JP4107714B2 - パルスレンチの劣化判定装置およびその判定方法 - Google Patents
パルスレンチの劣化判定装置およびその判定方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルスレンチの劣化判定装置および劣化判定方法に関し、さらに詳しくは、オイルパルスレンチやインパクトレンチ等、動力源による連続した回転力をパルス発生部により断続的なパルス出力に変換し、このパルス出力によりねじ部材に対して締付けトルクを付与する形式のレンチ（これらのレンチを総じて「パルスレンチ」という。）の劣化を検出するためのパルスレンチの劣化判定装置、および、その劣化を判定するためのパルスレンチの劣化判定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パルスレンチは、一般に、連続回転駆動する動力源と、該動力源による連続した回転力を断続的なパルス状の出力に変換するパルス発生部と、ねじ部材に係合されパルス発生部の断続的な出力によりねじ部材を締付ける先端部とを備えている。
【０００３】
パルスレンチとして、オイルパルスレンチの場合におけるパルス発生部は、駆動源の回転エネルギを、内部に充填されたオイルの圧力を急激に上昇させ強力なパルスを発生させ、このパルスにより締付けトルクをねじ部材に付与するものである。また、インパクトレンチの場合におけるパルス発生部は、ハンマ機構等によりインパクト（衝撃）を発生させ、このインパクトにより締付けトルクをねじ部材に付与するものである。
【０００４】
そして、このようなパルスレンチでは、ねじ部材を一定のトルクで締付けるため、先端部にひずみゲージ等のトルクセンサが設けられており、図５に示すように、締付けトルクのピークが予め設定された値（カットトルクＣＴ）に達した時点で遮断信号を出力し、駆動源の駆動を停止させる。また、この締付が完了した時点では、締付けトルクの値が予め設定された上限Ｔmax および下限Ｔmin の間の所定の範囲にあるか、すなわちねじ部材が正常に締付けられたかを確認する。
【０００５】
従来より、締付けトルクが予め設定された値（カットトルクＣＴ）に達した時点で遮断信号を出力し、駆動源の駆動を停止させるための従来の技術として、特開平８−２９４８７５号公報に開示されているように、駆動出力にパルス成分を有する駆動手段と、一端にねじとの継手を有しかつ前記駆動手段により駆動されてねじを締めつける主軸と、前記主軸のトルク変化を検出するトルク検出手段を備えてなるインパクト式ねじ締め機本体と、前記トルク検出手段の検出結果から着座以降のインパクトの発生回数を検出する演算手段と、前記インパクトの発生回数が所定値になった時点で前記駆動手段の動力源を遮断する制御手段を具備したことを特徴とするインパクト式ねじ締め装置が知られている。
【０００６】
このものでは、トルク検出手段の検出結果から着座以降のインパクトの発生回数を検出し、このインパクト発生回数が所定値になった時点で駆動手段の動力源を遮断するようにしているため、簡便な制御ロジックでカットオフ時の締結力のバラツキが低減することとなる、等と記載されている。
【０００７】
一方、インパクトレンチの使用条件を管理するための装置として、特開昭６２−２０３７７６号公報に開示されているように、空気圧を調圧すると共に潤滑油を微量混入してインパクトレンチに供給するインパクトレンチ使用条件管理装置であって、供給圧縮空気中に潤滑油を吐出する強制給油手段と、工作物が作業ラインの所定工程の開始位置および終了位置間にあることを検出する工作物検出手段と、供給空気圧と、一箇所の締付時間と、一つの工作物での締付個数と、インパクトレンチの累積使用回数とにより締付不良条件を判定する手段と、締付不良条件の場合は作業ラインを停止させる手段と、潤滑油タンクの油量低下を表示する手段と、を備え、上記各手段を一つの箱内に収容してユニット化したものが知られている。
【０００８】
この装置は、インパクトレンチの締付けトルク精度を確保し保証するための使用条件を管理するためのものであって、インパクトレンチを駆動するために供給される圧縮空気圧に潤滑油を微量混入することで焼き付きを防ぐことに着目したもので、締付けトルクが所定値に達したことが検知されると締付けが終了される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パルスレンチ１を使用しているうちに、パルス発生部１１は、オイルパルスレンチの場合においては内部に充填されたオイルが漏れて減少する等により、また、インパクトレンチの場合においてはインパクトを発生させるためのハンマ機構が摩耗する等により、劣化することとなる。
【００１０】
このようにして劣化したパルスレンチ１を用いてねじ部材の締付けを行い、上述したように締付けトルクのピークが予め設定されたカットトルクＣＴに達した時点で停止させる場合には、検出された見掛上の締付けトルクがカットトルクＣＴに達していても、パルス発生部による実質的な仕事量（締付け力）が減少してねじ部材の軸力が不足するという問題がある。
【００１１】
このことは、特開平８−２９４８７５号公報に開示されたインパクト式ねじ締め装置も同様に、単に着座以降のインパクトの発生回数が所定値になった時点で駆動手段の動力源を遮断するものであるため、パルス発生部が劣化すると所定の締付けトルクに達しない状態でねじ部材の締付けを終了させることとなり、ねじ部材の軸力が不足するという問題が生じる。
【００１２】
また、特開昭６２−２０３７７６号公報に開示されたインパクトレンチ使用条件管理装置にあっては、供給空気圧と、一箇所の締付時間と、一つの工作物での締付個数と、インパクトレンチの累積使用回数とにより締付不良条件を判定するものであり、パルス発生部の劣化を直接判定するものではなかった。
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、パルスレンチの劣化を簡単な構成で正確且つ容易に判定することができるパルスレンチの劣化判定装置および劣化判定方法を提供することを目的とし、もって、パルスレンチによるねじ部材の実質的な締付け力の精度を向上させることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１のパルスレンチの劣化判定装置に係る発明は、上記目的を達成するために、連続回転駆動する動力源と、該動力源による連続した回転力を断続的なパルス出力に変換するパルス発生部と、ねじ部材に係合されパルス発生部の断続的なパルス出力によりねじ部材を締付ける先端部とを有するパルスレンチの劣化判定装置であって、前記パルスレンチの先端部に設けられてパルス発生部の断続的なパルス出力によるねじ部材への締付けトルクを波形として検出する検出手段と、該検出手段により得られた締付けトルク信号から締付けトルク値を演算処理するトルク信号処理部を有しており、該トルク信号処理部により求められた変動する締付けトルク値の波形に基づいてパルスレンチの劣化を判定する判定手段と、を備えており、判定手段は、トルク信号処理部により求められた締付けトルク値からパルス間隔時間を演算処理するパルス間隔時間処理部を有しており、該パルス間隔時間処理部により求められたパルス間隔時間から単位時間あたりのパルス回数、または締付開始からカットトルクに達するまでのパルス回数を求めて該パルス出力の回数が予め設定されたしきい値の範囲にあるかを判定することによりパルスレンチの劣化を判定するものであることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２のパルスレンチの劣化判定装置に係る発明は、上記目的を達成するために、連続回転駆動する動力源と、該動力源による連続した回転力を断続的なパルス出力に変換するパルス発生部と、ねじ部材に係合されパルス発生部の断続的なパルス出力によりねじ部材を締付ける先端部とを有するパルスレンチの劣化判定装置であって、前記パルスレンチの先端部に設けられてパルス発生部の断続的なパルス出力によるねじ部材への締付けトルクを波形として検出する検出手段と、該検出手段により得られた締付けトルク信号から締付けトルク値を演算処理するトルク信号処理部を有しており、該トルク信号処理部により求められた変動する締付けトルク値の波形に基づいてパルスレンチの劣化を判定する判定手段と、を備えており、判定手段は、トルク信号処理部により求められた締付けトルク値からその波形のパルス巾をそれぞれ演算処理するパルス巾処理部を有しており、該パルス巾処理部により求められた各パルス巾が予め設定されたしきい値の範囲にあるかを判定することによりパルスレンチの劣化を判定するものであることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３のパルスレンチの劣化判定方法に係る発明は、上記目的を達成するために、連続回転駆動する動力源と、該動力源による連続した回転力を断続的なパルス出力に変換するパルス発生部と、ねじ部材に係合されパルス発生部の断続的なパルス出力によりねじ部材を締付ける先端部とを有するパルスレンチの劣化判定方法であって、断続的なパルス出力によりねじ部材を締付る際に、該断続的な締付けトルクを前記パルスレンチの先端部に設けられた検出手段により波形として検出し、該検出した締付けトルクの波形から単位時間あたりのパルス回数、または締付開始からカットトルクに達するまでのパルス回数を求め、該パルス出力の回数が予め設定されたパルス回数の範囲にあるかを判断することによりパルスレンチの劣化を判定することを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４のパルスレンチの劣化判定方法に係る発明は、上記目的を達成するために、連続回転駆動する動力源と、該動力源による連続した回転力を断続的なパルス出力に変換するパルス発生部と、ねじ部材に係合されパルス発生部の断続的なパルス出力によりねじ部材を締付ける先端部とを有するパルスレンチの劣化判定方法であって、断続的なパルス出力によりねじ部材を締付る際に、該断続的な締付けトルクを前記パルスレンチの先端部に設けられた検出手段により波形としてそれぞれ検出し、該検出した締付けトルクの各波形の巾が予め設定されたパルス巾の範囲にあるかを判断することによりパルス発生部の劣化を判定することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１の発明では、先端部をねじ部材に係合し、動力源による連続した回転力をパルス発生部によって断続的なパルス出力に変換し、このパルス出力によってねじ部材を締付ける。この締付けの際に、パルスレンチの先端に設けられた検出手段がねじ部材への締付けトルクを波形として検出する。判定手段は、検出手段により得られた締付けトルク信号からトルク信号処理部が締付けトルク値を演算処理し、このトルク信号処理部により求められた変動する締付けトルク値の波形から、パルス間隔時間処理部によってパルス間隔時間を演算処理し、このパルス間隔時間から単位時間あたりのパルス回数、または締付開始からカットトルクに達するまでのパルス回数を求め、このパルス出力の回数が予め設定されたしきい値の範囲にあるかを判定することによりパルスレンチの劣化を判定する。
【００１９】
請求項２の発明では、先端部をねじ部材に係合し、動力源による連続した回転力をパルス発生部によって断続的なパルス出力に変換し、このパルス出力によってねじ部材を締付ける。この締付けの際に、パルスレンチの先端に設けられた検出手段がねじ部材への締付けトルクを波形として検出する。判定手段は、検出手段により得られた締付けトルク信号からトルク信号処理部が締付けトルク値を演算処理し、このトルク信号処理部により求められた変動する締付けトルク値から、パルス巾処理部によってその波形パルス巾を演算処理し、このパルス巾が予め設定されたしきい値の範囲にあるかを判定することによりパルスレンチの劣化を判定する。
【００２０】
請求項３の発明では、先端部がねじ部材に係合された状態で、パルス発生部によって動力源による連続した回転力が断続的なパルス出力に変換され、このパルス出力によってねじ部材が締付けられる。このとき、ねじ部材への締付けトルクをパルスレンチの先端に設けられた検出手段によって波形として検出し、判定手段が検出した締付けトルクの波形から単位時間あたりのパルス回数、または締付開始からカットトルクに達するまでのパルス回数を求め、該パルス出力の回数が予め設定されたパルス回数の範囲にあるかを判断することによりパルスレンチの劣化を判定する。
【００２１】
請求項４の発明では、先端部がねじ部材に係合された状態で、パルス発生部によって動力源による連続した回転力が断続的なパルス出力に変換され、このパルス出力によってねじ部材が締付けられる。このとき、ねじ部材への締付けトルクをパルスレンチの先端に設けられた検出手段によって波形として検出し、判定手段が検出した締付けトルクの波形の巾が予め設定されたパルス巾の範囲にあるかを判断することによりパルス発生部の劣化を判定する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明のパルスレンチの劣化判定装置の実施の一形態を、主に図１に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態においては、パルスレンチとしてオイルパルスレンチの場合により説明するが、本発明はこの実施の形態に限定されることはない。図において同一符号は同一部分または相当部分とする。本発明のパルスレンチの劣化判定装置は、概略、連続回転駆動する動力源１０と、該動力源１０による連続した回転力を断続的なパルス出力に変換するパルス発生部１１と、ねじ部材（図示を省略した）に係合されパルス発生部１１の断続的なパルス出力によりねじ部材を締付ける先端部１２とを有するパルスレンチ１の劣化判定装置であって、パルス発生部１１の断続的なパルス出力によるねじ部材への締付けトルクを波形として検出する検出手段２と、該検出手段２により得られた締付けトルク信号から締付けトルク値を演算処理するトルク信号処理部３０を有しており、該トルク信号処理部３０により求められた変動する締付けトルク値の波形に基づいてパルスレンチの劣化を判定する判定手段３と、を備えている。そして、判定手段３は、さらに、トルク信号処理部３０により求められた締付けトルク値からパルス間隔時間を演算処理するパルス間隔時間処理部３１を有しており、該パルス間隔時間処理部３１により求められたパルス間隔時間から求められるパルス出力の回数に基づいてパルスレンチ１の劣化を判定するものである。また、判定手段３は、さらに、トルク信号処理部３０により求められた締付けトルク値からその波形のパルス巾を演算処理するパルス巾処理部３２を有しており、該パルス巾処理部３２により求められたパルス巾に基づいてパルスレンチ１の劣化を判定するものである。
【００２３】
最初に、この実施の形態において劣化が判定されるオイルパルスレンチ１について説明する。動力源１０は、この実施の形態の場合、圧縮空気を供給されることにより連続して回転駆動するエアーモータからなるもので、図１に示すように、遮断装置１５を介して圧縮空気供給源１６と接続されている。動力源１０は、エアーモータに限定されることなく、電気により駆動されるモータを採用することもできる。動力源１０の出力軸１０ａはパルス発生部１１に接続されており、連続回転力はパルス発生部１１に伝達される。
【００２４】
パルス発生部１１は、動力源１０による連続回転力を受けて、内部に充填されたオイルの圧力を急激に上昇させることにより、断続的なパルス（鼓動）に変換してパルス出力を発生させるもので、この断続的なパルス出力は先端部１２に伝達される。
【００２５】
先端部１２は、ねじ部材がボルト（図示は省略する）である場合、このボルトのヘッドに係合されるソケット１２ａを先端に有しており、パルス発生部１１による断続的なパルス出力を受けてボルトを締付ける。
【００２６】
このように構成されたパルスレンチ１では、使用しているうちに、パルス発生部１１が、オイルパルスレンチの場合においては内部に充填されたオイルが漏れて減少する等により劣化することとなる。なお、インパクトレンチの場合においても、パルス発生部１１として、インパクトを発生させるためのハンマ機構が摩耗する等により劣化することとなる。
【００２７】
図３および図４は、オイルパルスレンチ１のパルス発生部１１を人為的に劣化した状態とするために、異なる種類のパルスレンチにおいて、各パルス発生部１１の内部に充填されたオイルを正常の状態から抜いた場合の、カットトルクに達するまでに検出されたパルス回数およびパルス波形の巾（時間）を示した各圧力条件毎のグラフである。また、図５および図６は、パルス発生部１１が正常な状態（図５）と劣化した状態（図６）とにおいて、カットトルクに達するまでのパルス波形を検出した結果を示したものである。
【００２８】
図３および図４に示されたように、パルス発生部１１が劣化するにしたがって、破線で示されたパルス回数が増加すると共に、実線で示されたパルス巾が小さくなるように変動することとなる。そして、正常な状態（図５）と劣化した状態（図６）とを比較すると、パルス発生部が劣化した状態（図６）においてはカットトルクＣＴに達するまでのパルス回数が多くなり、また、検出されたパルス波形の各パルスの巾（時間）ｔ２が正常時の各パルスの巾ｔ１よりも狭く（短く）なることが明らかである。そこで、本発明では、パルス回数とパルスの巾の少なくとも一方に基づいてパルスレンチ１の劣化を判定することとした。
【００２９】
検出手段２は、この実施の形態の場合、先端部１２に設けられた歪みゲージを有するトルクトランスデューサからなるもので、断続的なパルス出力によってねじ部材を締付ける際の先端部に生じる歪みに応じて変化する電圧を締付けトルク信号として判定手段に出力する。
【００３０】
判定手段３は、検出手段２から出力された締付けトルク信号から締付けトルク値を演算処理するトルク信号処理部３０と、このトルク信号処理部３０により求められた締付けトルク値からパルス間隔時間を演算処理するパルス間隔時間処理部３１と、トルク信号処理部３０により求められた締付けトルク値からその波形のパルス巾（時間）を演算処理するパルス巾処理部３２と、トルク信号処理部３０・パルス間隔時間処理部３１・パルス巾処理部３２により演算処理された締付けトルク値・パルス間隔時間・パルス巾時間に基づいてパルスレンチ１の制御を総合的に判定する総合判定処理部３３とを備えている。さらに、判定手段３は、総合判定処理部３３により判定された結果を表示する表示部３４と、この判定結果によって動力源１０と圧縮空気供給源１６との間に介挿された遮断装置１５に接続されて制御信号を出力する出力部３５と、各種設定値を入力するための入力手段（図示を省略した）とを有している。入力手段からは、各種設定値として、図５に参照されるように、ねじ部材の締付けを停止するカットトルク値ＣＴ、締付け終了時点での締付けトルクが所定の範囲にあるかを判断するための上限および下限トルク値Ｔmax,Ｔmin 、パルス発生部１１の劣化を判定するための所定の範囲（上限および下限）を有するパルス回数、およびパルス巾（時間）のそれぞれのしきい値等が入力され、これらの各種設定値は総合判定処理部３３に格納される。
【００３１】
トルク信号処理部３０は、検出手段２から出力された締付けトルク信号のノイズを除去するローパスフィルタと、このノイズを除去された締付けトルク信号を増幅する増幅器とを備えてなるもので（図示は省略する）、パルス状の波形で変化する締付けトルク信号を数値化し、この締付けトルク値をパルス間隔時間処理部３１、パルス巾処理部３２、および総合判定処理部３３にそれぞれ出力する。パルス間隔時間処理部３１では、受け取ったパルス状に変動する締付けトルク値の間隔時間からパルス間隔時間が求められる。また、パルス巾処理部３２では、受け取ったパルス状に変動する締付けトルク値からその波形のパルス巾が求められる。総合判定処理部３３では、トルク信号処理部３０から出力された締付けトルク値と設定されたカットトルク値ＣＴとを比較し、締付けトルク値がカットトルク値ＣＴに達した時点で、ねじ部材の締付けを停止させるべく、出力部３５を介して遮断装置１５に遮断信号が出力される。また、総合判定処理部３３では、トルク信号処理部３０から出力された遮断時の締付けトルク値が設定された上限トルク値Ｔmax と下限トルク値Ｔmin との間の所定の範囲（公差）に収まっているか、すなわち、正常にねじ部材が締付けられたかが判定される。さらに、総合判定処理部３３では、パルス間隔時間処理部３１により求められたパルス間隔時間から、単位時間あたりのパルス回数、または締付け開始からカットトルクＣＴに達するまでのパルス回数を演算により求め、このパルス回数と、パルス巾処理部３２により求められたパルス巾との少なくともいずれか一方がしきい値の所定の範囲にあるかを判定し、この範囲にないときにはパルス発生部１１に劣化が発生していると判定する。
【００３２】
表示手段３４では、入力された各種設定値や、トルク信号処理部３０により求められた締付けトルク値、正常にねじ部材が締付けられたかの判定結果、パルス間隔時間処理部３１により求められたパルス回数、パルス巾処理部３２により求められたパルス巾、および、総合判定処理部３３により判定されたパルスレンチ１の劣化判定結果等が表示される。
【００３３】
総合判定処理部３３によりパルス発生部１１が劣化していると判定された場合には、表示手段３４にその告知をするように構成するだけでもよく、また、リセット操作を行うまで次のねじ部材の締付けを行うことができないように、締付け停止の状態を維持させる信号を出力部３５から遮断装置１５に出力させるよう構成することもできる。
【００３４】
次に、本発明のパルスレンチの劣化判定方法を、上述したように構成された劣化判定装置を用いた場合によって、主に図２に基づいて説明する。本発明のパルスレンチ１の劣化判定方法は、概略、連続回転駆動する動力源１０と、該動力源１０による連続した回転力を断続的なパルス出力に変換するパルス発生部１１と、ねじ部材に係合されパルス発生部１１の断続的なパルス出力によりねじ部材を締付ける先端部１２とを有するパルスレンチ１の劣化判定方法であって、断続的なパルス出力によりねじ部材を締付る際に、該断続的な締付けトルクを波形として検出し、該締付けトルクの波形に基づいてパルスレンチ１の劣化を判定するものである。そして、検出した締付けトルクの波形から求められるパルス出力の回数に基づいてパルスレンチの劣化を判定するものである。また、検出した締付けトルクの波形の巾に基づいてパルス発生部の劣化を判定するものである。
【００３５】
最初に、パルスレンチ１を用いてねじ部材を締付けるに先立って、ねじ部材の締付けを停止するカットトルク値ＣＴ、停止した時点での締付けトルクが所定の範囲にあるかを判断するための上限および下限トルク値Ｔmax,Ｔmin 等、締付けトルクを設定し（Ｓ１）、次いで、パルス発生部１１の劣化を判定するためのパルス回数、およびパルス巾（時間）のそれぞれ所定の上限および下限を有する範囲を設定し（Ｓ２）、これらの設定値を図示しない入力手段によって入力して総合判定処理部３３に格納させる。
【００３６】
次いで、ねじ部材に先端部１２のソケット１２ａを係合し、入力手段から総合判定処理部３３に締付け開始の指令を入力する。総合判定処理部３３からは、締付け開始信号が出力部３５を介して遮断装置１５に出力され、圧縮空気供給源１６から圧縮空気をエアモータ１０に供給する。これにより、エアモータ１０が連続して回転駆動され、この連続回転力を受けてパルス発生部１１が内部に充填されたオイルが急激に圧力上昇することにより断続的なパルス出力が発生され、この断続的なパルス出力によって先端部１２が断続的に回転駆動され、ねじ部材への締付けが開始される（Ｓ３）。なお、ねじ部材に先端部１２のソケット１２ａが係合されたことを検知すること等により、自動的に締付け開始信号を出力するよう構成してもよい。
【００３７】
締付けが開始されると、先端部１２に設けられた検出手段２から出力されたパルス状に変動する締付けトルク信号を、判定手段３のトルク信号処理部３０が演算処理して締付けトルク値を求め、これをパルス間隔時間処理部３１、パルス巾処理部３２、および総合判定処理部３３に出力する。そして、求められた締付けトルク値は総合判定処理部３３により記録される（Ｓ４）。パルス間隔時間処理部３１では、求められたパルス状に変動する締付けトルク値の波形からパルス間隔時間が求められ、このパルス間隔時間は総合判定処理部３３により記録される（Ｓ５）。パルス巾処理部３２では、求められたパルス状に変動する締付けトルク値の波形からパルス巾（時間）が求められ、このパルス巾は総合判定処理部３３により記録される（Ｓ６）。
【００３８】
総合判定処理部３３では、トルク信号処理部３０から出力された締付けトルク値と設定されたカットトルク値ＣＴとを比較し、締付けトルク値がカットトルク値ＣＴに達したかを判断する（Ｓ７）。カットトルクＣＴに達していないと判断された場合（Ｓ７において、ＮＯの場合）には、カットトルクＣＴに達するまで締付けを続行し、締付けトルク値の記録（Ｓ４）、パルス間隔時間の記録（Ｓ５）、およびパルス巾の記録（Ｓ６）の工程が繰り返される。
【００３９】
締付けトルク値がカットトルク値ＣＴに達したと判断されると（Ｓ７において、ＹＥＳの場合）、総合判定処理部３３から出力部３５を介して遮断装置１５に遮断信号が出力され（Ｓ８）、ねじ部材の締付けを停止し、このときの締付けトルク値を表示部３４に表示する（Ｓ９）。そして、総合判定処理部３３は、パルス間隔時間から単位時間あたりのパルス回数、または締付け開始からカットトルク値ＣＴに達するまでのパルス回数を演算する（Ｓ１０）。
【００４０】
その後、総合判定処理部３３により、（Ｓ１０）で求められたパルス回数が（Ｓ２）で設定されたパルス回数の範囲にあるかが判断され（Ｓ１１）、また、（６）で記録されたパルス巾が（Ｓ２）で設定されたパルス巾の範囲にあるかが判断され（Ｓ１２）、パルスレンチ１の劣化が判定される。このパルスレンチ１の劣化は、演算されたパルス回数が設定されたパルス回数の範囲にない場合（Ｓ１１において、ＮＯの場合）、記録されたパルス巾が設定されたパルス巾の範囲にない場合（Ｓ１２において、ＮＯの場合）、演算されたパルス回数または記録されたパルス巾のいずれかが設定されたパルス回数またはパルス巾の範囲にない場合、演算されたパルス数および記録されたパルス巾の双方が設定されたパルス回数またはパルス巾の範囲にない場合により判定することができる。？【００４５】演算されたパルス回数が設定されたパルス回数の範囲にない場合にパルスレンチ１が劣化していると判定する場合には、直ちに劣化を告知するための信号が総合判定処理部３３から表示部３４に出力され（Ｓ１３）、記録されたパルス巾が設定されたしきい値の範囲にあるかの判断（Ｓ１２）は省略される。
【００４１】
記録されたパルス巾が設定されたパルス巾の範囲にない場合にパルスレンチ１が劣化していると判定する場合には、パルス数の演算（Ｓ１０）、およびパルス回数が設定されたパルス回数の範囲にあるかの判断（Ｓ１１）は省略され、パルス巾が設定範囲にあるかの判断（Ｓ１２）の後に、直ちに劣化を告知するための信号が総合判定処理部３３から表示部３４に出力される（Ｓ１３）。
【００４２】
演算されたパルス回数または記録されたパルス巾のいずれかが設定されたパルス回数またはパルス巾の範囲にない場合にパルスレンチ１が劣化していると判定する場合には、パルス回数の演算（Ｓ１０）、およびパルス回数が設定された範囲にあるかの判断（Ｓ１１）を行い、パルス回数が設定された範囲にない場合には、パルス巾の判断（Ｓ１２）を行うことなく、直ちに劣化を告知するための信号を総合判定処理部３３から表示部３４に出力する（Ｓ１３）。また、パルス回数が設定された範囲にある場合には、次いでパルス巾の判断（Ｓ１２）を行い、パルス巾が設定された範囲にない場合に劣化を告知するための信号を総合判定処理部３３から表示部３４に出力する（Ｓ１３）。なお、この実施の形態においては、パルス回数の判断（Ｓ１１）に次いでパルス巾の判断（Ｓ１２）を行う場合によって説明したが、この順序に限定されることなく、パルス巾の判断（Ｓ１２）に次いでパルス回数の判断（Ｓ１１）を行うこともできる。
【００４３】
演算されたパルス回数および記録されたパルス巾の双方が設定されたパルス回数およびパルス巾の範囲にない場合にパルスレンチ１が劣化していると判定する場合には、パルス回数の演算（Ｓ１０）、およびパルス回数が設定された範囲にあるかの判断（Ｓ１１）を行い、パルス回数が設定された範囲にない場合には、パルス巾の判断（Ｓ１２）を行い、パルス巾が設定された範囲にない場合に劣化を告知するための信号を総合判定処理部３３から表示部３４に出力する（Ｓ１３）。そして、パルス回数が設定された範囲にある場合には、パルス巾の判断（Ｓ１２）は省略される。
【００４４】
パルスレンチ１のパルス発生部１１が劣化していると判定され、この劣化を告知した後（Ｓ１３の後）は、通常においては、ねじ部材の締付けを一旦終了してパルスレンチ１の劣化の修復、すなわちパルス発生部１１内へのオイルの充填等を行う。しかしながら、劣化初期等においては、図２に鎖線で示すように、劣化を告知（Ｓ１３）するにとどまり、ねじ部材の締付けを継続させるようにすることもできる。
【００４５】
パルスレンチ１が劣化していないと判定された場合、あるいはねじ部材の締付けを継続させる場合には、ねじ部材の締付けを終了するかを判断し（Ｓ１４）、終了しない場合（Ｓ１４において、ＮＯの場合）には上述の（Ｓ３）以降の工程を繰り返し、ねじ部材の締付けを終了する場合（Ｓ１４において、ＮＯの場合）にはＥＮＤとなる。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、パルスレンチの先端に設けられてパルス発生部の断続的なパルス出力によるねじ部材への締付けトルクを波形として検出する検出手段と、該検出手段により得られた締付けトルク信号から締付けトルク値を演算処理するトルク信号処理部を有しており、該トルク信号処理部により求められた変動する締付けトルク値の波形に基づいてパルスレンチの劣化を判定する判定手段と、を備えており、判定手段は、トルク信号処理部により求められた締付けトルク値からパルス間隔時間を演算処理するパルス間隔時間処理部を有しており、該パルス間隔時間処理部により求められたパルス間隔時間から求められる単位時間あたりのパルス回数、または締付開始からカットトルクに達するまでのパルス回数を予め設定されたしきい値の範囲にあるか判定することにより、パルスレンチの劣化を判定するものであることとしたことにより、簡単な構成でパルスレンチの劣化を正確且つ容易に判定することができるパルスレンチの劣化判定装置を提供することができ、したがって、パルスレンチによるねじ部材の実質的な締付け力の精度を向上させることができる。
【００４７】
請求項２の発明によれば、パルスレンチの先端に設けられてパルス発生部の断続的なパルス出力によるねじ部材への締付けトルクを波形として検出する検出手段と、該検出手段により得られた締付けトルク信号から締付けトルク値を演算処理するトルク信号処理部を有しており、該トルク信号処理部により求められた変動する締付けトルク値の波形に基づいてパルスレンチの劣化を判定する判定手段と、を備えており、判定手段は、トルク信号処理部により求められた締付けトルク値からその波形のパルス巾をそれぞれ演算処理するパルス巾処理部を有しており、該パルス巾処理部により求められた各パルス巾が予め設定されたしきい値の範囲にあるかを判定することによりパルスレンチの劣化を判定するものであることとしたことにより、簡単な構成でパルスレンチの劣化を正確且つ容易に判定することができるパルスレンチの劣化判定装置を提供することができ、したがって、パルスレンチによるねじ部材の実質的な締付け力の精度を向上させることができる。
【００４８】
請求項３の発明によれば、断続的なパルス出力によりねじ部材を締付る際に、該断続的な締付けトルクを前記パルスレンチの先端に設けられた検出手段により波形として検出し、
該検出した締付けトルクの波形から求められる単位時間あたりのパルス回数、または締付開始からカットトルクに達するまでのパルス回数が予め設定されたパルス回数の範囲にあるかを判断することによりパルスレンチの劣化を判定することとしたことにより、簡単な構成でパルスレンチの劣化を正確且つ容易に判定することができるパルスレンチの劣化判定方法を提供することができ、したがって、パルスレンチによるねじ部材の実質的な締付け力の精度を向上させることができる。
【００４９】
請求項４の発明によれば、断続的なパルス出力によりねじ部材を締付る際に、該断続的な締付けトルクを前記パルスレンチの先端に設けられた検出手段により波形としてそれぞれ検出し、該検出した締付けトルクの各波形の巾が予め設定されたパルス巾の範囲にあるかを判断することによりパルス発生部の劣化を判定することとしたことにより、パルスレンチの劣化を正確且つ容易に判定することができるパルスレンチの劣化判定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパルスレンチの劣化判定装置の構成の実施の一形態を示すブロック図である。
【図２】本発明のパルスレンチの劣化判定方法の実施の一形態を示すフローチャートである。
【図３】オイルパルスレンチのパルス発生部を人為的に劣化した状態とするために、パルス発生部の内部に充填されたオイルを正常の状態から抜いた場合の、カットトルクに達するまでに検出されたパルス回数およびパルス波形の巾（時間）を示した各圧力条件毎のグラフである。
【図４】図３とは異なるパルスレンチにおける、カットトルクに達するまでに検出されたパルス回数およびパルス波形の巾（時間）を示した各圧力条件毎のグラフである。
【図５】パルス発生部が正常な状態におけるカットトルクに達するまでの検出されたパルス波形を示したグラフである。
【図６】パルス発生部が劣化した状態におけるカットトルクに達するまでの検出されたパルス波形を示したグラフである。
【符合の説明】
１：パルスレンチ、 ２：検出手段、 ３：判定手段、 １０：動力源、 １１：パルス発生部、 １２：先端部、 ３０：トルク信号処理部、 ３１：パルス間隔時間処理部、 ３２：パルス巾処理部
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルスレンチの劣化判定装置および劣化判定方法に関し、さらに詳しくは、オイルパルスレンチやインパクトレンチ等、動力源による連続した回転力をパルス発生部により断続的なパルス出力に変換し、このパルス出力によりねじ部材に対して締付けトルクを付与する形式のレンチ（これらのレンチを総じて「パルスレンチ」という。）の劣化を検出するためのパルスレンチの劣化判定装置、および、その劣化を判定するためのパルスレンチの劣化判定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パルスレンチは、一般に、連続回転駆動する動力源と、該動力源による連続した回転力を断続的なパルス状の出力に変換するパルス発生部と、ねじ部材に係合されパルス発生部の断続的な出力によりねじ部材を締付ける先端部とを備えている。
【０００３】
パルスレンチとして、オイルパルスレンチの場合におけるパルス発生部は、駆動源の回転エネルギを、内部に充填されたオイルの圧力を急激に上昇させ強力なパルスを発生させ、このパルスにより締付けトルクをねじ部材に付与するものである。また、インパクトレンチの場合におけるパルス発生部は、ハンマ機構等によりインパクト（衝撃）を発生させ、このインパクトにより締付けトルクをねじ部材に付与するものである。
【０００４】
そして、このようなパルスレンチでは、ねじ部材を一定のトルクで締付けるため、先端部にひずみゲージ等のトルクセンサが設けられており、図５に示すように、締付けトルクのピークが予め設定された値（カットトルクＣＴ）に達した時点で遮断信号を出力し、駆動源の駆動を停止させる。また、この締付が完了した時点では、締付けトルクの値が予め設定された上限Ｔmax および下限Ｔmin の間の所定の範囲にあるか、すなわちねじ部材が正常に締付けられたかを確認する。
【０００５】
従来より、締付けトルクが予め設定された値（カットトルクＣＴ）に達した時点で遮断信号を出力し、駆動源の駆動を停止させるための従来の技術として、特開平８−２９４８７５号公報に開示されているように、駆動出力にパルス成分を有する駆動手段と、一端にねじとの継手を有しかつ前記駆動手段により駆動されてねじを締めつける主軸と、前記主軸のトルク変化を検出するトルク検出手段を備えてなるインパクト式ねじ締め機本体と、前記トルク検出手段の検出結果から着座以降のインパクトの発生回数を検出する演算手段と、前記インパクトの発生回数が所定値になった時点で前記駆動手段の動力源を遮断する制御手段を具備したことを特徴とするインパクト式ねじ締め装置が知られている。
【０００６】
このものでは、トルク検出手段の検出結果から着座以降のインパクトの発生回数を検出し、このインパクト発生回数が所定値になった時点で駆動手段の動力源を遮断するようにしているため、簡便な制御ロジックでカットオフ時の締結力のバラツキが低減することとなる、等と記載されている。
【０００７】
一方、インパクトレンチの使用条件を管理するための装置として、特開昭６２−２０３７７６号公報に開示されているように、空気圧を調圧すると共に潤滑油を微量混入してインパクトレンチに供給するインパクトレンチ使用条件管理装置であって、供給圧縮空気中に潤滑油を吐出する強制給油手段と、工作物が作業ラインの所定工程の開始位置および終了位置間にあることを検出する工作物検出手段と、供給空気圧と、一箇所の締付時間と、一つの工作物での締付個数と、インパクトレンチの累積使用回数とにより締付不良条件を判定する手段と、締付不良条件の場合は作業ラインを停止させる手段と、潤滑油タンクの油量低下を表示する手段と、を備え、上記各手段を一つの箱内に収容してユニット化したものが知られている。
【０００８】
この装置は、インパクトレンチの締付けトルク精度を確保し保証するための使用条件を管理するためのものであって、インパクトレンチを駆動するために供給される圧縮空気圧に潤滑油を微量混入することで焼き付きを防ぐことに着目したもので、締付けトルクが所定値に達したことが検知されると締付けが終了される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パルスレンチ１を使用しているうちに、パルス発生部１１は、オイルパルスレンチの場合においては内部に充填されたオイルが漏れて減少する等により、また、インパクトレンチの場合においてはインパクトを発生させるためのハンマ機構が摩耗する等により、劣化することとなる。
【００１０】
このようにして劣化したパルスレンチ１を用いてねじ部材の締付けを行い、上述したように締付けトルクのピークが予め設定されたカットトルクＣＴに達した時点で停止させる場合には、検出された見掛上の締付けトルクがカットトルクＣＴに達していても、パルス発生部による実質的な仕事量（締付け力）が減少してねじ部材の軸力が不足するという問題がある。
【００１１】
このことは、特開平８−２９４８７５号公報に開示されたインパクト式ねじ締め装置も同様に、単に着座以降のインパクトの発生回数が所定値になった時点で駆動手段の動力源を遮断するものであるため、パルス発生部が劣化すると所定の締付けトルクに達しない状態でねじ部材の締付けを終了させることとなり、ねじ部材の軸力が不足するという問題が生じる。
【００１２】
また、特開昭６２−２０３７７６号公報に開示されたインパクトレンチ使用条件管理装置にあっては、供給空気圧と、一箇所の締付時間と、一つの工作物での締付個数と、インパクトレンチの累積使用回数とにより締付不良条件を判定するものであり、パルス発生部の劣化を直接判定するものではなかった。
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、パルスレンチの劣化を簡単な構成で正確且つ容易に判定することができるパルスレンチの劣化判定装置および劣化判定方法を提供することを目的とし、もって、パルスレンチによるねじ部材の実質的な締付け力の精度を向上させることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１のパルスレンチの劣化判定装置に係る発明は、上記目的を達成するために、連続回転駆動する動力源と、該動力源による連続した回転力を断続的なパルス出力に変換するパルス発生部と、ねじ部材に係合されパルス発生部の断続的なパルス出力によりねじ部材を締付ける先端部とを有するパルスレンチの劣化判定装置であって、前記パルスレンチの先端部に設けられてパルス発生部の断続的なパルス出力によるねじ部材への締付けトルクを波形として検出する検出手段と、該検出手段により得られた締付けトルク信号から締付けトルク値を演算処理するトルク信号処理部を有しており、該トルク信号処理部により求められた変動する締付けトルク値の波形に基づいてパルスレンチの劣化を判定する判定手段と、を備えており、判定手段は、トルク信号処理部により求められた締付けトルク値からパルス間隔時間を演算処理するパルス間隔時間処理部を有しており、該パルス間隔時間処理部により求められたパルス間隔時間から単位時間あたりのパルス回数、または締付開始からカットトルクに達するまでのパルス回数を求めて該パルス出力の回数が予め設定されたしきい値の範囲にあるかを判定することによりパルスレンチの劣化を判定するものであることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２のパルスレンチの劣化判定装置に係る発明は、上記目的を達成するために、連続回転駆動する動力源と、該動力源による連続した回転力を断続的なパルス出力に変換するパルス発生部と、ねじ部材に係合されパルス発生部の断続的なパルス出力によりねじ部材を締付ける先端部とを有するパルスレンチの劣化判定装置であって、前記パルスレンチの先端部に設けられてパルス発生部の断続的なパルス出力によるねじ部材への締付けトルクを波形として検出する検出手段と、該検出手段により得られた締付けトルク信号から締付けトルク値を演算処理するトルク信号処理部を有しており、該トルク信号処理部により求められた変動する締付けトルク値の波形に基づいてパルスレンチの劣化を判定する判定手段と、を備えており、判定手段は、トルク信号処理部により求められた締付けトルク値からその波形のパルス巾をそれぞれ演算処理するパルス巾処理部を有しており、該パルス巾処理部により求められた各パルス巾が予め設定されたしきい値の範囲にあるかを判定することによりパルスレンチの劣化を判定するものであることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３のパルスレンチの劣化判定方法に係る発明は、上記目的を達成するために、連続回転駆動する動力源と、該動力源による連続した回転力を断続的なパルス出力に変換するパルス発生部と、ねじ部材に係合されパルス発生部の断続的なパルス出力によりねじ部材を締付ける先端部とを有するパルスレンチの劣化判定方法であって、断続的なパルス出力によりねじ部材を締付る際に、該断続的な締付けトルクを前記パルスレンチの先端部に設けられた検出手段により波形として検出し、該検出した締付けトルクの波形から単位時間あたりのパルス回数、または締付開始からカットトルクに達するまでのパルス回数を求め、該パルス出力の回数が予め設定されたパルス回数の範囲にあるかを判断することによりパルスレンチの劣化を判定することを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４のパルスレンチの劣化判定方法に係る発明は、上記目的を達成するために、連続回転駆動する動力源と、該動力源による連続した回転力を断続的なパルス出力に変換するパルス発生部と、ねじ部材に係合されパルス発生部の断続的なパルス出力によりねじ部材を締付ける先端部とを有するパルスレンチの劣化判定方法であって、断続的なパルス出力によりねじ部材を締付る際に、該断続的な締付けトルクを前記パルスレンチの先端部に設けられた検出手段により波形としてそれぞれ検出し、該検出した締付けトルクの各波形の巾が予め設定されたパルス巾の範囲にあるかを判断することによりパルス発生部の劣化を判定することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１の発明では、先端部をねじ部材に係合し、動力源による連続した回転力をパルス発生部によって断続的なパルス出力に変換し、このパルス出力によってねじ部材を締付ける。この締付けの際に、パルスレンチの先端に設けられた検出手段がねじ部材への締付けトルクを波形として検出する。判定手段は、検出手段により得られた締付けトルク信号からトルク信号処理部が締付けトルク値を演算処理し、このトルク信号処理部により求められた変動する締付けトルク値の波形から、パルス間隔時間処理部によってパルス間隔時間を演算処理し、このパルス間隔時間から単位時間あたりのパルス回数、または締付開始からカットトルクに達するまでのパルス回数を求め、このパルス出力の回数が予め設定されたしきい値の範囲にあるかを判定することによりパルスレンチの劣化を判定する。
【００１９】
請求項２の発明では、先端部をねじ部材に係合し、動力源による連続した回転力をパルス発生部によって断続的なパルス出力に変換し、このパルス出力によってねじ部材を締付ける。この締付けの際に、パルスレンチの先端に設けられた検出手段がねじ部材への締付けトルクを波形として検出する。判定手段は、検出手段により得られた締付けトルク信号からトルク信号処理部が締付けトルク値を演算処理し、このトルク信号処理部により求められた変動する締付けトルク値から、パルス巾処理部によってその波形パルス巾を演算処理し、このパルス巾が予め設定されたしきい値の範囲にあるかを判定することによりパルスレンチの劣化を判定する。
【００２０】
請求項３の発明では、先端部がねじ部材に係合された状態で、パルス発生部によって動力源による連続した回転力が断続的なパルス出力に変換され、このパルス出力によってねじ部材が締付けられる。このとき、ねじ部材への締付けトルクをパルスレンチの先端に設けられた検出手段によって波形として検出し、判定手段が検出した締付けトルクの波形から単位時間あたりのパルス回数、または締付開始からカットトルクに達するまでのパルス回数を求め、該パルス出力の回数が予め設定されたパルス回数の範囲にあるかを判断することによりパルスレンチの劣化を判定する。
【００２１】
請求項４の発明では、先端部がねじ部材に係合された状態で、パルス発生部によって動力源による連続した回転力が断続的なパルス出力に変換され、このパルス出力によってねじ部材が締付けられる。このとき、ねじ部材への締付けトルクをパルスレンチの先端に設けられた検出手段によって波形として検出し、判定手段が検出した締付けトルクの波形の巾が予め設定されたパルス巾の範囲にあるかを判断することによりパルス発生部の劣化を判定する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明のパルスレンチの劣化判定装置の実施の一形態を、主に図１に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態においては、パルスレンチとしてオイルパルスレンチの場合により説明するが、本発明はこの実施の形態に限定されることはない。図において同一符号は同一部分または相当部分とする。本発明のパルスレンチの劣化判定装置は、概略、連続回転駆動する動力源１０と、該動力源１０による連続した回転力を断続的なパルス出力に変換するパルス発生部１１と、ねじ部材（図示を省略した）に係合されパルス発生部１１の断続的なパルス出力によりねじ部材を締付ける先端部１２とを有するパルスレンチ１の劣化判定装置であって、パルス発生部１１の断続的なパルス出力によるねじ部材への締付けトルクを波形として検出する検出手段２と、該検出手段２により得られた締付けトルク信号から締付けトルク値を演算処理するトルク信号処理部３０を有しており、該トルク信号処理部３０により求められた変動する締付けトルク値の波形に基づいてパルスレンチの劣化を判定する判定手段３と、を備えている。そして、判定手段３は、さらに、トルク信号処理部３０により求められた締付けトルク値からパルス間隔時間を演算処理するパルス間隔時間処理部３１を有しており、該パルス間隔時間処理部３１により求められたパルス間隔時間から求められるパルス出力の回数に基づいてパルスレンチ１の劣化を判定するものである。また、判定手段３は、さらに、トルク信号処理部３０により求められた締付けトルク値からその波形のパルス巾を演算処理するパルス巾処理部３２を有しており、該パルス巾処理部３２により求められたパルス巾に基づいてパルスレンチ１の劣化を判定するものである。
【００２３】
最初に、この実施の形態において劣化が判定されるオイルパルスレンチ１について説明する。動力源１０は、この実施の形態の場合、圧縮空気を供給されることにより連続して回転駆動するエアーモータからなるもので、図１に示すように、遮断装置１５を介して圧縮空気供給源１６と接続されている。動力源１０は、エアーモータに限定されることなく、電気により駆動されるモータを採用することもできる。動力源１０の出力軸１０ａはパルス発生部１１に接続されており、連続回転力はパルス発生部１１に伝達される。
【００２４】
パルス発生部１１は、動力源１０による連続回転力を受けて、内部に充填されたオイルの圧力を急激に上昇させることにより、断続的なパルス（鼓動）に変換してパルス出力を発生させるもので、この断続的なパルス出力は先端部１２に伝達される。
【００２５】
先端部１２は、ねじ部材がボルト（図示は省略する）である場合、このボルトのヘッドに係合されるソケット１２ａを先端に有しており、パルス発生部１１による断続的なパルス出力を受けてボルトを締付ける。
【００２６】
このように構成されたパルスレンチ１では、使用しているうちに、パルス発生部１１が、オイルパルスレンチの場合においては内部に充填されたオイルが漏れて減少する等により劣化することとなる。なお、インパクトレンチの場合においても、パルス発生部１１として、インパクトを発生させるためのハンマ機構が摩耗する等により劣化することとなる。
【００２７】
図３および図４は、オイルパルスレンチ１のパルス発生部１１を人為的に劣化した状態とするために、異なる種類のパルスレンチにおいて、各パルス発生部１１の内部に充填されたオイルを正常の状態から抜いた場合の、カットトルクに達するまでに検出されたパルス回数およびパルス波形の巾（時間）を示した各圧力条件毎のグラフである。また、図５および図６は、パルス発生部１１が正常な状態（図５）と劣化した状態（図６）とにおいて、カットトルクに達するまでのパルス波形を検出した結果を示したものである。
【００２８】
図３および図４に示されたように、パルス発生部１１が劣化するにしたがって、破線で示されたパルス回数が増加すると共に、実線で示されたパルス巾が小さくなるように変動することとなる。そして、正常な状態（図５）と劣化した状態（図６）とを比較すると、パルス発生部が劣化した状態（図６）においてはカットトルクＣＴに達するまでのパルス回数が多くなり、また、検出されたパルス波形の各パルスの巾（時間）ｔ２が正常時の各パルスの巾ｔ１よりも狭く（短く）なることが明らかである。そこで、本発明では、パルス回数とパルスの巾の少なくとも一方に基づいてパルスレンチ１の劣化を判定することとした。
【００２９】
検出手段２は、この実施の形態の場合、先端部１２に設けられた歪みゲージを有するトルクトランスデューサからなるもので、断続的なパルス出力によってねじ部材を締付ける際の先端部に生じる歪みに応じて変化する電圧を締付けトルク信号として判定手段に出力する。
【００３０】
判定手段３は、検出手段２から出力された締付けトルク信号から締付けトルク値を演算処理するトルク信号処理部３０と、このトルク信号処理部３０により求められた締付けトルク値からパルス間隔時間を演算処理するパルス間隔時間処理部３１と、トルク信号処理部３０により求められた締付けトルク値からその波形のパルス巾（時間）を演算処理するパルス巾処理部３２と、トルク信号処理部３０・パルス間隔時間処理部３１・パルス巾処理部３２により演算処理された締付けトルク値・パルス間隔時間・パルス巾時間に基づいてパルスレンチ１の制御を総合的に判定する総合判定処理部３３とを備えている。さらに、判定手段３は、総合判定処理部３３により判定された結果を表示する表示部３４と、この判定結果によって動力源１０と圧縮空気供給源１６との間に介挿された遮断装置１５に接続されて制御信号を出力する出力部３５と、各種設定値を入力するための入力手段（図示を省略した）とを有している。入力手段からは、各種設定値として、図５に参照されるように、ねじ部材の締付けを停止するカットトルク値ＣＴ、締付け終了時点での締付けトルクが所定の範囲にあるかを判断するための上限および下限トルク値Ｔmax,Ｔmin 、パルス発生部１１の劣化を判定するための所定の範囲（上限および下限）を有するパルス回数、およびパルス巾（時間）のそれぞれのしきい値等が入力され、これらの各種設定値は総合判定処理部３３に格納される。
【００３１】
トルク信号処理部３０は、検出手段２から出力された締付けトルク信号のノイズを除去するローパスフィルタと、このノイズを除去された締付けトルク信号を増幅する増幅器とを備えてなるもので（図示は省略する）、パルス状の波形で変化する締付けトルク信号を数値化し、この締付けトルク値をパルス間隔時間処理部３１、パルス巾処理部３２、および総合判定処理部３３にそれぞれ出力する。パルス間隔時間処理部３１では、受け取ったパルス状に変動する締付けトルク値の間隔時間からパルス間隔時間が求められる。また、パルス巾処理部３２では、受け取ったパルス状に変動する締付けトルク値からその波形のパルス巾が求められる。総合判定処理部３３では、トルク信号処理部３０から出力された締付けトルク値と設定されたカットトルク値ＣＴとを比較し、締付けトルク値がカットトルク値ＣＴに達した時点で、ねじ部材の締付けを停止させるべく、出力部３５を介して遮断装置１５に遮断信号が出力される。また、総合判定処理部３３では、トルク信号処理部３０から出力された遮断時の締付けトルク値が設定された上限トルク値Ｔmax と下限トルク値Ｔmin との間の所定の範囲（公差）に収まっているか、すなわち、正常にねじ部材が締付けられたかが判定される。さらに、総合判定処理部３３では、パルス間隔時間処理部３１により求められたパルス間隔時間から、単位時間あたりのパルス回数、または締付け開始からカットトルクＣＴに達するまでのパルス回数を演算により求め、このパルス回数と、パルス巾処理部３２により求められたパルス巾との少なくともいずれか一方がしきい値の所定の範囲にあるかを判定し、この範囲にないときにはパルス発生部１１に劣化が発生していると判定する。
【００３２】
表示手段３４では、入力された各種設定値や、トルク信号処理部３０により求められた締付けトルク値、正常にねじ部材が締付けられたかの判定結果、パルス間隔時間処理部３１により求められたパルス回数、パルス巾処理部３２により求められたパルス巾、および、総合判定処理部３３により判定されたパルスレンチ１の劣化判定結果等が表示される。
【００３３】
総合判定処理部３３によりパルス発生部１１が劣化していると判定された場合には、表示手段３４にその告知をするように構成するだけでもよく、また、リセット操作を行うまで次のねじ部材の締付けを行うことができないように、締付け停止の状態を維持させる信号を出力部３５から遮断装置１５に出力させるよう構成することもできる。
【００３４】
次に、本発明のパルスレンチの劣化判定方法を、上述したように構成された劣化判定装置を用いた場合によって、主に図２に基づいて説明する。本発明のパルスレンチ１の劣化判定方法は、概略、連続回転駆動する動力源１０と、該動力源１０による連続した回転力を断続的なパルス出力に変換するパルス発生部１１と、ねじ部材に係合されパルス発生部１１の断続的なパルス出力によりねじ部材を締付ける先端部１２とを有するパルスレンチ１の劣化判定方法であって、断続的なパルス出力によりねじ部材を締付る際に、該断続的な締付けトルクを波形として検出し、該締付けトルクの波形に基づいてパルスレンチ１の劣化を判定するものである。そして、検出した締付けトルクの波形から求められるパルス出力の回数に基づいてパルスレンチの劣化を判定するものである。また、検出した締付けトルクの波形の巾に基づいてパルス発生部の劣化を判定するものである。
【００３５】
最初に、パルスレンチ１を用いてねじ部材を締付けるに先立って、ねじ部材の締付けを停止するカットトルク値ＣＴ、停止した時点での締付けトルクが所定の範囲にあるかを判断するための上限および下限トルク値Ｔmax,Ｔmin 等、締付けトルクを設定し（Ｓ１）、次いで、パルス発生部１１の劣化を判定するためのパルス回数、およびパルス巾（時間）のそれぞれ所定の上限および下限を有する範囲を設定し（Ｓ２）、これらの設定値を図示しない入力手段によって入力して総合判定処理部３３に格納させる。
【００３６】
次いで、ねじ部材に先端部１２のソケット１２ａを係合し、入力手段から総合判定処理部３３に締付け開始の指令を入力する。総合判定処理部３３からは、締付け開始信号が出力部３５を介して遮断装置１５に出力され、圧縮空気供給源１６から圧縮空気をエアモータ１０に供給する。これにより、エアモータ１０が連続して回転駆動され、この連続回転力を受けてパルス発生部１１が内部に充填されたオイルが急激に圧力上昇することにより断続的なパルス出力が発生され、この断続的なパルス出力によって先端部１２が断続的に回転駆動され、ねじ部材への締付けが開始される（Ｓ３）。なお、ねじ部材に先端部１２のソケット１２ａが係合されたことを検知すること等により、自動的に締付け開始信号を出力するよう構成してもよい。
【００３７】
締付けが開始されると、先端部１２に設けられた検出手段２から出力されたパルス状に変動する締付けトルク信号を、判定手段３のトルク信号処理部３０が演算処理して締付けトルク値を求め、これをパルス間隔時間処理部３１、パルス巾処理部３２、および総合判定処理部３３に出力する。そして、求められた締付けトルク値は総合判定処理部３３により記録される（Ｓ４）。パルス間隔時間処理部３１では、求められたパルス状に変動する締付けトルク値の波形からパルス間隔時間が求められ、このパルス間隔時間は総合判定処理部３３により記録される（Ｓ５）。パルス巾処理部３２では、求められたパルス状に変動する締付けトルク値の波形からパルス巾（時間）が求められ、このパルス巾は総合判定処理部３３により記録される（Ｓ６）。
【００３８】
総合判定処理部３３では、トルク信号処理部３０から出力された締付けトルク値と設定されたカットトルク値ＣＴとを比較し、締付けトルク値がカットトルク値ＣＴに達したかを判断する（Ｓ７）。カットトルクＣＴに達していないと判断された場合（Ｓ７において、ＮＯの場合）には、カットトルクＣＴに達するまで締付けを続行し、締付けトルク値の記録（Ｓ４）、パルス間隔時間の記録（Ｓ５）、およびパルス巾の記録（Ｓ６）の工程が繰り返される。
【００３９】
締付けトルク値がカットトルク値ＣＴに達したと判断されると（Ｓ７において、ＹＥＳの場合）、総合判定処理部３３から出力部３５を介して遮断装置１５に遮断信号が出力され（Ｓ８）、ねじ部材の締付けを停止し、このときの締付けトルク値を表示部３４に表示する（Ｓ９）。そして、総合判定処理部３３は、パルス間隔時間から単位時間あたりのパルス回数、または締付け開始からカットトルク値ＣＴに達するまでのパルス回数を演算する（Ｓ１０）。
【００４０】
その後、総合判定処理部３３により、（Ｓ１０）で求められたパルス回数が（Ｓ２）で設定されたパルス回数の範囲にあるかが判断され（Ｓ１１）、また、（６）で記録されたパルス巾が（Ｓ２）で設定されたパルス巾の範囲にあるかが判断され（Ｓ１２）、パルスレンチ１の劣化が判定される。このパルスレンチ１の劣化は、演算されたパルス回数が設定されたパルス回数の範囲にない場合（Ｓ１１において、ＮＯの場合）、記録されたパルス巾が設定されたパルス巾の範囲にない場合（Ｓ１２において、ＮＯの場合）、演算されたパルス回数または記録されたパルス巾のいずれかが設定されたパルス回数またはパルス巾の範囲にない場合、演算されたパルス数および記録されたパルス巾の双方が設定されたパルス回数またはパルス巾の範囲にない場合により判定することができる。？【００４５】演算されたパルス回数が設定されたパルス回数の範囲にない場合にパルスレンチ１が劣化していると判定する場合には、直ちに劣化を告知するための信号が総合判定処理部３３から表示部３４に出力され（Ｓ１３）、記録されたパルス巾が設定されたしきい値の範囲にあるかの判断（Ｓ１２）は省略される。
【００４１】
記録されたパルス巾が設定されたパルス巾の範囲にない場合にパルスレンチ１が劣化していると判定する場合には、パルス数の演算（Ｓ１０）、およびパルス回数が設定されたパルス回数の範囲にあるかの判断（Ｓ１１）は省略され、パルス巾が設定範囲にあるかの判断（Ｓ１２）の後に、直ちに劣化を告知するための信号が総合判定処理部３３から表示部３４に出力される（Ｓ１３）。
【００４２】
演算されたパルス回数または記録されたパルス巾のいずれかが設定されたパルス回数またはパルス巾の範囲にない場合にパルスレンチ１が劣化していると判定する場合には、パルス回数の演算（Ｓ１０）、およびパルス回数が設定された範囲にあるかの判断（Ｓ１１）を行い、パルス回数が設定された範囲にない場合には、パルス巾の判断（Ｓ１２）を行うことなく、直ちに劣化を告知するための信号を総合判定処理部３３から表示部３４に出力する（Ｓ１３）。また、パルス回数が設定された範囲にある場合には、次いでパルス巾の判断（Ｓ１２）を行い、パルス巾が設定された範囲にない場合に劣化を告知するための信号を総合判定処理部３３から表示部３４に出力する（Ｓ１３）。なお、この実施の形態においては、パルス回数の判断（Ｓ１１）に次いでパルス巾の判断（Ｓ１２）を行う場合によって説明したが、この順序に限定されることなく、パルス巾の判断（Ｓ１２）に次いでパルス回数の判断（Ｓ１１）を行うこともできる。
【００４３】
演算されたパルス回数および記録されたパルス巾の双方が設定されたパルス回数およびパルス巾の範囲にない場合にパルスレンチ１が劣化していると判定する場合には、パルス回数の演算（Ｓ１０）、およびパルス回数が設定された範囲にあるかの判断（Ｓ１１）を行い、パルス回数が設定された範囲にない場合には、パルス巾の判断（Ｓ１２）を行い、パルス巾が設定された範囲にない場合に劣化を告知するための信号を総合判定処理部３３から表示部３４に出力する（Ｓ１３）。そして、パルス回数が設定された範囲にある場合には、パルス巾の判断（Ｓ１２）は省略される。
【００４４】
パルスレンチ１のパルス発生部１１が劣化していると判定され、この劣化を告知した後（Ｓ１３の後）は、通常においては、ねじ部材の締付けを一旦終了してパルスレンチ１の劣化の修復、すなわちパルス発生部１１内へのオイルの充填等を行う。しかしながら、劣化初期等においては、図２に鎖線で示すように、劣化を告知（Ｓ１３）するにとどまり、ねじ部材の締付けを継続させるようにすることもできる。
【００４５】
パルスレンチ１が劣化していないと判定された場合、あるいはねじ部材の締付けを継続させる場合には、ねじ部材の締付けを終了するかを判断し（Ｓ１４）、終了しない場合（Ｓ１４において、ＮＯの場合）には上述の（Ｓ３）以降の工程を繰り返し、ねじ部材の締付けを終了する場合（Ｓ１４において、ＮＯの場合）にはＥＮＤとなる。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、パルスレンチの先端に設けられてパルス発生部の断続的なパルス出力によるねじ部材への締付けトルクを波形として検出する検出手段と、該検出手段により得られた締付けトルク信号から締付けトルク値を演算処理するトルク信号処理部を有しており、該トルク信号処理部により求められた変動する締付けトルク値の波形に基づいてパルスレンチの劣化を判定する判定手段と、を備えており、判定手段は、トルク信号処理部により求められた締付けトルク値からパルス間隔時間を演算処理するパルス間隔時間処理部を有しており、該パルス間隔時間処理部により求められたパルス間隔時間から求められる単位時間あたりのパルス回数、または締付開始からカットトルクに達するまでのパルス回数を予め設定されたしきい値の範囲にあるか判定することにより、パルスレンチの劣化を判定するものであることとしたことにより、簡単な構成でパルスレンチの劣化を正確且つ容易に判定することができるパルスレンチの劣化判定装置を提供することができ、したがって、パルスレンチによるねじ部材の実質的な締付け力の精度を向上させることができる。
【００４７】
請求項２の発明によれば、パルスレンチの先端に設けられてパルス発生部の断続的なパルス出力によるねじ部材への締付けトルクを波形として検出する検出手段と、該検出手段により得られた締付けトルク信号から締付けトルク値を演算処理するトルク信号処理部を有しており、該トルク信号処理部により求められた変動する締付けトルク値の波形に基づいてパルスレンチの劣化を判定する判定手段と、を備えており、判定手段は、トルク信号処理部により求められた締付けトルク値からその波形のパルス巾をそれぞれ演算処理するパルス巾処理部を有しており、該パルス巾処理部により求められた各パルス巾が予め設定されたしきい値の範囲にあるかを判定することによりパルスレンチの劣化を判定するものであることとしたことにより、簡単な構成でパルスレンチの劣化を正確且つ容易に判定することができるパルスレンチの劣化判定装置を提供することができ、したがって、パルスレンチによるねじ部材の実質的な締付け力の精度を向上させることができる。
【００４８】
請求項３の発明によれば、断続的なパルス出力によりねじ部材を締付る際に、該断続的な締付けトルクを前記パルスレンチの先端に設けられた検出手段により波形として検出し、
該検出した締付けトルクの波形から求められる単位時間あたりのパルス回数、または締付開始からカットトルクに達するまでのパルス回数が予め設定されたパルス回数の範囲にあるかを判断することによりパルスレンチの劣化を判定することとしたことにより、簡単な構成でパルスレンチの劣化を正確且つ容易に判定することができるパルスレンチの劣化判定方法を提供することができ、したがって、パルスレンチによるねじ部材の実質的な締付け力の精度を向上させることができる。
【００４９】
請求項４の発明によれば、断続的なパルス出力によりねじ部材を締付る際に、該断続的な締付けトルクを前記パルスレンチの先端に設けられた検出手段により波形としてそれぞれ検出し、該検出した締付けトルクの各波形の巾が予め設定されたパルス巾の範囲にあるかを判断することによりパルス発生部の劣化を判定することとしたことにより、パルスレンチの劣化を正確且つ容易に判定することができるパルスレンチの劣化判定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパルスレンチの劣化判定装置の構成の実施の一形態を示すブロック図である。
【図２】本発明のパルスレンチの劣化判定方法の実施の一形態を示すフローチャートである。
【図３】オイルパルスレンチのパルス発生部を人為的に劣化した状態とするために、パルス発生部の内部に充填されたオイルを正常の状態から抜いた場合の、カットトルクに達するまでに検出されたパルス回数およびパルス波形の巾（時間）を示した各圧力条件毎のグラフである。
【図４】図３とは異なるパルスレンチにおける、カットトルクに達するまでに検出されたパルス回数およびパルス波形の巾（時間）を示した各圧力条件毎のグラフである。
【図５】パルス発生部が正常な状態におけるカットトルクに達するまでの検出されたパルス波形を示したグラフである。
【図６】パルス発生部が劣化した状態におけるカットトルクに達するまでの検出されたパルス波形を示したグラフである。
【符合の説明】
１：パルスレンチ、 ２：検出手段、 ３：判定手段、 １０：動力源、 １１：パルス発生部、 １２：先端部、 ３０：トルク信号処理部、 ３１：パルス間隔時間処理部、 ３２：パルス巾処理部
Claims (4)
- 連続回転駆動する動力源と、該動力源による連続した回転力を断続的なパルス出力に変換するパルス発生部と、ねじ部材に係合されパルス発生部の断続的なパルス出力によりねじ部材を締付ける先端部とを有するパルスレンチの劣化判定装置であって、
前記パルスレンチの先端部に設けられてパルス発生部の断続的なパルス出力によるねじ部材への締付けトルクを波形として検出する検出手段と、
該検出手段により得られた締付けトルク信号から締付けトルク値を演算処理するトルク信号処理部を有しており、該トルク信号処理部により求められた変動する締付けトルク値の波形に基づいてパルスレンチの劣化を判定する判定手段と、を備えており、
判定手段は、トルク信号処理部により求められた締付けトルク値からパルス間隔時間を演算処理するパルス間隔時間処理部を有しており、該パルス間隔時間処理部により求められたパルス間隔時間から単位時間あたりのパルス回数、または締付開始からカットトルクに達するまでのパルス回数を求めて該パルス出力の回数が予め設定されたしきい値の範囲にあるかを判定することによりパルスレンチの劣化を判定するものであることを特徴とするパルスレンチの劣化判定装置。 - 連続回転駆動する動力源と、該動力源による連続した回転力を断続的なパルス出力に変換するパルス発生部と、ねじ部材に係合されパルス発生部の断続的なパルス出力によりねじ部材を締付ける先端部とを有するパルスレンチの劣化判定装置であって、
前記パルスレンチの先端部に設けられてパルス発生部の断続的なパルス出力によるねじ部材への締付けトルクを波形として検出する検出手段と、
該検出手段により得られた締付けトルク信号から締付けトルク値を演算処理するトルク信号処理部を有しており、該トルク信号処理部により求められた変動する締付けトルク値の波形に基づいてパルスレンチの劣化を判定する判定手段と、を備えており、
判定手段は、トルク信号処理部により求められた締付けトルク値からその波形のパルス巾をそれぞれ演算処理するパルス巾処理部を有しており、該パルス巾処理部により求められた各パルス巾が予め設定されたしきい値の範囲にあるかを判定することによりパルスレンチの劣化を判定するものであることを特徴とするパルスレンチの劣化判定装置。 - 連続回転駆動する動力源と、該動力源による連続した回転力を断続的なパルス出力に変換するパルス発生部と、ねじ部材に係合されパルス発生部の断続的なパルス出力によりねじ部材を締付ける先端部とを有するパルスレンチの劣化判定方法であって、
断続的なパルス出力によりねじ部材を締付る際に、該断続的な締付けトルクを前記パルスレンチの先端部に設けられた検出手段により波形として検出し、該検出した締付けトルクの波形から単位時間あたりのパルス回数、または締付開始からカットトルクに達するまでのパルス回数を求め、該パルス出力の回数が予め設定されたパルス回数の範囲にあるかを判断することによりパルスレンチの劣化を判定することを特徴とするパルスレンチの劣化判定方法。 - 連続回転駆動する動力源と、該動力源による連続した回転力を断続的なパルス出力に変換するパルス発生部と、ねじ部材に係合されパルス発生部の断続的なパルス出力によりねじ部材を締付ける先端部とを有するパルスレンチの劣化判定方法であって、
断続的なパルス出力によりねじ部材を締付る際に、該断続的な締付けトルクを前記パルスレンチの先端部に設けられた検出手段により波形としてそれぞれ検出し、該検出した締付けトルクの各波形の巾が予め設定されたパルス巾の範囲にあるかを判断することによりパルス発生部の劣化を判定することを特徴とするパルスレンチの劣化判定方法。
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