JP5836742B2 - Control device for tightening force of hydraulic torque wrench - Google Patents
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Description
本発明は、油圧式トルクレンチの締付力の制御装置に関し、特に、超音波探触子を用いて締結部材の締付力の測定を行うようにした油圧式トルクレンチの締付力の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for a tightening force of a hydraulic torque wrench, and more particularly, a control of a tightening force of a hydraulic torque wrench configured to measure a tightening force of a fastening member using an ultrasonic probe. It relates to the device.
従来、油圧式トルクレンチとして、騒音と振動が小さい油圧式の打撃トルク発生装置を使用した油圧式トルクレンチが、開発され、実用化されるに至っている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a hydraulic torque wrench, a hydraulic torque wrench using a hydraulic impact torque generator with low noise and vibration has been developed and put to practical use (for example, see Patent Document 1).
図9〜図10に示すものは、この油圧式トルクレンチの一例を示したもので、この油圧式トルクレンチWの打撃トルク発生装置Tは、ライナーLに形成したライナー室Laに作動油を充填し、ライナーLに同軸に嵌挿した主軸Sに羽根挿入溝Sa及びばね挿入孔Sbを設け、羽根挿入溝Sa内に羽根Blを、ばね挿入孔Sb内にばねSpを、それぞれ嵌挿し、羽根BlをばねSpにて常時主軸外周方向に付勢してライナー室Laの内周面に当接させるとともに、主軸Sの外周面及びライナー室Laの内周面にシール面を形成されている。
そして、エアーモータRによりライナーLを回転させることにより、ライナー室Laの内周面に形成したシール面と、主軸Sの外周面に形成したシール面及び羽根Blとが合致したとき、主軸Sに打撃トルクを発生させるようにしている。
9 to 10 show an example of this hydraulic torque wrench, and the impact torque generator T of this hydraulic torque wrench W fills the liner chamber La formed in the liner L with hydraulic oil. Then, a blade insertion groove Sa and a spring insertion hole Sb are provided on the main shaft S coaxially inserted into the liner L, and the blade Bl is inserted into the blade insertion groove Sa and the spring Sp is inserted into the spring insertion hole Sb. B1 is always urged by the spring Sp in the outer peripheral direction of the main shaft and brought into contact with the inner peripheral surface of the liner chamber La, and a seal surface is formed on the outer peripheral surface of the main shaft S and the inner peripheral surface of the liner chamber La.
When the liner L is rotated by the air motor R, the seal surface formed on the inner peripheral surface of the liner chamber La matches the seal surface formed on the outer peripheral surface of the main shaft S and the blades Bl. A striking torque is generated.
また、油圧式トルクレンチとしては、このほか、従来の油圧式トルクレンチの部材の摩耗やばねの破損の問題等を解決するために本件出願人が先に提案した特許文献2や特許文献3に記載のものがある。
In addition, as a hydraulic torque wrench, in addition to
このうち、特許文献2に記載の油圧式トルクレンチは、図11〜図15に示すように、駆動源として、エアーモータを用いるもので、主軸3と、この主軸3に、主軸3に対して回転することなく軸方向に摺動可能に嵌挿され、外周面にカム溝41a、41bを形成するとともに、内部に軸方向に貫通する導油孔42a、42bを形成したカム4と、主軸3の基端部及びカム4を収容するとともに、カム4を挟んで作動油が充填される油室A、Bを形成したシリンダCと、シリンダCの内周面に突設した、カム4のカム溝41a、41bに嵌挿されるピン81、82と、シリンダCを回転駆動する駆動源(図示省略)に接続する駆動軸23と、カム4とシリンダCの相対的な回転角に応じてカム4に形成した導油孔42a、42bを選択的に閉鎖することにより、カム4を挟んで形成された油室A、B間の作動油の流通を遮断するチェック弁5とから構成されている。
Among them, the hydraulic torque wrench described in
この場合において、シリンダCは、図11に示すように、一方の端面壁11及びシリンダ部12を構成する外側ケーシング1と、この外側ケーシング1に嵌合し、他方の端面壁21、シリンダ部22及び駆動軸23を構成する内側ケーシング2と、外側ケーシング1のシリンダ部12の開口端部に螺合等することにより、外側ケーシング1に嵌合した内側ケーシング2を固定し、両者を一体化する固定部材9とから構成されている。
In this case, as shown in FIG. 11, the cylinder C is fitted to the
また、基端部をシリンダC内に収容するようにした主軸3は、図11に示すように、基端31aをボールベアリング24aを介して、内側ケーシング2の端面壁21に形成した軸受穴24に軸支するとともに、カム4を主軸3に対して回転することなく軸方向に摺動可能に嵌挿するために、この部分の軸31の断面形状を、例えば、多角形状、スプライン形状等(本例においては、六角形状)に形成し、さらに、その先端側に抜け止めのための鍔部33を形成し、先端側を外側ケーシング1の端面壁11を貫通、延出するようにする。
Further, as shown in FIG. 11, the
主軸3に対して回転することなく軸方向に摺動可能に嵌挿するカム4は、図12及び図13に示すように、カム4を主軸3に対して回転することなく軸方向に摺動可能に嵌挿するために、この部分の孔43の断面形状を、主軸3に対応した、例えば、六角形状に形成するようにする。
The
また、カム4の外周面に形成するカム溝41a、41bは、駆動源に接続した駆動軸23を介してシリンダCを回転駆動したとき、カム溝41a、41bに嵌挿されるシリンダCの内側ケーシング2のシリンダ部22の内周面に突設したピン81、82の作用によって、カム4を主軸3に対して回転することなく軸方向に摺動させることができるように、例えば、環状の螺旋形状に形成する。ところで、本例においては、カム溝41a、41bを2個形成するようにしているが、カム溝の個数は、これに限定されず、1個又は3個以上の複数個とすることができる。そして、本例のように複数個のカム溝41a、41bを形成する場合には、シリンダCの内側ケーシング2のシリンダ部22の内周面に突設し、各々のカム溝に嵌挿されるピン81、82を、均等な角度間隔(本例においては、180°)を有するように突設するようにする。
このように、複数個のカム溝41a、41b及びピン81、82を設けることにより、大きな回転駆動力を、シリンダCからピン81、82を介してカム4に円滑に伝達することができ、カム4を嵌挿した主軸3に、打撃トルクを安定して発生させることができるものとなる。
The
Thus, by providing the plurality of
また、カム4の内部に軸方向に貫通する導油孔42a、42bは、カム4が主軸3に対して回転することなく軸方向に摺動する際に、カム4を挟んで形成された油室A、B間の作動油の流通が円滑に行われる程度の十分な容量を有するように、特に限定されるものではないが、本例においては、2個の貫通孔で以て構成するようにしている。
Also, the
カム4とシリンダCの相対的な回転角に応じてカム4に形成した導油孔42a、42bを選択的に閉鎖することにより、カム4を挟んで形成された油室A、B間の作動油の流通を遮断するチェック弁5は、一方の油室A内に、常に、ばね6によって、カム4の一端面に当接、付勢されるように配設され、シリンダCに従動して回転するようにする。
By selectively closing the
このチェック弁5は、図14に示すように、カム4の一端面に当接される円盤状の本体部51と、シリンダCの内側ケーシング2のシリンダ部22の内周面に沿う環状部53とからなる。
As shown in FIG. 14, the
そして、本体部51には、カム4に形成した導油孔42a、42bと導通して油室A、B間の作動油の流通を許容する湾曲した長孔52a、52bを形成するとともに、この長孔52a、52b間の孔を形成していない部分によって、カム4に形成した導油孔42a、42bを閉鎖するようにする。この本体部51に形成する長孔52a、52bの位置及び数によって、カム4とシリンダCが相対的に360°回転する間に発生する打撃トルクの発生数及びその大きさが決まることとなる。
The
そして、本例に示す位置に長孔52a、52bを形成することにより、カム4とシリンダCが相対的に360°回転する毎に、チェック弁5がカム4に形成した導油孔42a、42bを閉鎖し、カム4を挟んで形成された油室A、B間の作動油の流通を遮断するようにすることができ、これによって、カム4とシリンダCが相対的に360°回転する毎に、シリンダCの慣性を利用して1回ずつ大きな打撃トルクを発生させることができるものとなる。
By forming the
また、シリンダCの外側ケーシング1のシリンダ部12及び内側ケーシング2のシリンダ部22には、カム4を挟んで形成した油室A、B間を接続する導油路15、25を形成するとともに、この導油路15、25を流通する作動油の流量を制限することにより発生する打撃トルクの大きさを任意に調節することができる出力調節機構13を、外側ケーシング1の端面壁11に螺合等することにより配設するようにする。これにより、出力調節機構13を調節して、シリンダCにカム4を挟んで形成した油室A、B間を接続する導油路25を流通する作動油の流量を制限し、これにより、発生する打撃トルクの大きさを簡易に調節することができる、具体的には、出力調節機構13を調節して、導油路25を流通する作動油の流量を少なくする程、発生する打撃トルクの大きさを大きくすることができ、逆に、導油路25を流通する作動油の流量を多くする程、発生する打撃トルクの大きさを小さくすることができるものとなる。
Further, the cylinder portion 12 of the
また、環状部53には、シリンダCの内側ケーシング2のシリンダ部22の内周面に突設したピン54を嵌挿する長孔55を形成し、これにより、チェック弁5が、シリンダCに従動して回転するとともに、カム4の一端面に当接しながらカム4に従動して摺動するようにする。
Further, the
また、外側ケーシング1の端面壁11には、油室A、Bに作動油を注入するための栓14を、螺合等することにより配設するようにする。
Further, a
また、シリンダCの外側ケーシング1と内側ケーシング2間、シリンダCの外側ケーシング1と主軸3間、出力調節機構13、栓14等の位置には、作動油の漏出を防止するOリング等のシール部材71、72、73、74を配設するようにする。
Also, seals such as O-rings that prevent leakage of hydraulic fluid are provided between the
以下、この油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の動作について、図15に基づいて説明する。まず、駆動源であるエアーモータを接続した駆動軸23を介してシリンダCを回転駆動(駆動軸23側から見て右回転)する。
Hereinafter, the operation of the impact torque generator of the hydraulic torque wrench will be described with reference to FIG. First, the cylinder C is rotationally driven (rotated clockwise as viewed from the
シリンダCが回転駆動されることにより、打撃トルク発生装置の内部は、図15(1)→(2)→(3)→(4)→(5)→(6)→(1)・・・のとおり変化する。図15(1)は、主軸3に打撃トルクが発生していない状態を示し、これより、シリンダCとカム4が相対的に順に60度ずつ回転した状態(カム4を基準)を図15(2)、(3)(主軸3に打撃トルクが発生している状態)、(4)、(5)、(6)に示す。
When the cylinder C is rotationally driven, the inside of the impact torque generating device is as shown in FIG. 15 (1) → (2) → (3) → (4) → (5) → (6) → (1). It changes as follows. FIG. 15 (1) shows a state in which no hitting torque is generated in the
まず、図15(1)に示すように、カム4に形成した導油孔42a、42bと、チェック弁5に形成した長孔52a、52bとが導通している状態では、油室A、B間の作動油の流通が許容されるため、シリンダCの内周面に突設したピン81、82が嵌挿されているカム4を、主軸3に対して回転することなく軸方向に自由に摺動(カム4は、正面視して(図11において)、右側から左側に摺動し、作動油は、油室Bから油室Aへ流通する。)させることができ、この状態では、シリンダCとカム4が拘束されないため、打撃トルクは発生しない。
First, as shown in FIG. 15 (1), when the
この状態から、シリンダCをさらに回転駆動すると、図15(2)に示すように、カム4に形成した導油孔42a、42bと、チェック弁5に形成した長孔52a、52bとが導通している状態(打撃トルクが発生しない図15(1)と同じ状態。ただし、カム4は、正面視して(図11において)、左側から右側に摺動し、作動油は、油室Aから油室Bへ流通する。)を経て、図15(3)に示すように、カム4に形成した導油孔42a、42bと、チェック弁5に形成した長孔52a、52bとが導通していない状態となる。
When the cylinder C is further rotated from this state, as shown in FIG. 15 (2), the
この図15(3)に示す状態のとき、カム4は、正面視して(図11において)、左側から右側に摺動しているため、摺動する方向にある油室Aが高圧に、これと反対方向にある油室Bが低圧になる。そして、高圧の油室Aから低圧の油室Bへの作動油の流通が遮断され、この状態で、さらに、シリンダCを回転駆動してカム4を軸方向に摺動させようとすると、油室Aが一層高圧に、油室Bが一層低圧になる。このとき、カム4の外周面に形成したカム溝41a、41bの高圧の油室A側の側面に、シリンダCの内周面に突設したピン81、82が強く当接されることになるが、高圧の油室Aから低圧の油室Bへの作動油の流通が遮断されることによりカム4の摺動が阻止されているため、カム溝41a、41bの側面とピン81、82間に大きな摩擦力が発生し、シリンダCとカム4が拘束される。これにより、回転駆動力を、シリンダCからピン81、82を介してカム4に伝達して、カム4を嵌挿した主軸3に、打撃トルクを発生させることができる。
In the state shown in FIG. 15 (3), the
この状態から、シリンダCをさらに回転駆動すると、図15(4)及びに図15(5)に示すように、再び、カム4に形成した導油孔42a、42bと、チェック弁5に形成した長孔52a、52bとが導通している状態(打撃トルクが発生しない図15(1)と同じ状態。ただし、図15(4)においては、カム4は、正面視して(図11において)、左側から右側に摺動し、作動油は、油室Aから油室Bへ流通し、一方、図15(5)においては、カム4は、正面視して(図11において)、右側から左側に摺動し、作動油は、油室Bから油室Aへ流通する。)を経て、図15(6)に示すように、カム4に形成した導油孔42a、42bと、チェック弁5に形成した長孔52a、52bとが導通していない状態となる。
When the cylinder C is further rotated from this state, the
この図15(6)に示す状態のとき、カム4は、正面視して(図11において)、右側から左側に摺動しているため、摺動する方向にある油室Bが高圧に、これと反対方向にある油室Aが低圧になる。しかしながら、油室Bが高圧になると、図15(3)に示す状態の場合とは異なり、油室B内の作動油の油圧が、カム4に形成した導油孔42a、42bを介して、チェック弁5に作用し、ばね6の付勢力に抗して、カム4の一端面に当接していたチェック弁5を後退させ、高圧の油室Bから低圧の油室Aへの作動油の流通が許容されるため、シリンダCの内周面に突設したピン81、82が嵌挿されているカム4を、主軸3に対して回転することなく軸方向に自由に摺動させることができることとなり、シリンダCとカム4が拘束されないため、打撃トルクは発生しない。
In the state shown in FIG. 15 (6), the
この状態から、シリンダCをさらに回転駆動すると、図15(1)に示すように、再び、カム4に形成した導油孔42a、42bと、チェック弁5に形成した長孔52a、52bとが導通している状態(打撃トルクが発生しない状態)となる。
When the cylinder C is further rotated from this state, as shown in FIG. 15 (1), the
このように、この油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置によれば、実質的に、シリンダCとカム4が相対的に360°回転する毎に、チェック弁5がカム4に形成した導油孔42a、42bを閉鎖し、カム4を挟んで形成された油室A、B間の作動油の流通を遮断するようにすることができ、これによって、カム4とシリンダCが相対的に360°回転する毎に、シリンダCの慣性を利用して1回ずつ大きな打撃トルクを発生させることができるものとなる。
Thus, according to the impact torque generating device of this hydraulic torque wrench, the oil guide hole formed in the
また、駆動源であるエアーモータを逆方向に回転(駆動軸23側から見て左回転)した場合には、打撃トルク発生装置の内部は、図15(1)→(6)→(5)→(4)→(3)→(2)→(1)・・・のとおり変化する。そして、この場合には、図15(6)の状態のときに、主軸3に先とは逆方向の打撃トルクを発生させることができる。
Further, when the air motor as the drive source is rotated in the reverse direction (left rotation as viewed from the
なお、例えば、本体部51に形成する長孔52a、52bの位置及び数を変更することによって、カム4とシリンダCが相対的に360°回転する間に複数回の打撃トルクが発生するように構成したり、駆動源として、エアーモータのほか、電動モータを用いることができる。
For example, by changing the position and number of the
ところで、上記従来の油圧式トルクレンチにおいては、発生する打撃トルクの大きさを任意に調節することができるように出力調節機構を備えているが、この出力調節機構は、作動油の流量を制限することにより発生する打撃トルクの大きさを調節するもので、ボルト等の締結部材の締付力を直接測定するものではないため、締結部材の締付力を確認できなかった。 By the way, the conventional hydraulic torque wrench is provided with an output adjustment mechanism so that the magnitude of the generated impact torque can be arbitrarily adjusted. This output adjustment mechanism limits the flow rate of hydraulic oil. It adjusts the magnitude of the impact torque generated by this, and does not directly measure the tightening force of a fastening member such as a bolt, so the tightening force of the fastening member could not be confirmed.
一方、ボルト等の締結部材の締付力を直接測定することができるようにするための測定装置として、超音波探触子を用いて締結部材の締付力の測定を行うようにした測定装置が実用化されている(例えば、特許文献4及び5参照)。
しかしながら、この測定装置は、特許文献4に記載されているようにレンチとは切り離して個別に構成するようにすることが一般的であり、レンチと一体に構成する場合には、回転する主軸の先端部に配設した超音波探触子から電気的に接続したケーブルを導出する必要があるため、特に、回転部材(主軸)と静止部材との間で電気的な接続機構が複雑となり、特許文献5に記載されているように、ソケット本体及び測定用ソケットが大形化し、手持ち式の油圧式トルクレンチに当該測定装置を組み込むことが困難であるという問題があった。
On the other hand, as a measuring device for directly measuring the fastening force of a fastening member such as a bolt, a measuring device that measures the fastening force of the fastening member using an ultrasonic probe Has been put into practical use (see, for example,
However, this measuring device is generally configured separately from the wrench as described in
ところで、本件出願人は、上記従来の油圧式トルクレンチの有する問題点に鑑み、超音波探触子を用いて締結部材の締付力の測定を行うようにするとともに、そのための電気的な接続機構を簡易に構成することができるようにした油圧式トルクレンチの締付力の制御装置を提案した(例えば、特許文献6参照)。
この測定装置は、従来の油圧式トルクレンチの有する問題点を解消できるものであったが、油圧式トルクレンチの締付力の制御装置を油圧式トルクレンチに組み込んだため、メンテナンスに手数や費用を要するという新たな問題点が生じることとなった。
By the way, in view of the problems of the conventional hydraulic torque wrench, the applicant of the present application measures the tightening force of the fastening member using an ultrasonic probe, and electrical connection therefor. A device for controlling the tightening force of a hydraulic torque wrench has been proposed (see, for example, Patent Document 6) that allows the mechanism to be simply configured.
This measuring device can solve the problems of the conventional hydraulic torque wrench, but the control device for the tightening force of the hydraulic torque wrench is built into the hydraulic torque wrench, so the maintenance effort and cost are reduced. A new problem of requiring a problem arises.
本発明は、上記従来の油圧式トルクレンチの有する問題点に鑑み、超音波探触子を用いて締結部材の締付力の測定を行うようにするとともに、そのための電気的な接続機構を簡易に構成し、かつ、メンテナンスを容易に行うことができるようにした油圧式トルクレンチの締付力の制御装置を提供することを目的とする。 In view of the problems of the conventional hydraulic torque wrench described above, the present invention measures the tightening force of a fastening member using an ultrasonic probe and simplifies the electrical connection mechanism for the measurement. It is an object of the present invention to provide a tightening force control device for a hydraulic torque wrench that is configured as described above and that can be easily maintained.
上記目的を達成するため、本発明の油圧式トルクレンチの締付力の制御装置は、モータにより回転駆動される打撃トルク発生装置を介して打撃トルクを発生させるようにした油圧式トルクレンチの主軸の先端側に超音波探触子を配設するようにした油圧式トルクレンチの締付力の制御装置において、主軸の先端部に着脱可能に配設したソケットに超音波探触子を配設し、該超音波探触子から導出したケーブルをソケットの軸方向の位置をずらして対角位置に配設したピン形状の2個の電極に接続し、該電極と、ソケットの外周部に配設したソケットを回転可能に支持する支持体に配設した円環状の2個の電極とを、ソケットに配設した電極の内側端面を、ソケットの中心部に配設したU字型の合成樹脂製のばね部材の外側面により支持し、支持体に配設した電極に向けてそれぞれ付勢、摺接させることにより電位的に接続し、支持体に配設した電極を外部のコントローラに接続するようにしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the hydraulic torque wrench tightening force control device according to the present invention generates a striking torque via a striking torque generator rotated by a motor. In the control device for the tightening force of a hydraulic torque wrench with an ultrasonic probe arranged on the tip side of the spindle, the ultrasonic probe is arranged in a socket detachably arranged on the tip of the main shaft and, connecting the cable derived from the ultrasonic probe to the two electrodes of the pin-shaped and arranged in the axial direction of the position of the staggered diagonal positions of the socket, and the electrode, the outer peripheral portion of the socket A U-shaped composite in which two annular electrodes arranged on a support that rotatably supports the arranged socket and an inner end face of the electrode arranged in the socket are arranged in the center of the socket Supported by the outer surface of the resin spring member Each biasing toward the electrodes disposed on the body, potentially connected by sliding contact, characterized in that the electrode arranged on the support were to be connected to an external controller.
この場合において、前記ソケットの先端部に、締結部材に嵌合する嵌合部材を着脱可能に配設するようにすることができる。 In this case, a fitting member fitted to the fastening member can be detachably disposed at the tip of the socket.
また、前記摺接し合う電極のうち少なくとも一方の電極を、通電性の固体潤滑材料で構成することができる。 In addition, at least one of the electrodes in sliding contact can be made of a conductive solid lubricant material.
本発明の油圧式トルクレンチの締付力の制御装置によれば、主軸の先端部に着脱可能に配設したソケットに超音波探触子を配設し、該超音波探触子から導出したケーブルをソケットに配設した電極に接続し、該電極と、ソケットの外周部に配設したソケットを回転可能に支持する支持体に配設した電極とを摺接させることにより電気的に接続し、支持体に配設した電極を外部のコントローラに接続するようにすることにより、超音波探触子を用いて締結部材の締付力の測定を行うことができるとともに、電気的な接続機構を、レンチ本体外に配設して、簡易に構成することができ、手持ち式の油圧式トルクレンチにも簡易に適用することができ、さらに、超音波探触子を配設したソケットをレンチ本体から分離してメンテナンスを行うことができるため、メンテナンス作業に要する手数や費用を低減することができる。
この場合、締結部材の締付力の測定は、締結部材の締結作業を行いながら、あるいは、締結部材の締結後直ちにリアルタイムで行うことができ、締結部材の締付力の制御(締結部材の締結作業の終了時期の制御)や品質管理を高精度で行うことができる。
According to the tightening force control device for a hydraulic torque wrench of the present invention, an ultrasonic probe is disposed in a socket that is detachably disposed at the tip of the main shaft, and the ultrasonic probe is derived from the ultrasonic probe. The cable is connected to an electrode disposed on the socket, and the electrode is electrically connected by sliding the electrode disposed on the support body rotatably supporting the socket disposed on the outer periphery of the socket. By connecting the electrode disposed on the support to an external controller, it is possible to measure the tightening force of the fastening member using an ultrasonic probe, and an electrical connection mechanism. It can be easily arranged by placing it outside the wrench body, it can be easily applied to hand-held hydraulic torque wrench, and a socket with an ultrasonic probe is attached to the wrench body. Can be separated from the maintenance Kill for, it is possible to reduce the labor and cost required for the maintenance work.
In this case, the fastening force of the fastening member can be measured in real time while the fastening member is fastened or immediately after the fastening member is fastened, and the fastening force of the fastening member is controlled (fastening of the fastening member). (Control of the end time of work) and quality control can be performed with high accuracy.
また、前記ソケットの先端部に、締結部材に嵌合する嵌合部材を着脱可能に配設するようにすることにより、ボルト等の締結部材に対応した複数種類の嵌合部材を用意することで、超音波探触子を配設したソケットを共用することができ、また、その作業性を向上することができる。 In addition, by providing a fitting member that fits to the fastening member in a detachable manner at the tip of the socket, a plurality of types of fitting members corresponding to fastening members such as bolts are prepared. The socket in which the ultrasonic probe is disposed can be shared, and the workability can be improved.
また、前記摺接し合う電極のうち少なくとも一方の電極を、通電性の固体潤滑材料で構成することにより、電気的なノイズの少ない信号を、長期間に亘って安定して伝達することができる。 Further, by forming at least one of the electrodes in sliding contact with a conductive solid lubricant material, a signal with little electrical noise can be stably transmitted over a long period of time.
また、ソケットに配設した電極をU字型の合成樹脂製のばね部材により支持体に配設した電極に付勢するようにすることにより、電気的なノイズの少ない信号を、長期間に亘って安定して伝達することができる。 In addition, by urging the electrode disposed on the socket to the electrode disposed on the support by a U-shaped synthetic resin spring member, a signal with little electrical noise can be transmitted over a long period of time. Can be transmitted stably.
以下、本発明の油圧式トルクレンチの締付力の制御装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。 Embodiments of a tightening force control device for a hydraulic torque wrench according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に、本発明の油圧式トルクレンチの締付力の制御装置を適用した油圧式トルクレンチの実施例を示す。 FIG. 1 shows an embodiment of a hydraulic torque wrench to which a control device for tightening force of a hydraulic torque wrench according to the present invention is applied.
油圧式トルクレンチには、ノーマルパルスレンチ、トルクセンサ内蔵パルスレンチ、トルクセンサ内蔵ストール系ツール等の各種の油圧式トルクレンチを適用することができ、この油圧式トルクレンチWの打撃トルク発生装置には、例えば、図9〜図10に記載した従来の打撃トルク発生装置と同様、ライナーLに形成したライナー室Laに作動油を充填し、ライナーLに同軸に嵌挿した主軸Sに羽根挿入溝Sa及びばね挿入孔Sbを設け、羽根挿入溝Sa内に羽根Blを、ばね挿入孔Sb内にばねSpを、それぞれ嵌挿し、羽根BlをばねSpにて常時主軸外周方向に付勢してライナー室Laの内周面に当接させるとともに、主軸Sの外周面及びライナー室Laの内周面にシール面を形成するようにした打撃トルク発生装置を用いるようにしている。
そして、エアーモータRによりライナーLを回転させることにより、ライナー室Laの内周面に形成したシール面と、主軸Sの外周面に形成したシール面及び羽根Blとが合致したとき、主軸Sに打撃トルクを発生させるようにしている。
Various types of hydraulic torque wrench, such as normal pulse wrench, torque sensor built-in pulse wrench, torque sensor built-in stall tool, etc., can be applied to the hydraulic torque wrench. For example, as in the conventional impact torque generating device described in FIGS. 9 to 10, the blade chamber groove La is formed in the liner L, filled with hydraulic oil, and inserted into the main shaft S coaxially with the liner L. Sa and a spring insertion hole Sb are provided, the blade Bl is inserted into the blade insertion groove Sa, the spring Sp is inserted into the spring insertion hole Sb, and the blade Bl is always urged by the spring Sp toward the outer periphery of the main shaft. A striking torque generator is used which is brought into contact with the inner peripheral surface of the chamber La and has a seal surface formed on the outer peripheral surface of the main shaft S and the inner peripheral surface of the liner chamber La. To have.
When the liner L is rotated by the air motor R, the seal surface formed on the inner peripheral surface of the liner chamber La matches the seal surface formed on the outer peripheral surface of the main shaft S and the blades Bl. A striking torque is generated.
そして、この油圧式トルクレンチWは、油圧式トルクレンチの締付の測定手段として、油圧式トルクレンチWの主軸Sの先端側に超音波探触子Seを配設するようにするとともに、必要に応じて、角度センサやトルクセンサ(図示省略)を備えるようにしている。 The hydraulic torque wrench W is a measuring means for tightening the hydraulic torque wrench so that an ultrasonic probe Se is disposed on the distal end side of the main shaft S of the hydraulic torque wrench W and is necessary. Accordingly, an angle sensor and a torque sensor (not shown) are provided.
超音波探触子Seは、ボルト等の締結部材が締め付けられて弾性変形を起こし、その伸びに対応して締結部材を伝播する超音波の伝播時間が変化する性質を利用するもので、具体的には、締結部材の頭部表面に超音波探触子Seのプローブを接触させ、締結部材の先端に向けて発信した超音波がエコーとして受信されるまでの伝播時間の差を測定することによって、締め付けられた締結部材の締付力(軸力)を算出するもので、精度の高い締付力の計測ができるものである。 The ultrasonic probe Se uses a property in which a fastening member such as a bolt is tightened to cause elastic deformation, and the propagation time of the ultrasonic wave propagating through the fastening member changes according to the elongation. The probe of the ultrasonic probe Se is brought into contact with the head surface of the fastening member, and the difference in propagation time until the ultrasonic wave transmitted toward the tip of the fastening member is received as an echo is measured. It calculates the tightening force (axial force) of the tightened fastening member, and can measure the tightening force with high accuracy.
そして、本実施例においては、図2〜図6に示すように、超音波探触子Seは、主軸Sの先端部に着脱可能に配設したソケットSoに配設するようにし、この超音波探触子Seから導出したケーブルCa1をソケットSoに配設したピン形状の電極E1に接続し、この電極E1と、ソケットSoの外周部に配設したソケットSoを回転可能に支持する支持体Suに配設した円環状の電極E2とを摺接させることにより電気的に接続し、支持体Suに配設した電極E1をケーブルCa2を介して外部のコントローラ、具体的には、センサコントローラCon1やツールコントローラCon2、Con3等に接続するようにしている。 In this embodiment, as shown in FIGS. 2 to 6, the ultrasonic probe Se is disposed in a socket So that is detachably disposed at the distal end portion of the main shaft S. A cable Ca1 led out from the probe Se is connected to a pin-shaped electrode E1 disposed on the socket So, and a support body Su that rotatably supports the electrode E1 and the socket So disposed on the outer periphery of the socket So. The electrode E1 disposed on the support Su is electrically connected by sliding contact with the annular electrode E2 disposed on the outer surface of the support Su, specifically, the sensor controller Con1 or The tool controllers Con2, Con3, etc. are connected.
この場合において、支持体Suは、ソケットSoを軸受Beを介して支持するとともに、適宜のアタッチメント(図示省略)を介して、油圧式トルクレンチWに固定するようにする。 In this case, the support body Su supports the socket So via the bearing Be and fixes it to the hydraulic torque wrench W via an appropriate attachment (not shown).
そして、さらに、図7〜図8に示す変形実施例に示すように、ソケットSoの先端部に、締結部材に嵌合する嵌合部材So1を着脱可能に配設するようにすることができる。
これにより、ボルト等の締結部材に対応した複数種類の嵌合部材を用意することで、超音波探触子Seを配設したソケットSoを共用することができ、また、その作業性を向上することができる。
Further, as shown in the modified examples shown in FIGS. 7 to 8, the fitting member So <b> 1 that fits the fastening member can be detachably disposed at the tip of the socket So.
Thus, by preparing a plurality of types of fitting members corresponding to fastening members such as bolts, the socket So provided with the ultrasonic probe Se can be shared, and the workability is improved. be able to.
また、摺接し合う電極E1、E2のうち少なくとも一方の電極、本実施例においては、ソケットSoに配設した電極E1を、通電性の固体潤滑材料、具体的には、銅、スズ、ニッケル等の導電性の金属をマトリックスとし、これに、二硫化タングステンや黒鉛等の層状格子構造物質からなる固体潤滑剤を分散させた燒結金属で構成するようにしている。
これにより、電気的なノイズの少ない信号を、長期間に亘って安定して伝達することができる。
In addition, at least one of the electrodes E1 and E2 that are in sliding contact with each other, in this embodiment, the electrode E1 disposed in the socket So, an electrically conductive solid lubricant material, specifically, copper, tin, nickel, etc. The conductive metal is made of a sintered metal in which a solid lubricant made of a layered lattice structure material such as tungsten disulfide or graphite is dispersed.
Thereby, a signal with little electrical noise can be stably transmitted over a long period of time.
また、ソケットSoに配設した電極E1をU字型の合成樹脂製のばね部材Uspにより支持体Suに配設した電極E2に付勢するようにしている。
この場合、ばね部材Uspを構成する合成樹脂には、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等の合成樹脂を用いることができる。
これにより、電気的なノイズの少ない信号を、長期間に亘って安定して伝達することができる。
Further, the electrode E1 disposed in the socket So is biased to the electrode E2 disposed on the support body Su by a U-shaped synthetic resin spring member Usp.
In this case, a synthetic resin such as a polycarbonate resin, a polyacetal resin, or a polyether ether ketone resin can be used as the synthetic resin constituting the spring member Usp.
Thereby, a signal with little electrical noise can be stably transmitted over a long period of time.
この油圧式トルクレンチの締付力の制御装置によれば、超音波探触子Seを用いて締結部材の締付力の測定を行うことができるとともに、電気的な接続機構を、レンチ本体W0外に配設して、簡易に構成することができ、手持ち式の油圧式トルクレンチWにも簡易に適用することができ、さらに、超音波探触子Seを配設したソケットSoをレンチ本体W0から分離してメンテナンスを行うことができるため、メンテナンス作業に要する手数や費用を低減することができる。
なお、ソケットSoが消耗した場合に、消耗したソケットSoから超音波探触子Se等の部材を取り外して新しいソケットSoに組み付けるようにすることができる。
この場合、締結部材の締付力の測定は、締結部材の締結作業を行いながら、あるいは、締結部材の締結後直ちにリアルタイムで行うことができ、締結部材の締付力の制御(締結部材の締結作業の終了時期の制御)や品質管理を高精度で行うことができる。
According to this tightening force control device for a hydraulic torque wrench, the tightening force of the fastening member can be measured using the ultrasonic probe Se, and the electrical connection mechanism is connected to the wrench body W0. It can be arranged outside and can be easily constructed, and can be easily applied to a hand-held hydraulic torque wrench W. Further, a socket So provided with an ultrasonic probe Se is provided with a wrench body. Since maintenance can be performed separately from W0, it is possible to reduce the labor and cost required for maintenance work.
In addition, when the socket So is consumed, a member such as the ultrasonic probe Se can be detached from the worn socket So and assembled to a new socket So.
In this case, the fastening force of the fastening member can be measured in real time while the fastening member is fastened or immediately after the fastening member is fastened, and the fastening force of the fastening member is controlled (fastening of the fastening member). (Control of the end time of work) and quality control can be performed with high accuracy.
以上、本発明の油圧式トルクレンチの締付力の制御装置について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、打撃トルク発生装置に他の公知の方式のもの(例えば、特許文献3に記載された打撃トルク発生装置)を適用するようにしたり、駆動源のモータとして、エアーモータに代えて電動モータを適用するようにしたり、複数個の主軸を備えた定置式の油圧式トルクレンチに適用するようにする等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。 As described above, the control device for the tightening force of the hydraulic torque wrench according to the present invention has been described based on a plurality of embodiments. However, the present invention is not limited to the configuration described in the above-described embodiments, Other known systems (for example, a hitting torque generating device described in Patent Document 3) may be applied to the device, or an electric motor may be applied instead of an air motor as a drive source motor. The configuration can be changed as appropriate without departing from the spirit of the invention, such as application to a stationary hydraulic torque wrench having a plurality of main shafts.
本発明の油圧式トルクレンチの締付力の制御装置は、超音波探触子を用いて締結部材の締付力の測定を行うようにするとともに、そのための電気的な接続機構を簡易に構成し、かつ、メンテナンスを容易に行うことができることから、締結部材の締付力の高精度の管理を必要とする手持ち式の油圧式トルクレンチの用途に好適に用いることができるほか、その他の油圧式トルクレンチの用途にも用いることができる。 The tightening force control device for a hydraulic torque wrench according to the present invention measures the tightening force of a fastening member using an ultrasonic probe, and easily configures an electrical connection mechanism therefor. In addition, since maintenance can be performed easily, it can be suitably used for hand-held hydraulic torque wrenches that require high-precision management of the tightening force of the fastening members, as well as other hydraulic pressures. It can also be used for the application of a torque wrench.
W 油圧式トルクレンチ
W0 レンチ本体
A 油室
B 油室
C シリンダ
T 打撃トルク発生装置
L ライナー
La ライナー室
S 主軸
Sa 羽根挿入溝
Sb ばね挿入孔
Bl 羽根
Su 支持体
Sp ばね
So ソケット
So1 嵌合部材
R エアーモータ(モータ)
Se 超音波探触子
Ca1 ケーブル
Ca2 ケーブル
Con コントローラ
E1 電極
E2 電極
Usp ばね部材
1 外側ケーシング
11 端面壁
12 シリンダ部
13 出力調節機構
2 内側ケーシング
21 端面壁
22 シリンダ部
3 主軸
4 カム
41a、41b カム溝
42a、42b 導油孔
5 チェック弁
6 ばね
71、72、73、74 シール部材
81、82 ピン
9 固定部材
W Hydraulic Torque Wrench W0 Wrench Main Body A Oil Chamber B Oil Chamber C Cylinder T Impact Torque Generator L Liner La Liner Chamber S Spindle Sa Blade Insertion Slot Sb Spring Insertion Hole Bl Blade Su Support Sp Spring So Socket So1 Fitting Member R Air motor (motor)
Se ultrasonic probe Ca1 cable Ca2 cable Con controller E1 electrode E2 electrode
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