JP3911579B2 - Pipe fitting tightening method - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、管継手の構成部材同志をナットで締め付けるさいに使用される管継手締付方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
六角フランジおよびおねじ部を有する第1管状継手部材と、これに突き合わされた第2管状継手部材と、両継手部材の端面に介在された円環状ガスケットと、第2管状継手部側から第1管状継手部材にねじはめられたナットと、第2管状継手部材とナットとの間に介在されたスラストベアリングとを備えた管継手は、従来より知られている。
【0003】
この管継手では、あらかじめ手でナットを第1管状継手部材に締め付けておいた後に、第1管状継手部材の六角フランジを工具で保持するとともにナットを別の工具で締め付けることにより、流体密の連結が果たされる。締付けを適当なものとするためには、手でナットを締め付けた状態で、第1管状継手部材およびナットにそれぞれ目印を付けておいてから、目視で確認しながら所要の回転角度だけナットを回転させたり、または、締付用の工具としてトルクレンチを使用して、所要のトルク値となるまでナットを回転させたりする締付判定方法が採られていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の管継手締付方法では、目視で確認しながら所要の回転角度だけナットを回転させたり、トルクレンチを使用して、所要のトルク値となるまでナットを回転させたりする作業は面倒なものであった。
【0005】
また、管継手をセットするさいにガスケットやスラストベアリングを入れ忘れることがあるが、このような場合に、上記従来の管継手締付方法では、ガスケットやスラストベアリングの入れ忘れを発見することはできず、締付不良のために配管後に継手部分から流体が漏れるという問題が起きることがあった。
【0006】
この発明の目的は、管継手の締付作業を容易なものにし、かつ締付不良を確実に防止することができる管継手締付方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明による管継手締付方法は、ガスケットおよびスラストベアリングを備えているべきでありナットを締め付けることで流体密の連結が果たされる管継手を締め付ける管継手締付方法において、ナットを予め手で締め付けておいてから締付装置を使用した締付けを行って正常に締付けが行われたときのナットの締付量と締付トルク値との関係を示す曲線を求めて、締付け初期から締付け終了までの全過程にわたって各締付量における締付トルク値の許容基準範囲をあらかじめ設定しておき、締付量および締付トルク値の検出とこれらが基準範囲内にあるかどうかの判定とを締付け初期から締付け終了までの全過程にわたって行うことにより、ガスケットの入れ忘れとガスケットおよびスラストベアリング両方の入れ忘れとを発見することを特徴とするものである。
【0008】
ナットの締付量としては、ナットの回転角度やナットの変位量が使用される。また、締付トルク値に代えて、ナットの締付量に対する締付トルクの傾きを使用することもできる。締付け初期の判定を締付け後半の判定よりも密に行うことがより好ましい。また、ナットの締付けを行うための駆動装置としてモータを使用し、ナットの回転角度をモータの回転時間から算出し、締付トルク値をモータの電流値から算出することがある。
【0009】
【作用】
この発明の管継手締付方法によると、作業者が締付けが正常かどうかを確認しなくても、締付不足や締付過ぎが防止でき、さらに、おねじ部材とナットとの間に介在されていなければならないガスケットやスラストベアリング等の入れ忘れが発見できる。
【0010】
【実施例】
この発明の実施例を、以下図面を参照して説明する。
【0011】
この明細書において、上下は図2に示した状態についていうものとするが、この上下は相対的なものであり、上が、下、横または斜めになった状態で使用されることもある。また、前後については、図2の左を前、図2の右を後というものとする。
【0012】
図1から図7までは、この発明による管継手締付方法に使用される電動タイプの締付装置を示している。
【0013】
この装置は、フランジ(35a) を有するおねじ部材(35)に手締めされたナット(36)を十分に締め付ける装置であって、サーボモータ(19)を内蔵したボディ(30)の前端部に前方突出状に設けられたおねじ部材回転阻止用上プレート(1) と、上プレート(1) の下側にこれと平行にかつ上下移動自在に設けられた歯車支持用下プレート(3) と、下プレート(3) の前端部に取り付けられかつ水平面内で回転自在なナット回転用歯車(4) と、上プレート(1) と下プレート(3) との間に設けられナット回転用歯車(4) に噛み合ってこれを回転させる伝動用平歯車(27)とを備えている。
【0014】
上プレート(1) の前端部には、前方に開口したフランジ嵌込み部(2) が設けらている。フランジ嵌込み部(2) は、スパナの頭部に相当するもので、口幅寸法はおねじ部材(35)のフランジの外側寸法に合わされており、おねじ部材(35)のフランジ(35a) がフランジ嵌込み部(2) に嵌込まれることにより、おねじ部材(35)の回転が阻止される。
【0015】
下プレート(3) の前端部には、前方に開口しかつフランジ嵌込み部(2) と同軸のナット嵌込み部(15)が設けられている。ナット嵌込み部(15)は、ナット(36)が回転するのを妨げないようにナット(36)の断面積よりも若干大きい断面積を有する欠円状となされている。
【0016】
下プレート(3) の前端部上面には、フランジ嵌込み部(2) と同軸の円弧状上方突出部(12)が設けられ、上プレート(1) の前端部下面には、フランジ嵌込み部(2) と同軸の円弧状下方突出部(11)が設けられている。
【0017】
ナット回転用歯車(4) は、平歯車にナット(36)が嵌め込まれるナット嵌込み部(5) が設けられたものである。ナット嵌込み部(5) は、ナット回転用歯車(4) が下プレート(3) に支持された状態で、フランジ嵌込み部(2) と同軸となるように形成されたもので、前方にナット(36)を出し入れするための口を有し、口幅寸法はナット(36)の外側寸法に合わされている。ナット回転用歯車(4) の上下側面部には、上プレート(1) の下方突出部(11)および下プレート(3) 上方突出部(12)に嵌まり合う上下溝(13)が形成されている。
【0018】
ナット回転用歯車(4) は、これに噛み合う平歯車(27)により駆動されて上から見て反時計方向に回転させられる。ナット回転用歯車(4) に噛み合う平歯車(27)は、上プレート(1) の前端近くを貫通する垂直回転軸(14)にこれと一体に回転しうるように取り付けられている。
【0019】
下プレート(3) には2本の垂直案内棒(6) が設けられている。各垂直案内棒(6) は上プレート(1) を貫通しており、各垂直案内棒(6) の上端には、直方体状ブロック(7) が固定されている。各垂直案内棒(6) の下端部は下プレート(3) に固定されている。上プレート(1) 上面には、両端に外向きフランジ部(9a)を有する円柱状偏心コロ(9) が配置されている。偏心コロ(9) は、両フランジ(9a)の偏心位置において、ピン(8) によりブロック(7) に回転自在に取り付けられている。偏心コロ(9) には偏心コロ回転用レバー(11)が取り付けられており、このレバー(11)を操作することによって、偏心コロ(9) を回転させ、下プレート(3) と上プレート(1) との平行状態を保ったまま、下プレート(3) を上プレート(1) に対して上下移動することができる。
【0020】
偏心コロ(9) は、これ自身およびこれに結合されている下プレート(3) や垂直案内棒(6) の自重により上プレート(1) 上面に常に接した状態で、回転し、ピン(8) が最高位置にあるときに、下プレート(3) 上面がナット回転用歯車(4) を駆動する平歯車(27)下面に当って、ナット回転用歯車(4) とこれを駆動する平歯車(27)とが、ちょうど噛み合わされる。この状態では、ナット回転用歯車(4) の円弧状の上下溝(13)(13)と上下プレート(1)(3)の各突出部(11)(12)とが嵌め合わせられており、ナット回転用歯車(4) は、両突出部(11)(12)に案内されて上プレート(1) のフランジ嵌込み部(2) の直下において垂直軸回りに回転することができる。下プレート(3) 上面と上プレート(1) 下面との間およびナット回転用歯車(4) の下溝(13)の底面と上プレート(1) の突出部(11)の下面との間には、ナット回転用歯車(4) が上下移動できるように若干の間隙が形成されている(図2、図5および図6(a)参照)。
【0021】
この位置より偏心ころ(9) が90度回転すると、ナット回転用歯車(4) とこれを駆動する平歯車(27)とが、少しだけ噛み合わされた状態となり(図6(b)参照)、この位置より偏心ころ(9) がさらに90度回転して、ピン(8) が最低位置にきたときには、上プレート(1) と下プレート(3) とは最も離れ、ナット回転用歯車(4) とこれを駆動する平歯車(27)との噛み合いが解除される(図6(c)参照)。
【0022】
ナット締め付け用歯車(4) を駆動する伝動用平歯車(27)の垂直回転軸(14)は、DCサーボモータ(19)および歯車列により回転させられる。すなわち、前方に向かって時計回りに回転させられるサーボモータ(19)の駆動軸(20)に平歯車(21)が取り付けられ、この平歯車(21)には、これと平行な水平回転軸を有する別の平歯車(22)が噛み合わされ、この平歯車(22)の回転軸にはウォーム(23)が設けられ、このウォーム(23)に噛み合うウォームホイール(24)の水平回転軸に別のウォーム(25)が設けられ、このウォーム(25)に噛み合うウォームホイール(26)が、垂直回転軸(14)に取り付けられている。
【0023】
上記の歯車列はボディ(30)内に納められており、ボディ(30)の上面には、図4に示すように、スタートボタン(31)、非常停止ボタン(32)、発光ダイオード(33)および警報ブザー(34)が設けられている。
【0024】
垂直回転軸(14)の上端にはこれと一体になって回転する回転板(16)が設けられており、回転角度検出器(17)により、垂直回転軸(14)の回転数がカウントされ、この回転数がナット回転角度に換算される。垂直回転軸(14)の周面には歪ゲージ(18)が貼り付けられており、垂直回転軸(14)の歪量が締付トルク検出器(28)により締付トルクに換算される。
【0025】
この装置により、おねじ部材(35)にナット(36)を締め付けるには、次のようにする。
【0026】
まず、手でおねじ部材(35)にナット(36)を締め付けておく。上プレート(1) と下プレート(3) との位置関係は最も離れた状態としておく。次に、上プレート(1) のフランジ嵌込み部(2) をおねじ部材(35)のフランジ(35a) に嵌め合わせ、ナット嵌込み部(15)の上方にナット(36)を位置させる。次に、ナット嵌込み部(5) をナット(36)に嵌め合わせて、ナット回転用歯車(4) を下プレート(3) に載せる。次に偏心コロ(9) を回転させて下プレート(3) を上プレート(1) に接近させ、ナット回転用歯車(4) を手で微調整しながらこれを駆動用の平歯車(27)に噛み合わせる。これで準備完了となる。ここでスタートボタン(31)を押す。この後は、ナット(36)は自動的に締め付けられ、締付が正常かどうかも判定されて締付作業が終了する。
【0027】
図7のブロック図に示すように、締付トルク検出器(28)により検出された締付トルクおよび回転角度検出器(17)により検出された回転角度は、マイコン(29)に入力され、後述する締付判定方法に基づき、マイコン(29)により締付が正常かどうかが判定され、発光ダイオード(33)および警報ブザー(34)によりその結果が出力される。マイコン(29)からは、ナット(36)の回転速度、ナット(36)の回転角度、ナット(36)の反転、ナット(36)の停止等の指示がサーボモータ(19)に出される。
【0028】
発光ダイオード(33)は、例えば、締付が正常の場合は緑、異常の場合は赤とされたり、検査準備完了時に点灯し、締付が正常の場合は消灯、異常の場合は点滅とされたりする。警報ブザー(34)は、例えば、締付が正常の場合は1回、異常の場合は3回鳴らされる。
【0029】
図8には、ナット(36)の締付量が回転角度ではなく、おねじ部材(35)に対するナット(36)の変位量として検出されるときのブロック図を示す。この場合には、おねじ部材(35)に例えばレーザー式の変位センサ(37)が取り付けられ、ナット(36)のおねじ部材(35)がわ端面にレーザー受光部(38)が取り付けられる。変位センサ(37)はナット(36)のほうに取り付けてもよい。
【0030】
モータ駆動用バッテリ(39)およびマイコン(29)は締付装置に内蔵してもよいし、例えば、図9に示すように、締付装置本体とは分離して、バンド(40)に保持させてもよい。このほかに、バッテリ(39)とマイコン(29)とを一体にしたり、マイコン(29)を締付装置に内蔵し、バッテリ(39)だけを分離することも可能である。
【0031】
図10は、おねじ部および六角フランジを有する第1管状継手部(おねじ部材)(35)と、第2管状継手部材と、両継手部材の端面に介在される円環状ガスケットと、第2管状継手部側から第1管状継手部材(おねじ部材)(35)にねじはめられたナット(36)と、第2管状継手部材とナット(36)との間に介在されるスラストベアリングとを備えている管継手を締め付けるに当り、あらかじめ手でおねじ部材(35)にナット(36)を締め付けておいた後に、レンチによりナット(36)を締め付けていったときの、正常な場合およびガスケットやスラストベアリングの入れ忘れ等の異常があった場合の締付角度と締付トルクとの関係を示す。図10から分かるように、正常な場合、ナット締付角度が80度ぐらいまでは、ナット(36)を締め付けていくにしたがって、リニアな関係(傾き▲1▼)で締付トルクが増加していく。ナット締付角度が約80度のところで傾きが変化し、その後リニアな関係(傾き▲2▼)で締付トルクが増加していく。ガスケットの入れ忘れがあった場合には、正常な場合に比べて締付トルクの増加量が大きく、異なった傾きとなる。ガスケットおよびスラストベアリング両方の入れ忘れがあった場合には、さらに締付トルクの増加量が大きくなり、ガスケットの入れ忘れ時とは異なった傾きとなる。
【0032】
このことから、締付判定方法の基準値として、締付角度に対する締付トルクの値および締付角度に対する締付トルクの傾きのいずれもが使用できることが分かる。
【0033】
次に、図11のフローチャートを参照して締付方法の1実施例を説明する。
【0034】
あらかじめ、おねじ部材(35)にナット(36)を手で締め付けておき、締付装置による締付けが開始される。初めのうち、ナットは低速で回転させられ(ステップ1)、締付トルクが締付開始基準トルクに達したかどうかが調べられる(ステップ2)。締付トルクが締付開始基準トルクに達していない場合は、ナットの回転量が45°以上かどうかが調べられる(ステップ3)。ステップ3においてナットの回転量が45°未満の場合には、ステップ1に戻る。ステップ3においてナットの回転量が45°以上の場合には、ナットの手締め不足による締付不良と判定してステップ4に移る。ステップ4においてはナットを反転させ、ナットが初期位置まで戻ったかどうかが判定され(ステップ5)、ナットが初期位置まで戻った場合には、ナットの反転が停止させられ(ステップ6)、締付不良であることを示す警報が発せられて締付を終了する(ステップ7)。ステップ2において締付トルクが締付開始基準トルクに達している場合は、ナットの回転速度が速められて(ステップ8)、ナットの回転量が0.5°増加するごとに締付トルクが検出される(ステップ9)。そして、締付トルクが許容範囲内にあるかが判定される(ステップ10)。ステップ10において締付トルクが許容範囲内にない場合には、締付不良と判定してステップ4に移る。ステップ10において締付トルクが許容範囲内にある場合には、ナットの回転角度が規定締付角度の20%以上であるかどうかが判定される(ステップ11)。ステップ11においてナットの回転角度が20%未満の場合には、ステップ8に戻る。ステップ11においてナットの回転角度が20%以上である場合には、さらにナットの回転速度が速められて(ステップ12)、ナットの回転量が1度増加するごとに締付トルクが検出される(ステップ13)。そして、再び締付トルクが許容範囲内にあるかが判定される(ステップ14)。ステップ14において締付トルクが許容範囲内にない場合には、締付不良と判定してステップ4に移る。ステップ14において締付トルクが許容範囲内にある場合には、ナットの回転角度が規定締付角度の100%に達したかどうかが判定される(ステップ15)。ステップ15においてナットの回転角度が規定締付角度の100%未満である場合には、ステップ12に戻る。ステップ15においてナットの回転角度が規定締付角度の100%に達している場合には、締付トルクが規定締付トルクに達しているかどうかが判定される(ステップ16)。ステップ16において締付トルクが規定締付トルクに達している場合には、締付合格と判定して、ナットの回転が停止させられて(ステップ17)、正常な締付けが行われたという締付終了表示をする(ステップ18)。ステップ16において締付トルクが規定締付トルクに達していない場合には、さらにナットが回転させられ(ステップ19)、ナットの回転量が1度増加するごとに締付トルクが検出され(ステップ20)、締付トルクが許容範囲内にあるかが判定される(ステップ21)。ステップ21において締付トルクが許容範囲内にない場合には、締付不良と判定してステップ4に移る。ステップ21において締付トルクが許容範囲内にある場合には、ナットの回転角度が規定締付角度の120%に達したかどうかが判定される(ステップ22)。ステップ22においてナットの回転角度が規定締付角度の120%未満である場合には、ステップ19に戻る。ステップ22においてナットの回転角度が規定締付角度の120%に達している場合には、締付トルクが規定締付トルクに達しているかどうかが判定される(ステップ23)。ステップ23において締付トルクが規定締付トルクに達していない場合には、締付不良と判定してステップ4に移る。ステップ23において締付トルクが規定締付トルクに達している場合には、締付合格と判定して、ステップ17に移る。
【0035】
次に、図12のフローチャートを参照して締付トルクの傾きで判定する締付方法を説明する。
【0036】
あらかじめ、ナットを手で締め付けておいてから、締付装置による締付けが開始される。初めのうち、ナットは低速で回転させられ(ステップ1)、締付トルクが締付開始基準トルクに達したかどうかが調べられる(ステップ2)。締付トルクが締付開始基準トルクに達していない場合は、ナットの回転量が45°以上かどうかが調べられる(ステップ3)。ステップ3においてナットの回転量が45°未満の場合には、ステップ1に戻る。ステップ3においてナットの回転量が45°以上の場合には、ナットの手締め不良と判定してステップ4に移る。ステップ4においてはナットを反転させ、ナットが初期位置まで戻ったかどうかが判定され(ステップ5)、ナットが初期位置まで戻った場合には、ナットの反転が停止させられ(ステップ6)、締付不良であることを示す警報が発せられて締付を終了する(ステップ7)。ステップ2において締付トルクが締付開始基準トルクに達している場合は、ナットの回転速度が速められて(ステップ8)、ナットの回転量が2.5°増加するごとに締付トルクが検出される(ステップ9)。そして、締付トルクが傾き▲1▼の許容範囲内にあるかが判定される(ステップ10)。ステップ10において締付トルクが許容範囲内にない場合には、締付不良と判定してステップ4に移る。ステップ10において締付トルクが許容範囲内にある場合には、ナットの回転角度が規定締付角度の20%以上であるかどうかが判定される(ステップ11)。ステップ11においてナットの回転角度が20%未満の場合には、ステップ8に戻る。ステップ11においてナットの回転角度が20%以上である場合には、さらにナットの回転速度が速められて(ステップ12)、ナットの回転量が5°増加するごとに締付トルクの傾きが検出される(ステップ13)。そして、再び締付トルクが傾き▲1▼の許容範囲内にあるかが判定される(ステップ14)。ステップ14において締付トルクが許容範囲内にある場合には、ナットの回転角度が規定締付角度である90°に達したかどうかが判定される(ステップ15)。ステップ15においてナットの回転角度が90°未満である場合には、ステップ12に戻る。ステップ15においてナットの回転角度が90°以上である場合には、締付不良と判定してステップ4に移る。ステップ14において締付トルクが傾き▲1▼の許容範囲内にない場合には、ステップ16においてナットの回転角度が70°から90°までの範囲内にあるかどうかが判定される。範囲外のものは締付不良と判定してステップ4に移る。ナットの回転角度が70°から90°までの範囲内にある場合には、締付トルクが傾き▲2▼の許容範囲内にあるかが判定される(ステップ17)。ステップ17において締付トルクが傾き▲2▼の許容範囲内にない場合には、締付不良と判定してステップ4に移る。ステップ17において締付トルクが傾き▲2▼の許容範囲内にある場合には、ナットの回転角度が90°に達したかどうかが判定される(ステップ18)。ステップ18においてナットの回転角度が90°である場合には、締付合格と判定して、ナットの回転が停止させられて(ステップ23)、正常な締付けが行われたという締付終了表示をする(ステップ24)。ステップ18においてナットの回転角度が90°未満である場合には、さらにナットが回転させられ(ステップ19)、ナットの回転量が5°増加するごとに締付トルクの傾きが検出され(ステップ20)、締付トルクが傾き▲2▼の許容範囲内にあるかが判定される(ステップ21)。ステップ21において締付トルクが傾き▲2▼の許容範囲内にない場合には、締付不良と判定してステップ4に移る。ステップ21において締付トルクが許容範囲内にある場合には、ナットの回転角度が90°に達したかどうかが判定される(ステップ22)。ステップ22においてナットの回転角度が90°未満である場合には、ステップ19に戻る。ステップ22においてナットの回転角度が90°に達している場合には、締付合格と判定して、ステップ23に移る。
【0037】
上記実施例における許容範囲としては、規定締付角度での締付トルクをフルスケールとして−10%〜+10%程度に設定する。ナットの回転角度は、回転角度0〜20%までは、回転角度20〜100%の時の約50%で回転させる。
【0038】
なお、上記実施例において、回転角度に関する20°、90°、1°ごと等の数値はすべて1例であり、締め付けられる部材の特性に応じた回転角度等の適当な値が適宜マイコン(29)に設定される。
【0039】
また、締付開始基準としては、締付トルクが7kgf・cm程度になる位置が選ばれる。このようにすれば、手締めが少々不足していてもあるいは配管に曲りや位置ずれがあって手締めの時点で締付トルクがわずかに発生していても、これらの影響を受けない締付開始基準位置を設定することができる。
【0040】
なお、上記実施例において、ナット(36)の回転角度と締付トルクとの関係より、締付けが適正かを判定しているが、ナット(36)の回転角度の代わりに、ナット(36)とおねじ部材(35)の距離を使用することもできる。または、ナット(36)の回転角度およびナット(36)とおねじ部材の距離の両方を使用してもよい。ナット(36)とおねじ部材(35)の距離の検出は、ポテンショメータ、うず電流変位センサ、レーザー式変位センサ等により行うことができる。
【0041】
また、上記実施例において、締付トルクは歪ゲージ(18)(63)により検出されているが、締付トルクの検出は、これ以外の検出方法、例えば、磁歪式トルクセンサにより行うこともできる。また、回転角度の検出は、ポテンショメータを使用しアナログ信号を角度に換算することにより行うこともできる。
【0042】
図13から図15までは、手動タイプの締付装置を示す。以下の説明において、電動タイプの締付装置と同じものには、同じ符号を付して説明を省略する。
【0043】
ナット締め付け用歯車(4) を駆動する平歯車(49)は、歯車列を介して水平回転軸(58)を有するハンドル(57)に接続されている。すなわち、ハンドル(57)の水平回転軸(58)に傘歯車(51)が取り付けられ、この傘歯車(51)には、垂直回転軸(59)を有する傘歯車(52)が噛み合わされ、この傘歯車(52)の垂直回転軸(59)には平歯車(53)が設けられ、この平歯車(53)に回転方向変換用の平歯車(54)を介して垂直回転軸(60)に取り付けられた減速用平歯車(55)が噛み合わされ、これと同軸の平歯車(56)にナット締め付け用歯車(4) を駆動する平歯車(49)が噛み合わされている。
【0044】
そして、ナット締め付け用歯車(4) を駆動する平歯車(49)の垂直回転軸(61)の上端にナット回転角度検出用ロータリーエンコーダ(62)が取り付けられ、減速用平歯車(55)の垂直回転軸(60)に締付トルク検出用歪ゲージ(63)が取り付けられている。
【0045】
ボディ(50)の両側には下プレート昇降用レバー(43)が揺動用ピン(44)によりそれぞれ揺動自在に取り付けられている。この下プレート昇降用レバー(43)の前端部が、下プレート(42)に設けられた立上がり部(42a) に固定用ピン(48)により固定されている。揺動用ピン(44)が嵌め入れられる下プレート昇降用レバー(43)の孔は長孔(45)となされている。揺動用ピン(44)よりも基端部寄りのボディ(50)の両側には、案内用ピン(46)が外方に突出して設けられており、各下プレート昇降用レバー(43)には、水平状態を保持したまま昇降させるための案内溝(47)が設けられている。下プレート昇降用レバー(43)の揺動に伴って、下プレート(42)が昇降させられると、案内用ピン(46)は案内溝(47)に案内され、揺動用ピン(44)が長孔(45)内で移動することにより、下プレート(42)は水平状態を保持したまま昇降する。
【0046】
上記の手動タイプの締付装置を使用した場合の締付方法は、電動タイプの締付装置を使用した場合の締付方法とほぼ同様にして行う。手動タイプの場合、回転角度の速度の制御を手で行うことは難しいが、回転角度は制御しなくても差支えない。また、ナット(36)の自動停止および自動反転ができないため、締付合格の終了表示が出るとナット(36)を停止させ、締付不良の警報が出ると締付を停止し、手動によりナット(36)を反転させる。
【0047】
なお、上記の実施例において、下プレート(3)(42) が上プレート(1)(41) に対して移動できるようになされているが、これは必ずしも必要ではない。また、嵌込み部付き歯車(4) は着脱自在でなく、下プレートに固定されていてもよい。
【0048】
図16から図18までのグラフは、締付けトルク、モータの電流、ナットの回転角度およびモータの回転数が締付け時間とともにどのように変化していくかを示している。図16は締付けが正常の場合のもの、図17はガスケット無しの場合のもの、図18はガスケットもスラストベアリングも無しの場合のものである。モータを作動させると、回転角度が増加し始め、少し時間をおいて締付けトルクおよびモータの電流が増加していくとともに、モータの回転数が減少していく。図16から図18までに示すように、このときの時間軸に対するトルク曲線とモータ電流値曲線とは、締付けが正常か異常かは問わず同じような軌跡を示しており、締付けが正常かどうかを判定するさいに、ナットの回転角度の代わりにモータの回転時間を使用し、締付けトルクの代わりにモータの電流値を使用することが可能であることが分かる。
【0049】
すなわち、規定の時間が経過したときのモータの電流値が規定の範囲内にあれば締付合格、そうでなければ締付不良という判定が可能となり、このようにすることにより、歪みゲージ(18)や回転角度検出器(17)が不要となり、締付装置の構成を簡単にできる。
【0050】
【発明の効果】
この発明の管継手締付方法によると、作業者が締付けが正常かどうかを確認しなくても、締付不足や締付過ぎが防止でき、さらに、おねじ部材とナットとの間に介在されていなければならないガスケットやスラストベアリング等の入れ忘れが発見できるので、締付作業が容易となり、しかも、締付不良が確実に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による管継手締付方法に使用される締付装置の1実施例の要部を示す分解斜視図である。
【図2】 同縦断面図である。
【図3】 図2のIII-III 線に沿う断面図である。
【図4】 図1の締付装置の要部の平面図である。
【図5】 同横断面図である。
【図6】 偏心コロと下プレートの動作を示す側面図である。
【図7】 付装置の締付判定手段の1実施例を示すブロック図である。
【図8】 同他の実施例を示すブロック図である。
【図9】 図1の締付装置の制御部の配置の1実施例を概略的に示す斜視図である。
【図10】 ナット回転角度と締付トルクとの関係を示すグラフである。
【図11】 ナット回転角度と締付トルクとを検出して行う締付方法の概要を示すフローチャートである。
【図12】 ナット回転角度と締付トルクの傾きとを検出して行う締付方法の概要を示すフローチャートである。
【図13】 この発明による管継手締付方法に使用される締付装置の他の実施例の縦断面図である。
【図14】 同装置の要部を示す側面図である。
【図15】 同装置の要部を示す平面図である。
【図16】 締付けが正常な場合の時間軸に対する締付トルク、モータ電流、ナット回転角度およびモータ回転数の関係の一例を示すグラフである。
【図17】 締付けが異常な場合の時間軸に対する締付トルク、モータ電流、ナット回転角度およびモータ回転数の関係の一例を示すグラフである。
【図18】 締付けが異常な場合の時間軸に対する締付トルク、モータ電流、ナット回転角度およびモータ回転数の関係の他の例を示すグラフである。
[0001]
[Industrial application fields]
This invention ,tube Used for fastening joint components with nuts Pipe fitting It relates to the tightening method.
[0002]
[Prior art]
A first tubular joint member having a hexagonal flange and a male thread portion; a second tubular joint member abutted against the first tubular joint member; an annular gasket interposed between end faces of both joint members; and a first from the second tubular joint portion side. 2. Description of the Related Art A pipe joint including a nut threaded on a tubular joint member and a thrust bearing interposed between the second tubular joint member and the nut is conventionally known.
[0003]
In this pipe joint, after tightening the nut to the first tubular joint member by hand in advance, the hexagonal flange of the first tubular joint member is held with a tool and the nut is tightened with another tool, thereby fluid-tight connection. Is fulfilled. To ensure proper tightening, mark the first tubular joint member and the nut with the nut tightened by hand, then rotate the nut by the required rotation angle while visually checking it. Or a tightening determination method in which a torque wrench is used as a tightening tool and the nut is rotated until a required torque value is obtained.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Conventional Pipe fitting In the tightening method, it is troublesome to rotate the nut by a required rotation angle while visually confirming it, or to rotate the nut until a required torque value is obtained using a torque wrench.
[0005]
Also, you may forget to put gaskets and thrust bearings when setting pipe fittings. Pipe fitting In the tightening method, it was not possible to detect forgetting to insert the gasket or the thrust bearing, and there was a problem that fluid leaked from the joint part after piping due to poor tightening.
[0006]
The purpose of this invention is to hand Tightening work can be made easy and poor tightening can be reliably prevented. Pipe fitting It is to provide a tightening method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to this invention Pipe fitting The tightening method is Pipe fittings that should be fitted with gaskets and thrust bearings, and that tighten the nuts to achieve a fluid tight connection In the tightening method, Tighten the nut by hand before tightening with a tightening device. When tightened normally nut A curve indicating the relationship between the tightening amount and the tightening torque value is obtained, and the allowable reference range of the tightening torque value for each tightening amount is set in advance throughout the entire process from the initial tightening to the end of tightening. Detecting the amount of attachment and tightening torque and determining whether they are within the reference range over the entire process from the initial tightening to the end of tightening To discover forgetting to insert gaskets and forgetting both gaskets and thrust bearings It is characterized by.
[0008]
nut The tightening amount of nut Rotation angle of nut The amount of displacement is used. Also, instead of tightening torque value, nut It is also possible to use the inclination of the tightening torque with respect to the tightening amount. It is more preferable to perform the tightening determination more densely than the determination in the latter half of the tightening. Also, nut Use a motor as a drive device for tightening nut The rotation angle may be calculated from the rotation time of the motor, and the tightening torque value may be calculated from the current value of the motor.
[0009]
[Action]
Of this invention Pipe fitting According to the tightening method, even if the operator does not check whether the tightening is normal or not, it is possible to prevent insufficient tightening or excessive tightening, and a gasket that must be interposed between the male thread member and the nut. And forgetting to insert thrust bearings.
[0010]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0011]
In this specification, the upper and lower sides refer to the state shown in FIG. 2, but the upper and lower sides are relative and may be used in the state where the upper side is the lower side, the horizontal side, or the diagonal side. As for front and rear, the left in FIG. 2 is the front and the right in FIG. 2 is the rear.
[0012]
1 to 7 are according to the present invention. Pipe fitting An electric type fastening device used for a fastening method is shown.
[0013]
This device is a device that sufficiently tightens a nut (36) that is hand-tightened to a male screw member (35) having a flange (35a), and is provided at the front end of a body (30) incorporating a servo motor (19). An upper plate (1) for preventing rotation of the male screw member provided in a forward projecting manner, and a lower plate (3) for supporting a gear provided on the lower side of the upper plate (1) in parallel with the upper plate (1) and freely movable up and down. The nut rotating gear (4) attached to the front end of the lower plate (3) and rotatable in a horizontal plane, and the nut rotating gear (4) provided between the upper plate (1) and the lower plate (3) 4) and a transmission spur gear (27) that meshes with and rotates.
[0014]
At the front end of the upper plate (1), a flange fitting portion (2) opened forward is provided. The flange insertion part (2) corresponds to the head of the spanner, and the mouth width is matched to the outer dimension of the flange of the external thread member (35), and the flange (35a) of the external thread member (35) The male screw member (35) is prevented from rotating by being fitted into the flange fitting portion (2).
[0015]
A nut fitting portion (15) that opens forward and is coaxial with the flange fitting portion (2) is provided at the front end portion of the lower plate (3). The nut fitting portion (15) is formed into a notch shape having a cross-sectional area slightly larger than the cross-sectional area of the nut (36) so as not to prevent the nut (36) from rotating.
[0016]
The upper surface of the front end portion of the lower plate (3) is provided with an arcuate upward protruding portion (12) coaxial with the flange fitting portion (2), and the flange fitting portion is provided on the lower surface of the front end portion of the upper plate (1). An arcuate downward projecting portion (11) coaxial with (2) is provided.
[0017]
The nut rotating gear (4) is provided with a nut fitting portion (5) into which a nut (36) is fitted into a spur gear. The nut insertion portion (5) is formed so as to be coaxial with the flange insertion portion (2) in a state where the nut rotating gear (4) is supported by the lower plate (3). It has a mouth for taking in and out the nut (36), and the mouth width dimension is adjusted to the outer dimension of the nut (36). The upper and lower side surfaces of the nut rotation gear (4) are formed with upper and lower grooves (13) that fit into the lower protrusion (11) of the upper plate (1) and the upper protrusion (12) of the lower plate (3). ing.
[0018]
The nut rotating gear (4) is driven by a spur gear (27) meshing with the nut rotating gear (4) and rotated counterclockwise as viewed from above. The spur gear (27) meshing with the nut rotating gear (4) is attached to a vertical rotating shaft (14) penetrating near the front end of the upper plate (1) so as to rotate integrally therewith.
[0019]
The lower plate (3) is provided with two vertical guide bars (6). Each vertical guide rod (6) passes through the upper plate (1), and a rectangular parallelepiped block (7) is fixed to the upper end of each vertical guide rod (6). The lower end of each vertical guide rod (6) is fixed to the lower plate (3). A cylindrical eccentric roller (9) having outward flange portions (9a) at both ends is disposed on the upper surface of the upper plate (1). The eccentric roller (9) is rotatably attached to the block (7) by a pin (8) at the eccentric position of both flanges (9a). An eccentric roller rotation lever (11) is attached to the eccentric roller (9), and by operating this lever (11), the eccentric roller (9) is rotated, and the lower plate (3) and upper plate ( The lower plate (3) can be moved up and down relative to the upper plate (1) while maintaining the parallel state with 1).
[0020]
The eccentric roller (9) rotates in a state where it is always in contact with the upper surface of the upper plate (1) by its own weight and the weight of the lower plate (3) and the vertical guide rod (6) connected to the eccentric roller (9). ) Is in the highest position, the upper surface of the lower plate (3) hits the lower surface of the spur gear (27) that drives the nut rotating gear (4), and the nut rotating gear (4) and the spur gear that drives this (27) is just meshed. In this state, the arc-shaped upper and lower grooves (13) and (13) of the nut rotating gear (4) and the protrusions (11) and (12) of the upper and lower plates (1) and (3) are fitted together, The nut rotating gear (4) can be rotated around the vertical axis just below the flange fitting portion (2) of the upper plate (1) while being guided by both projecting portions (11) and (12). Between the lower plate (3) upper surface and the upper plate (1) lower surface and between the bottom surface of the lower groove (13) of the nut rotating gear (4) and the lower surface of the protrusion (11) of the upper plate (1) A slight gap is formed so that the nut rotating gear (4) can move up and down (see FIGS. 2, 5, and 6A).
[0021]
When the eccentric roller (9) rotates 90 degrees from this position, the nut rotating gear (4) and the spur gear (27) that drives the nut are slightly engaged (see FIG. 6 (b)). When the eccentric roller (9) further rotates 90 degrees from this position and the pin (8) comes to the lowest position, the upper plate (1) and the lower plate (3) are farthest from each other, and the nut rotating gear (4) And the spur gear (27) that drives this are released (see FIG. 6C).
[0022]
The vertical rotation shaft (14) of the transmission spur gear (27) that drives the nut tightening gear (4) is rotated by a DC servo motor (19) and a gear train. That is, a spur gear (21) is attached to a drive shaft (20) of a servomotor (19) that is rotated clockwise toward the front, and a horizontal rotation shaft parallel to the spur gear (21) is attached to the spur gear (21). The spur gear (22) having a worm (23) is provided on the rotating shaft of the spur gear (22), and the horizontal rotating shaft of the worm wheel (24) meshing with the worm (23) is provided with another spur gear (22). A worm (25) is provided, and a worm wheel (26) meshing with the worm (25) is attached to the vertical rotating shaft (14).
[0023]
The above gear train is housed in the body (30). On the upper surface of the body (30), as shown in FIG. 4, a start button (31), an emergency stop button (32), a light emitting diode (33) And an alarm buzzer (34) is provided.
[0024]
At the upper end of the vertical rotating shaft (14), there is a rotating plate (16) that rotates integrally therewith, and the rotation angle detector (17) counts the number of rotations of the vertical rotating shaft (14). The rotation number is converted into a nut rotation angle. A strain gauge (18) is attached to the peripheral surface of the vertical rotation shaft (14), and the strain amount of the vertical rotation shaft (14) is converted into a tightening torque by a tightening torque detector (28).
[0025]
In order to fasten the nut (36) to the male screw member (35) with this device, the following procedure is performed.
[0026]
First, the nut (36) is fastened to the male screw member (35) by hand. The positional relationship between the upper plate (1) and the lower plate (3) is the most distant. Next, the flange fitting portion (2) of the upper plate (1) is fitted to the flange (35a) of the male screw member (35), and the nut (36) is positioned above the nut fitting portion (15). Next, the nut fitting portion (5) is fitted to the nut (36), and the nut rotating gear (4) is placed on the lower plate (3). Next, rotate the eccentric roller (9) to bring the lower plate (3) closer to the upper plate (1), and finely adjust the nut rotating gear (4) by hand to drive it to the spur gear (27) Bite into. Now you are ready. Here, press the start button (31). After this, the nut (36) is automatically tightened, and it is also determined whether or not the tightening is normal, and the tightening operation is completed.
[0027]
As shown in the block diagram of FIG. 7, the tightening torque detected by the tightening torque detector (28) and the rotation angle detected by the rotation angle detector (17) are input to the microcomputer (29), which will be described later. Based on the tightening determination method, whether the tightening is normal is determined by the microcomputer (29), and the result is output by the light emitting diode (33) and the alarm buzzer (34). The microcomputer (29) gives instructions to the servo motor (19) such as the rotation speed of the nut (36), the rotation angle of the nut (36), the inversion of the nut (36), and the stop of the nut (36).
[0028]
The light-emitting diode (33) is, for example, green when tightening is normal, red when abnormal, or lit when preparation for inspection is complete, is off when tightening is normal, and flashes when abnormal. Or For example, the alarm buzzer (34) is sounded once when the tightening is normal and three times when the tightening is abnormal.
[0029]
FIG. 8 shows a block diagram when the tightening amount of the nut (36) is detected not as the rotation angle but as the displacement amount of the nut (36) with respect to the male screw member (35). In this case, for example, a laser displacement sensor (37) is attached to the male screw member (35), and a laser light receiving portion (38) is attached to the male screw member (35) of the nut (36) on the end surface of the flange. The displacement sensor (37) may be attached to the nut (36).
[0030]
The motor driving battery (39) and the microcomputer (29) may be built in the clamping device. For example, as shown in FIG. 9, the motor driving battery (39) and the microcomputer (29) are separated from the clamping device main body and held in the band (40). May be. In addition, the battery (39) and the microcomputer (29) can be integrated, or the microcomputer (29) can be built in the tightening device to separate only the battery (39).
[0031]
FIG. 10 shows a first tubular joint part (male thread member) (35) having a male thread part and a hexagonal flange, a second tubular joint member, an annular gasket interposed between end faces of both joint members, A nut (36) screwed into the first tubular joint member (male thread member) (35) from the tubular joint portion side, and a thrust bearing interposed between the second tubular joint member and the nut (36) When tightening the pipe fittings provided, it is normal to tighten the nut (36) to the male thread member (35) by hand before tightening the nut (36) with a wrench. The relationship between the tightening angle and the tightening torque when there is an abnormality such as forgetting to insert a thrust bearing or the like. As can be seen from FIG. 10, when the nut tightening angle is up to about 80 degrees, the tightening torque increases in a linear relationship (inclination (1)) as the nut (36) is tightened. Go. The inclination changes when the nut tightening angle is about 80 degrees, and then the tightening torque increases in a linear relationship (inclination (2)). When the gasket is forgotten to be inserted, the increase amount of the tightening torque is larger than that in the normal case, and the inclination is different. If both the gasket and the thrust bearing are forgotten, the amount of increase in the tightening torque is further increased, and the inclination is different from that when the gasket is forgotten.
[0032]
From this, it can be understood that both the value of the tightening torque with respect to the tightening angle and the inclination of the tightening torque with respect to the tightening angle can be used as the reference value of the tightening determination method.
[0033]
Next, an embodiment of the tightening method will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0034]
In advance, the nut (36) is manually tightened to the male screw member (35), and tightening by the tightening device is started. Initially, the nut is rotated at a low speed (step 1), and it is checked whether the tightening torque has reached the tightening start reference torque (step 2). If the tightening torque has not reached the tightening start reference torque, it is checked whether the rotation amount of the nut is 45 ° or more (step 3). When the rotation amount of the nut is less than 45 ° in step 3, the process returns to step 1. If the amount of rotation of the nut is 45 ° or more in step 3, it is determined that the nut is poorly tightened due to insufficient hand tightening, and the process proceeds to step 4. In step 4, the nut is inverted and it is determined whether the nut has returned to the initial position (step 5). If the nut has returned to the initial position, the inversion of the nut is stopped (step 6) and tightened. An alarm indicating a failure is issued and the tightening is terminated (step 7). If the tightening torque has reached the tightening start reference torque in step 2, the nut rotation speed is increased (step 8), and the tightening torque is detected each time the nut rotation amount increases by 0.5 °. (Step 9). Then, it is determined whether the tightening torque is within an allowable range (step 10). If it is determined in step 10 that the tightening torque is not within the allowable range, it is determined that the tightening is defective and the process proceeds to step 4. If the tightening torque is within the allowable range in step 10, it is determined whether the rotation angle of the nut is 20% or more of the specified tightening angle (step 11). If the rotation angle of the nut is less than 20% in step 11, the process returns to step 8. When the rotation angle of the nut is 20% or more in step 11, the rotation speed of the nut is further increased (step 12), and the tightening torque is detected every time the rotation amount of the nut increases by 1 degree (step 11). Step 13). Then, it is determined again whether the tightening torque is within the allowable range (step 14). If it is determined in step 14 that the tightening torque is not within the allowable range, it is determined that the tightening is defective and the process proceeds to step 4. If the tightening torque is within the allowable range in step 14, it is determined whether or not the rotation angle of the nut has reached 100% of the specified tightening angle (step 15). When the rotation angle of the nut is less than 100% of the specified tightening angle in step 15, the process returns to step 12. If the rotation angle of the nut has reached 100% of the specified tightening angle in step 15, it is determined whether the tightening torque has reached the specified tightening torque (step 16). If the tightening torque has reached the specified tightening torque in step 16, it is determined that the tightening has passed, and the rotation of the nut is stopped (step 17), so that the normal tightening has been performed. An end display is made (step 18). If the tightening torque does not reach the specified tightening torque in step 16, the nut is further rotated (step 19), and the tightening torque is detected each time the amount of rotation of the nut increases by one (step 20). It is determined whether the tightening torque is within the allowable range (step 21). If it is determined in step 21 that the tightening torque is not within the allowable range, it is determined that the tightening is defective and the process proceeds to step 4. If the tightening torque is within the allowable range in step 21, it is determined whether the rotation angle of the nut has reached 120% of the specified tightening angle (step 22). If the rotation angle of the nut is less than 120% of the specified tightening angle in step 22, the process returns to step 19. When the rotation angle of the nut has reached 120% of the specified tightening angle in step 22, it is determined whether the tightening torque has reached the specified tightening torque (step 23). If the tightening torque does not reach the specified tightening torque in step 23, it is determined that the tightening is defective and the process proceeds to step 4. If the tightening torque has reached the specified tightening torque in step 23, it is determined that the tightening has passed, and the process proceeds to step 17.
[0035]
Next, a tightening method for determination based on the tilt of the tightening torque will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0036]
The nut is manually tightened in advance, and then tightening by the tightening device is started. Initially, the nut is rotated at a low speed (step 1), and it is checked whether the tightening torque has reached the tightening start reference torque (step 2). If the tightening torque has not reached the tightening start reference torque, it is checked whether the rotation amount of the nut is 45 ° or more (step 3). When the rotation amount of the nut is less than 45 ° in step 3, the process returns to step 1. If the amount of rotation of the nut is 45 ° or more in step 3, it is determined that the nut is not tightly tightened and the process proceeds to step 4. In step 4, the nut is inverted and it is determined whether the nut has returned to the initial position (step 5). If the nut has returned to the initial position, the inversion of the nut is stopped (step 6) and tightened. An alarm indicating a failure is issued and the tightening is terminated (step 7). If the tightening torque has reached the tightening start reference torque in step 2, the nut rotation speed is increased (step 8), and the tightening torque is detected each time the nut rotation amount increases by 2.5 °. (Step 9). Then, it is determined whether the tightening torque is within the allowable range of the inclination (1) (step 10). If it is determined in step 10 that the tightening torque is not within the allowable range, it is determined that the tightening is defective and the process proceeds to step 4. If the tightening torque is within the allowable range in step 10, it is determined whether the rotation angle of the nut is 20% or more of the specified tightening angle (step 11). If the rotation angle of the nut is less than 20% in step 11, the process returns to step 8. If the rotation angle of the nut is 20% or more in step 11, the rotation speed of the nut is further increased (step 12), and the inclination of the tightening torque is detected every time the rotation amount of the nut increases by 5 °. (Step 13). Then, it is determined again whether the tightening torque is within the allowable range of the inclination (1) (step 14). If the tightening torque is within the allowable range in step 14, it is determined whether or not the rotation angle of the nut has reached the specified tightening angle of 90 ° (step 15). If the rotation angle of the nut is less than 90 ° in step 15, the process returns to step 12. If it is determined in step 15 that the rotation angle of the nut is 90 ° or more, it is determined that the tightening is defective and the process proceeds to step 4. If it is determined in step 14 that the tightening torque is not within the allowable range of inclination (1), it is determined in step 16 whether the nut rotation angle is in the range of 70 ° to 90 °. If it is out of range, it is determined that the tightening is defective, and the process proceeds to Step 4. If the rotation angle of the nut is within the range of 70 ° to 90 °, it is determined whether the tightening torque is within the allowable range of the inclination (2) (step 17). If it is determined in step 17 that the tightening torque is not within the allowable range of the inclination (2), it is determined that the tightening is defective and the process proceeds to step 4. If the tightening torque is within the allowable range of the inclination (2) in step 17, it is determined whether or not the nut rotation angle has reached 90 ° (step 18). If the rotation angle of the nut is 90 ° in step 18, it is determined that the tightening has been passed, the rotation of the nut is stopped (step 23), and a tightening completion indication that normal tightening has been performed is displayed. (Step 24). If the rotation angle of the nut is less than 90 ° in step 18, the nut is further rotated (step 19), and the inclination of the tightening torque is detected each time the rotation amount of the nut increases by 5 ° (step 20). ), It is determined whether the tightening torque is within the allowable range of the inclination (2) (step 21). If it is determined in step 21 that the tightening torque is not within the allowable range of the inclination (2), it is determined that the tightening is defective and the process proceeds to step 4. If the tightening torque is within the allowable range in step 21, it is determined whether the rotation angle of the nut has reached 90 ° (step 22). If the rotation angle of the nut is less than 90 ° in step 22, the process returns to step 19. If the rotation angle of the nut has reached 90 ° in step 22, it is determined that the tightening has passed and the process proceeds to step 23.
[0037]
As an allowable range in the above embodiment, the tightening torque at the specified tightening angle is set to about −10% to + 10% as a full scale. The rotation angle of the nut is rotated at about 50% when the rotation angle is 20 to 100% until the rotation angle is 0 to 20%.
[0038]
In the above embodiment, the numerical values such as 20 °, 90 °, and 1 ° relating to the rotation angle are all one example, and an appropriate value such as the rotation angle according to the characteristics of the member to be tightened is appropriately set to the microcomputer (29). Set to
[0039]
Further, as a tightening start reference, a position where the tightening torque is about 7 kgf · cm is selected. In this way, tightening is not affected even if hand tightening is slightly insufficient, or even if the piping is bent or misaligned and tightening torque is slightly generated at the time of hand tightening. A start reference position can be set.
[0040]
In the above embodiment, whether the tightening is proper or not is determined from the relationship between the rotation angle of the nut (36) and the tightening torque, but instead of the rotation angle of the nut (36), the nut (36) is used. The distance of the screw member (35) can also be used. Alternatively, both the rotation angle of the nut (36) and the distance between the nut (36) and the male screw member may be used. The distance between the nut (36) and the external thread member (35) can be detected by a potentiometer, an eddy current displacement sensor, a laser displacement sensor, or the like.
[0041]
In the above embodiment, the tightening torque is detected by the strain gauges (18) (63). However, the tightening torque can be detected by other detection methods, for example, a magnetostrictive torque sensor. . The rotation angle can also be detected by converting an analog signal into an angle using a potentiometer.
[0042]
13 to 15 show a manual type fastening device. In the following description, the same components as those of the electric type tightening device are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0043]
A spur gear (49) for driving the nut tightening gear (4) is connected to a handle (57) having a horizontal rotating shaft (58) via a gear train. That is, the bevel gear (51) is attached to the horizontal rotation shaft (58) of the handle (57), and the bevel gear (51) is meshed with the bevel gear (52) having the vertical rotation shaft (59). A spur gear (53) is provided on the vertical rotation shaft (59) of the bevel gear (52). The attached reduction spur gear (55) is engaged, and the spur gear (49) for driving the nut tightening gear (4) is engaged with the spur gear (56) coaxial therewith.
[0044]
A rotary encoder (62) for detecting the rotation angle of the nut is attached to the upper end of the vertical rotation shaft (61) of the spur gear (49) that drives the nut tightening gear (4), and the vertical spur gear (55) A tightening torque detecting strain gauge (63) is attached to the rotating shaft (60).
[0045]
On both sides of the body (50), lower plate elevating levers (43) are swingably attached by swinging pins (44). A front end portion of the lower plate raising / lowering lever (43) is fixed to a rising portion (42a) provided on the lower plate (42) by a fixing pin (48). A hole in the lower plate lifting lever (43) into which the swing pin (44) is fitted is a long hole (45). On both sides of the body (50) closer to the base end than the swing pin (44), guide pins (46) are provided to project outward, and each lower plate lifting lever (43) A guide groove (47) for raising and lowering while maintaining the horizontal state is provided. As the lower plate lift lever (43) swings, when the lower plate (42) is lifted, the guide pin (46) is guided by the guide groove (47), and the swing pin (44) is long. By moving in the hole (45), the lower plate (42) moves up and down while maintaining the horizontal state.
[0046]
The tightening method when the above-described manual type tightening device is used is substantially the same as the tightening method when the electric type tightening device is used. In the case of the manual type, it is difficult to control the rotation angle speed by hand, but the rotation angle may not be controlled. In addition, since the nut (36) cannot be automatically stopped or reversed, the nut (36) is stopped when the end of tightening indication is displayed, and tightening is stopped when a tightening failure alarm is issued. Invert (36).
[0047]
In the above embodiment, the lower plates (3) and (42) can move with respect to the upper plates (1) and (41), but this is not always necessary. Further, the gear (4) with the fitting portion is not detachable and may be fixed to the lower plate.
[0048]
The graphs of FIGS. 16 to 18 show how the tightening torque, the motor current, the nut rotation angle, and the motor rotation speed change with the tightening time. 16 shows the case where tightening is normal, FIG. 17 shows the case without gasket, and FIG. 18 shows the case without gasket and thrust bearing. When the motor is operated, the rotation angle starts to increase, and after a while, the tightening torque and the motor current increase, and the rotation speed of the motor decreases. As shown in FIGS. 16 to 18, the torque curve and the motor current value curve with respect to the time axis at this time show the same locus regardless of whether the tightening is normal or abnormal, and whether the tightening is normal or not. It can be seen that the rotation time of the motor can be used instead of the rotation angle of the nut, and the current value of the motor can be used instead of the tightening torque.
[0049]
In other words, if the motor current value when the specified time elapses is within the specified range, it is possible to determine that the tightening has passed, otherwise the tightening failure can be determined. ) And the rotation angle detector (17) are not required, and the configuration of the tightening device can be simplified.
[0050]
【The invention's effect】
Of this invention Pipe fitting According to the tightening method, even if the operator does not check whether the tightening is normal, it is possible to prevent insufficient tightening or excessive tightening, and a gasket that must be interposed between the male thread member and the nut. And forgetting to insert a thrust bearing, etc., makes it easy to perform tightening work and reliably prevents poor tightening.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is according to the present invention. Pipe fitting It is a disassembled perspective view which shows the principal part of one Example of the clamping device used for the clamping method.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the same.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
4 is a plan view of a main part of the fastening device of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the same.
FIG. 6 is a side view showing the operation of the eccentric roller and the lower plate.
[Fig. 7] Tighten It is a block diagram which shows one Example of the clamping | tightening determination means of an attaching apparatus.
FIG. 8 is a block diagram showing another embodiment.
FIG. 9 is a perspective view schematically showing one embodiment of the arrangement of the control unit of the fastening device of FIG. 1;
FIG. 10 is a graph showing a relationship between a nut rotation angle and a tightening torque.
FIG. 11 is a flowchart showing an outline of a tightening method performed by detecting a nut rotation angle and a tightening torque.
FIG. 12 is a flowchart showing an outline of a tightening method performed by detecting a nut rotation angle and a tilt of a tightening torque.
FIG. 13 is according to the present invention. Pipe fitting It is a longitudinal cross-sectional view of the other Example of the clamping device used for the clamping method.
FIG. 14 is a side view showing the main part of the apparatus.
FIG. 15 is a plan view showing a main part of the apparatus.
FIG. 16 is a graph showing an example of a relationship among a tightening torque, a motor current, a nut rotation angle, and a motor rotation number with respect to a time axis when tightening is normal.
FIG. 17 is a graph showing an example of a relationship among a tightening torque, a motor current, a nut rotation angle, and a motor rotation speed with respect to a time axis when tightening is abnormal.
FIG. 18 is a graph showing another example of the relationship between the tightening torque, the motor current, the nut rotation angle, and the motor rotation speed with respect to the time axis when the tightening is abnormal.

Claims (7)

ガスケットおよびスラストベアリングを備えているべきでありナットを締め付けることで流体密の連結が果たされる管継手を締め付ける管継手締付方法において、
ナットを予め手で締め付けておいてから締付装置を使用した締付けを行って正常に締付けが行われたときのナットの締付量と締付トルク値との関係を示す曲線を求めて、締付け初期から締付け終了までの全過程にわたって各締付量における締付トルク値の許容基準範囲をあらかじめ設定しておき、締付量および締付トルク値の検出とこれらが基準範囲内にあるかどうかの判定とを締付け初期から締付け終了までの全過程にわたって行うことにより、ガスケットおよび/またはスラストベアリングの入れ忘れを発見することを特徴とする管継手締付方法。
In a fitting tightening method for tightening a fitting that should be provided with a gasket and a thrust bearing and a fluid tight connection is achieved by tightening a nut ,
Tighten the nut by hand in advance and then tighten using the tightening device to obtain a curve indicating the relationship between the tightening amount of the nut and the tightening torque value when tightening is performed normally. The allowable reference range of the tightening torque value for each tightening amount is set in advance throughout the entire process from the initial stage to the end of tightening, and the detection of the tightening amount and the tightening torque value and whether these are within the reference range. A fitting tightening method characterized by discovering forgotten insertion of a gasket and / or a thrust bearing by performing the determination over the entire process from the initial tightening to the end of tightening.
ナットの締付量として、ナットの回転角度を使用することを特徴とする請求項1の管継手締付方法。 2. The pipe joint tightening method according to claim 1, wherein the nut rotation angle is used as the nut tightening amount. ナットの締付量として、ナットの変位量を使用することを特徴とする請求項1の管継手締付方法。 2. The pipe joint tightening method according to claim 1, wherein a nut displacement is used as the nut tightening amount. 締付トルク値に代えて、ナットの締付量に対する締付トルクの傾きを使用することを特徴とする請求項1の管継手締付方法。2. The method of tightening a pipe joint according to claim 1, wherein an inclination of the tightening torque with respect to the tightening amount of the nut is used instead of the tightening torque value. 締付け初期の判定を締付け後半の判定よりも密に行うことを特徴とする請求項1の管継手締付方法。2. The method of tightening a pipe joint according to claim 1, wherein the determination at the initial stage of tightening is performed more densely than the determination at the second half of the tightening. ナットの締付けを行うための駆動装置としてモータを使用するとともに、ナットの回転角度をモータの回転時間から算出することを特徴とする請求項2の管継手締付方法。With using the motor as a driving apparatus for performing the tightening of the nut, the pipe joint method tightening of claim 2, characterized in that to calculate the rotation angle of the nut from rotation time of the motor. ナットの締付けを行うための駆動装置としてモータを使用するとともに、締付トルク値をモータの電流値から算出することを特徴とする請求項1の管継手締付方法。 2. The pipe joint tightening method according to claim 1, wherein a motor is used as a driving device for tightening the nut, and a tightening torque value is calculated from a current value of the motor.
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