angle reference value A0. Is an example of a case where the tightening failure is not detected.

次に、本実施形態のトルクレンチにおける初期異常検知制御において、経過時間の値が用いられる場合について、図5を用いて説明する。
この場合、判定部53は、スタートトルクSToおよび時間最低基準値Ti0に基づき、検出トルク値がスタートトルクSToに達した時に、計測時間値が時間最低基準値Ti0よりも小さい場合を、締付不良として検知する。
Next, the case where the value of elapsed time is used in the initial abnormality detection control in the torque wrench of this embodiment will be described with reference to FIG.
In this case, the determination unit 53 determines that if the measured time value is smaller than the minimum time reference value Ti0 when the detected torque value reaches the start torque STo based on the start torque STo and the minimum time reference value Ti0, the tightening failure is determined. Detect as.

すなわち、図5に示すグラフにおいて、開始点O1から、締付トルクの値の検出および経過時間の値の計測が開始される。
トルクレンチのフリーランの状態において、そのフリーランの状態での経過時間の値の増加量(符号FrTi参照)が、時間最低基準値Ti0よりも小さい場合、つまりフリーランの状態が終了した時点(検出トルク値がスタートトルクSToに達した時点)での経過時間の値TiSTが、時間最低基準値Ti0よりも小さい場合が、締付不良として検知される。
That is, in the graph shown in FIG. 5, the detection of the tightening torque value and the measurement of the elapsed time value are started from the start point O1.
In the free run state of the torque wrench, when the amount of increase in the value of the elapsed time in the free run state (see the sign FrTi) is smaller than the time minimum reference value Ti0, that is, when the free run state ends ( A case where the elapsed time value Ti ST at the time when the detected torque value reaches the start torque STo is smaller than the minimum time reference value Ti0 is detected as a tightening failure.

したがって、図5に示すグラフは、フリーランの状態が終了した時点での経過時間の値TiSTが、時間最低基準値Ti0よりも小さくないため、本実施形態のトルクレンチにおける初期異常検知制御においては、締付不良として検知されない場合の例となる。 Accordingly, the graph shown in FIG. 5 shows that in the initial abnormality detection control in the torque wrench of the present embodiment, the elapsed time value Ti ST at the time when the free-run state ends is not smaller than the time minimum reference value Ti0. Is an example of a case where the tightening failure is not detected.

以上のように、本実施形態に係るトルクレンチの初期異常検知制御においては、ネジの締付けに際し、スタートトルクSToおよび角度最低基準値A0ならびに時間最低基準値Ti0に基づき、検出トルク値がスタートトルクSToに達した時に、検出角度値または計測時間値がそれぞれの最低基準値(角度最低基準値A0・時間最低基準値Ti0)よりも小さい場合を、締付不良として検知する。   As described above, in the initial abnormality detection control of the torque wrench according to the present embodiment, when the screw is tightened, the detected torque value is determined based on the start torque STo, the minimum angle reference value A0, and the minimum time reference value Ti0. When the detected angle value or the measured time value is smaller than the minimum reference value (minimum angle reference value A0 / minimum time reference value Ti0), the tightening failure is detected.

このように、トルクレンチのフリーランの状態において、回転角度の値または経過時間の値に基づいて、初期異常検知制御を行うことにより、ネジの着座前の初期異常を締付不良として検知することが可能となる。すなわち、ネジの締付けに際し、締付不良として、例えば二度締め等のネジの着座前の初期異常が発生した場合、それを検知することが可能となる。これにより、締付精度の向上を図ることができ、ネジの締付についての品質の向上を図ることができる。   In this way, in the free running state of the torque wrench, the initial abnormality before the seating of the screw is detected as a tightening failure by performing the initial abnormality detection control based on the rotation angle value or the elapsed time value. Is possible. That is, when tightening a screw, it is possible to detect an initial abnormality before the seating of the screw, such as double tightening, as a tightening failure. As a result, the tightening accuracy can be improved, and the quality of the screw tightening can be improved.

本発明の一実施形態に係るツール本体の構成を示す一部断面図。The partial cross section figure which shows the structure of the tool main body which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るトルクレンチの制御ブロック図。The control block diagram of the torque wrench which concerns on one Embodiment of this invention. 回転角度と締付トルクとの関係を示すグラフを表す図。The figure showing the graph which shows the relationship between a rotation angle and fastening torque. 締付不良の種類ごとの回転角度と締付トルクとの関係を示すグラフを表す図。The figure showing the graph which shows the relationship between the rotation angle for every kind of fastening failure, and fastening torque. 経過時間と締付トルクとの関係を示すグラフを表す図。The figure showing the graph which shows the relationship between elapsed time and fastening torque. 経過時間と回転角度との関係を示すグラフを表す図。The figure showing the graph which shows the relationship between elapsed time and a rotation angle. 回転角度と締付トルクとの関係を示すグラフを表す図。The figure showing the graph which shows the relationship between a rotation angle and fastening torque.

符号の説明Explanation of symbols

1 ツール本体
3 エアモータ(回転駆動源)
4 主軸
10 トルクセンサ(締付トルク検出手段)
20 角度センサ(回転角度検出手段)
50 コントローラ
51 制御部
53 判定部(判定手段)
54 タイマ(経過時間計測手段)
1 Tool body 3 Air motor (rotation drive source)
4 Spindle 10 Torque sensor (Tightening torque detection means)
20 Angle sensor (rotation angle detection means)
50 controller 51 control unit 53 determination unit (determination means)
54 timer (elapsed time measuring means)

Claims (6)

回転駆動源と、該回転駆動源からの回転トルクが変換されたパルス状の打撃トルクが付与される主軸とを備え、該主軸の回転により、ネジの締付けを行うパルス式打撃締付工具であって、
前記ネジの締付トルクを検出する締付トルク検出手段と、
前記主軸の回転角度を検出する回転角度検出手段と、
ネジの締付けについての締付不良を判定する判定手段と、を備え、
前記判定手段は、
前記締付トルク検出手段により検出される前記締付トルクの値、および前記回転角度検出手段により検出される前記回転角度の値のそれぞれについて、予め設定される所定の合格範囲に基づき、
前記回転角度検出手段により検出された前記回転角度の値がその前記合格範囲の上限値に達した時に、前記締付トルク検出手段により検出された前記締付トルクの値がその前記合格範囲の下限値よりも小さい場合、および前記締付トルク検出手段により検出された前記締付トルクの値がその前記合格範囲の上限値に達した時に、前記回転角度検出手段により検出された前記回転角度の値がその前記合格範囲の下限値よりも小さい場合を、前記締付不良として検知することを特徴とするパルス式打撃締付工具。
A pulse-type impact tightening tool comprising a rotational drive source and a main shaft to which a pulsed impact torque obtained by converting the rotational torque from the rotational drive source is applied, and tightening a screw by the rotation of the main shaft. And
A tightening torque detecting means for detecting a tightening torque of the screw;
Rotation angle detection means for detecting the rotation angle of the spindle;
Determining means for determining a tightening failure with respect to the tightening of the screw,
The determination means includes
For each of the value of the tightening torque detected by the tightening torque detection means and the value of the rotation angle detected by the rotation angle detection means, based on a predetermined pass range set in advance,
When the value of the rotation angle detected by the rotation angle detection means reaches the upper limit value of the acceptable range, the value of the tightening torque detected by the tightening torque detection means is the lower limit of the acceptable range. A value of the rotation angle detected by the rotation angle detection means when the value is smaller than a value, and when the value of the tightening torque detected by the tightening torque detection means reaches the upper limit value of the acceptable range Is detected as the tightening failure when the value is smaller than the lower limit value of the acceptable range.
ネジの締付けにおける所定の基準時からの経過時間を計測する経過時間計測手段を備え、
前記判定手段は、
前記経過時間計測手段により計測される前記経過時間の値について、予め設定される所定の合格範囲に基づき、
前記経過時間計測手段により計測された前記経過時間の値がその前記合格範囲の上限値に達した時に、前記締付トルク検出手段により検出された前記締付トルクの値または前記回転角度検出手段により検出された前記回転角度の値がそれぞれの前記合格範囲の下限値よりも小さい場合、および前記締付トルク検出手段により検出された前記締付トルクの値または前記回転角度検出手段により検出された前記回転角度の値がそれぞれの前記合格範囲の上限値に達した時に、前記経過時間計測手段により計測された前記経過時間の値がその前記合格範囲の下限値よりも小さい場合を、前記締付不良として検知することを特徴とする請求項1に記載のパルス式打撃締付工具。
Equipped with an elapsed time measuring means for measuring an elapsed time from a predetermined reference time in screw tightening,
The determination means includes
About the value of the elapsed time measured by the elapsed time measuring means, based on a predetermined pass range set in advance,
When the value of the elapsed time measured by the elapsed time measuring means reaches the upper limit value of the acceptable range, the value of the tightening torque detected by the tightening torque detecting means or the rotation angle detecting means When the detected value of the rotation angle is smaller than the lower limit value of each acceptable range, and the value of the tightening torque detected by the tightening torque detection means or the rotation angle detection means When the value of the rotation angle reaches the upper limit value of each acceptable range, the elapsed time value measured by the elapsed time measuring means is smaller than the lower limit value of the acceptable range. The pulse-type impact tightening tool according to claim 1, wherein:
前記判定手段は、
前記締付トルクの値について予め設定されるネジの締付けにおける初期基準値、および前記回転角度の値ならびに前記経過時間の値のそれぞれについて予め設定される最低基準値に基づき、
前記締付トルク検出手段により検出された前記締付トルクの値が前記初期基準値に達した時に、前記回転角度検出手段により検出された前記回転角度の値または前記経過時間計測手段により計測された前記経過時間の値がそれぞれの前記最低基準値よりも小さい場合を、前記締付不良として検知することを特徴とする請求項2に記載のパルス式打撃締付工具。
The determination means includes
Based on an initial reference value for tightening a screw that is preset for the value of the tightening torque, and a minimum reference value that is preset for each of the value of the rotation angle and the value of the elapsed time,
When the value of the tightening torque detected by the tightening torque detecting means reaches the initial reference value, the value of the rotation angle detected by the rotation angle detecting means or the elapsed time measuring means is measured. The pulse-type impact tightening tool according to claim 2, wherein a case where the value of the elapsed time is smaller than each of the minimum reference values is detected as the tightening failure.
回転駆動源と、該回転駆動源からの回転トルクが変換されたパルス状の打撃トルクが付与される主軸とを備え、該主軸の回転により、ネジの締付けを行うパルス式打撃締付工具における締付不良検知方法であって、
前記ネジの締付トルクおよび前記主軸の回転角度を検出し、
検出する前記締付トルクの値、および前記回転角度の値のそれぞれについて、予め設定した所定の合格範囲に基づき、
検出した前記回転角度の値がその前記合格範囲の上限値に達した時に、検出した前記締付トルクの値がその前記合格範囲の下限値よりも小さい場合、および検出した前記締付トルクの値がその前記合格範囲の上限値に達した時に、検出した前記回転角度の値がその前記合格範囲の下限値よりも小さい場合を、締付不良として検知することを特徴とするパルス式打撃締付工具における締付不良検知方法。
A rotation driving source, and a main shaft to which a pulsed impact torque converted from the rotational torque from the rotation driving source is applied, and tightening in a pulse-type impact tightening tool for tightening a screw by rotation of the main shaft. A defective detection method,
Detecting the tightening torque of the screw and the rotation angle of the spindle;
Based on a predetermined pass range set in advance for each of the detected tightening torque value and the rotation angle value,
When the detected value of the rotation angle reaches the upper limit value of the acceptable range, the detected value of the tightening torque is smaller than the lower limit value of the acceptable range, and the detected value of the tightening torque When the upper limit value of the acceptable range is reached, the detected rotation angle value is smaller than the lower limit value of the acceptable range, and is detected as a tightening failure. Tightening failure detection method for tools.
ネジの締付けにおける所定の基準時からの経過時間を計測し、
計測する前記経過時間の値について、予め設定した所定の合格範囲に基づき、
計測した前記経過時間の値がその前記合格範囲の上限値に達した時に、検出した前記締付トルクの値または検出した前記回転角度の値がそれぞれの前記合格範囲の下限値よりも小さい場合、および検出した前記締付トルクの値または検出した前記回転角度の値がそれぞれの前記合格範囲の上限値に達した時に、計測した前記経過時間の値がその前記合格範囲の下限値よりも小さい場合を、締付不良として検知することを特徴とする請求項4に記載のパルス式打撃締付工具における締付不良検知方法。
Measure the elapsed time from the predetermined reference time in screw tightening,
About the value of the elapsed time to be measured, based on a predetermined pass range set in advance,
When the measured elapsed time value reaches the upper limit value of the acceptable range, the detected tightening torque value or the detected rotation angle value is smaller than the lower limit value of the respective acceptable range, And when the detected value of the tightening torque or the detected value of the rotation angle reaches the upper limit value of the respective acceptable range, the measured elapsed time value is smaller than the lower limit value of the acceptable range. Is detected as a tightening failure. 5. The method of detecting a tightening failure in a pulse-type impact tightening tool according to claim 4.
前記締付トルクの値について予め設定したネジの締付けにおける初期基準値、および前記回転角度の値ならびに前記経過時間の値のそれぞれについて予め設定した最低基準値に基づき、
検出した前記締付トルクの値が前記初期基準値に達した時に、検出した前記回転角度の値または計測した前記経過時間の値がそれぞれの前記最低基準値よりも小さい場合を、締付不良として検知することを特徴とする請求項5に記載のパルス式打撃締付工具における締付不良検知方法。
Based on the initial reference value in the tightening of the screw set in advance for the value of the tightening torque, and the minimum reference value set in advance for each of the value of the rotation angle and the value of the elapsed time,
When the detected value of the tightening torque reaches the initial reference value, the detected rotation angle value or the measured elapsed time value is smaller than the minimum reference value. 6. The method for detecting a fastening failure in a pulse-type impact fastening tool according to claim 5, wherein the detection is performed.
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