JPH01146670A - 締付工具のカジリ判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、締付工具のカジリや締付不良を判定して、
適正な締付が行われたかどうかを判別する締付工具のカ
ジリ判定装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、締付工具の締付トルクを管理してボルトの締付を
行う場合、締付トルクをトルクセンサで検出して、これ
をトルクメータに表示させ、この表示がそのボルトの適
正締付トルクに達したとき、操作者が締付工具を停止さ
せるか、あるいは締付工具のトルク制御器に予め上記適
正締付トルクを設定しておいて、トルクセンサが検出し
た締付トルクが上記適正締付トルク値に達したとき、ト
ルク制御をして締付工具を停止せしめるようにしていた
。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、ボルトのネジ穴が不完全なネジの場合や
ボルトが被締結物に斜めに入った場合等は、ボルトのネ
ジが被締結物のネジに正常に螺合しないため、上記適正
締付トルクになるまで締付けるとネジにカジリが発生し
、被締結物のネジ等が損傷するという問題がある。また
、適正締付トルクになるまでに時間がかかるため、締付
工具の出力軸が摩耗するという問題や締付作業の能率が
悪くなるという問題がある。

そこで、この発明の目的は、上記不適正な締め付けを早
期に発見して、被締結物のネジ等が損傷するのを防止す
ると共に、締付工具の出力軸の摩耗を防止し、締付作業
の高能率化を実現できる締付工具のカジリ判定装置を提
供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明の締付工具のカジリ
判定装置は、締付工具の締付トルクを検出するトルクセ
ンサと、上記締付工具の起動時から所定の第２判定時間
（ｔ１）と所定の締付判定時間（τ０）をカウントする
第１タイマと、上記トルクセンサが所定の第２判定開始
トルク（ＫＴＳ）を検出した時から所定の力ノリ時間（
τ２）をカウントする第２タイマと、上記トルクセンサ
が検出した締付トルクか、上記第１タイマが上記力ノリ
時間（τ１）をカウントする時までに所定のカジリトル
ク（ｔ１）を越えた場合に、第１カノリを判定する第１
カジリ判定手段と、上記トルクセンサが検出した締付ト
ルクが、上記第２タイマか上記力ノリ時間（τ２）をカ
ウントする時点で所定のカノリトルク（１１）を越えて
いない場合に、第２カノリを判定する第２カジリ判定手
段と、上記トルクセンサが検出した締付トルクが、上記
第１タイマが上記締付判定時間（τ０）をカウントした
時に所定のトルク範囲にない場合に締付不良と判定する
良否判定手段とを備えたことを特徴としている。

〈作用〉 締付工具の締付トルクをトルクセンナが検出すると共に
、第１タイマが上記締付工具の起動時から所定の力ノリ
時間（τ２）と所定の締付判定時間（τ０）をカウント
する。一方、第２タイマが、上記トルクセンサが所定の
第２判定開始トルク（ＫＴＳ）を検出した時から所定の
力ノリ時間（τ２）をカウントする。そして上記トルク
センサが検出した締付トルクが、上記第１タイマが力ノ
リ時間（ｔ１）をカウントする時までに所定のカジリト
ルク（１＋）を越えた場合に、第１カジリ判定手段が第
１カノリを判定し、上記トルクセンサが検出した締付ト
ルクが、上記第２タイマが上記力ノリ時間（τ２）をカ
ウントする時点で所定のカジリトルク（ｔ２）を越えて
いない場合に、第２カジリ判定手段が第２カジリを判定
する。一方、上記トルクセンサが検出した締付トルクが
、上記第１タイマが上記締付判定時間（τ０）をカウン
トした時に所定のトルク範囲にない場合に良否判定手段
が締付不良と判定する。従って、不適正な締め付けが早
期に発見され、被締結物のネジ等の損傷が防止されると
共に、締付時間が短くなり、締付工具の摩耗がなく、締
付作業の能率が上がる。

〈実施例〉 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図において、■は締付工具（図示せず）を起動する
ための起動スイッチ、２は上記締付工具のエアモータに
エアを供給する電磁弁、３は上記締付工具の締付トルク
を検出するトルクセンサである。上記起動スイッチｌお
よび電磁弁２はそれぞれ入力装置５および出力装置６を
介して情報処理装置（ＣＰ　Ｕ）　７に接続されており
、起動スイッチｌをＯＮにすることにより電磁弁２が開
き、エアがエアモータに供給され、締付工具が作動する
。

また、上記トルクセンサ３が検出した締付トルクはＡ／
Ｄ変換器８で変換されて入力装置５を介して上記ＣＰＵ
７に入力され、メモリ１０に蓄えられる。上記ＣＰＵ７
はタイマＴ。、　Ｔ　＋　、　Ｔ　２　、　Ｔ　３を有
すると共に、出力装置６を介して表示装置１１を接続し
ている。そして、このタイマＴ０〜Ｔ３や表水装置ｔｔ
ｉよ上記ＣＰＵ７に入力装置５を介して接続されたリセ
ットスイッチ１２によりリセットされるようになってい
る。

上記ＣＰＵ７の動作を第２図の締付トルク曲線と第３図
のフローチャートに基づいて説明する。

第２図において、（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）は代
表的な締付トルク曲線であり、（イ）、（ロ）、（ハ）
は不適正な締付が行われた場合を示し、（ニ）は適正な
締付が行われた場合を示している。また、カジリトルク
（ｔ１）はカジリの発生を判定するための第１判定基準
となるトルク、カジリトルクＱ２）、（ｔａ）はカジリ
の発生を判定するための第２判定基準となるトルクであ
り、第２判定開始トルク（ＫＴＳ）は上記カジリトルク
（ｔ２）、（ｔａ）を基準としたカジリ判定を行うため
の計時を開始する開始時点を定めるためのトルクである
。そして、締付トルクが適正値をはさんだ下限値と上限
値の間にあると適正な締付が行われたものと判定される
。上記トルクの値は第１図に示すメモリ１０に予め記憶
されている。そして、起動直後からタイマＴ。、Ｔ＋が
それぞれ所定の締付判定時間（τ０）と所定のカジリ時
間（τＩ）をカウントし、トルクが上記第２判定開始ト
ルク（ＫＴＳ）を越えた時点からタイマＴ、。

Ｔ、がそれぞれ所定のカジリ時間（τ２）、（τ２）を
カウントする。このように、起動直後からの計時と、第
２判定開始トルクを越えてからの計時により、締付初期
に発生する芯ずれ等によるカジリと締付が進んだ時点で
発生する不完全ネジ等によるカジリを判定するようにし
て、ネジ長さの長短１作業者の熟練度等どのような締付
状況に対してでも対処できるようにしている。

第３図のフローにおいてステップＳｌでリセットスイッ
チ１２でイニシャルリセットをしたのち、ステップＳ、
で起動スイッチｌをＯＮにする。そうすると、ＣＰＵ７
に設けられたタイマ’ｒｅ、’ｒ。

がカウントを開始すると同時に電磁弁（ＳＱＬ）２がＯ
ＮＬ、締付工具が作動する。上記タイマＴ。。

Ｔ、はそれぞれ第２図に示す所定の締付判定時間（τ０
）およびカジリ時間（τ１）をカウントするように設定
されている。上記締付工具が作動するとトルクセンサ３
が締付トルクを検出し、この締付トルク（データ）はス
テップＳ、でＣＰＵ７によりメモリｌＯに読み込まれる
。次に、ステップＳ４で上記読み込んだデータが第２判
定開始トルク（ＫＴＳ）を越えたかどうかを判断すると
共に、ステップＳ、で起動後の時間（τａ）がカジリ時
間（τ１）を過ぎたかどうか、すなわち、タイマＴ１が
カジリ時間（τ１）をカウントしたかどうかを判断する
。

上記ステップＳ、でて（ａ）〉τ１でなければステップ
Ｓ８に進み、データがカジリトルク（ｔ１）を越えたか
どうかを判断する。そして、第２図に示すトルク曲線（
イ）のようにカジリタイム１までにデータがカジリトル
ク（ｔ１）を越えれば電磁弁（ＳＱＬ）２を“ＯＦＦ”
にして締付工具を停止し、カジリＮＧ（Ａ）を表示装置
ｉｔに表示する。また、トルク曲線が第２図に示す（ロ
）、（ハ）、（ニ）のようにカジリタイムｌまでにデー
タがカジリトルク（ｔ２）を越えていなければ、ステッ
プＳ、からステップＳ８に進む。

一方、ステップＳ４でデータがＫＴＳを越えればステッ
プＳ、に進みタイマＴ　＊　、　Ｔ　ｓがカウントを開
始したのちステップＳ８に進む。上記タイマＴ！。

Ｔ、はそれぞれ所定のカジリ時間（τ２）、（τ２）を
カウントするように設定されている。そして、ステップ
Ｓ、ではデータが第２判定開始トルク（ＫＴＳ）を越え
てからの時間τ（ｂ）が上記カジリ時間（τ２）を越え
たかどうか、すなわち、タイマＴｔがカジリ時間（τ２
）をカウントしたかどうかを判断する。

そして、τ（ｂ）〉τ、になればステップＳ、に進み、
起動後の時間τ（ａ）が締付判定時間（τ０）を過ぎた
かどうかを判断する。締付判定時間（τ０）を過ぎてい
ればステップＳ、。に飛び、電磁弁（ＳＱＬ）２を“Ｏ
ＦＦ”にして締付工具を停止したのち、ステップＳ□、
Ｓ□でデータが下限値と上限値の間の領域に入っている
かどうかを判断する。そして、データが上記領域にあれ
ば締付良好の表示（ＯＫ）を表示装置１１に表示し、上
記領域になければ締付過剰（＋ＮＧ）または締付不足（
−ＮＧ）を表示装置１１に表示する。

一方、ステップＳ、でて（ａ）〉τ。でなければステッ
ブＳＩＯに進み、データがカジリトルク（ｔ２）を越え
たかどうかを判断する。そして、トルク曲線（ハ）に示
すようにカジリ時間（τ２）がカウントされる時点でデ
ータがカジリトルク（１１）を越えていなければ電磁弁
２をＯＦＦにすると共にカジリＮＧ（Ｂ）を表示装置１
１に表示する。一方、トルク曲線（ロ）や（ニ）のよう
にデータがカジリトルク（Ｌ２）を越えていればステッ
プＳ　１１に進む。

ステップＳ　Ｉ＋では、データが第２判定開始トルク（
ＫＴＳ）を越えてからの時間τ（ｂ）がカノリ時間（τ
３）を越えたかどうか、すなわち、タイマＴ３がカジリ
時間（τ３）をカウントしたかどうかを判断する。そし
て、τ（ｂ）〉τ３になればステップＳＩ！に進み、ス
テップＳ８と同様の判断を行い、τ（ａ）〉τ。であれ
ばステップＳ、。に飛び前述した処理を行う。一方、τ
（ａ）〉τ。でなければステップＳ　１３に進み、デー
タがカジリトルク（ｔ３）を越えたかどうかを判断する
。そして、トルク曲線（ロ）に示すようにカジリ時間（
τ２）がカウントされる時点でデータがカジリトルク（
ｔ３）を越えていなければ電磁弁２を“ＯＦＦ″にする
と共にカノリＮＧ（Ｃ）を表示装置ＩＩに表示する。一
方、トルク曲線（ニ）のようにデータがカジリトルク（
Ｌ３）を越えていればステップＳ１４からステップＳＩ
５に進む。

ステップＳ＋４＋ＳＩ５では、データが適正値に達せず
に締付時間が過ぎれば、ステップＳ、。に進み、面述の
処理を行う。一方、トルク曲線（ニ）のように締付時間
が過ぎるまでにデータが適正値以上になればステップＳ
１８に進み、電磁弁２を“ＯＦＦ”にする。そして、ス
テップＳ　Ｉ７でデータが上限値を越えていれば締付過
剰の表示（＋ＮＧ）を行い、上限値を越えていなければ
締付良好の表示（ＯＫ）を行う。

このように、締付判定時間τ。、カジリ時間τ１゜τ５
．τ、を設定すると共に、第２判定開始トルク（ＫＴＳ
）、カジリトルク１．，１．，１．、締付トルクの適正
値と適正領域を設定し、カジリＮＧ（Ａ）、（Ｂ）、（
Ｃ）や締付の良否を判定するようにしているので、不適
正な締め付けを早期に発見でき、被締結物のネジ等の損
傷するのを防止すると共に、締付時間を短くでき、締付
工具の出力軸の摩耗がなく、締付作業の能率を上げるこ
とができる。

上記実施例においては、カジリ時間τ２．τ３およびカ
ジリトルク１．，１３を設定し、カジリＮＧ（Ｂ）。

（Ｃ）を判定するようにしたが、どちらか一方の判定を
とり止めてもよい。

また、上記実施例においては、締付工具をエア駆動とし
たが電動または油圧駆動としてもよい。

〈発明の効果〉 以上より明らかなように、この発明の締付工具のカジリ
・判定装置は、締付工具の締付トルクをトルクセンサが
検出すると共に、第１タイマが上記締付工具の起動時か
ら所定のカジリ時間（τ１）と所定の締付判定時間（τ
０）をカウントする一方、第２タイマが、上記トルクセ
ンサが所定の第２判定開始トルク（ＫＴＳ）を検出した
時から所定のカジリ時間（τ２）をカウントし、上記ト
ルクセンサが検出した締付トルクが、上記第１タイマが
カジリ時間（τ２）をカウントする時までに所定のカジ
リトルク（ｔ２）を越えた場合に、第１カジリ判定手段
が第１カジリを判定し、上記トルクセンサが検出した締
付トルクが、上記第２タイマが上記カジリ時間（τ２）
をカウントする時点で所定のカジリトルク（ｔ２）を越
えていない場合に、第２カジリ判定手段が第２カジリを
判定し、上記トルクセンサが検出した締付トルクが、上
記第１タイマが上記締付判定時間（τ０）をカウントし
た時に所定のトルク範囲にない場合に良否判定手段が締
付不良と判定するようにして、起動直後からの計時を行
う第１タイマによる時間トルク特性と、トルクが第２判
定開始トルクを越えてから計時する第２タイマによる時
間トルク特性とによってカノリを判定するので、どのよ
うな締付状況に対してでも不適正な締め付けを確実かつ
早期に発見でき、被締結物のネジ等が損傷するのを防止
すると共に、締付時間を短くでき、締付工具の摩耗がな
く、締付作業の能率を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の締付工具のカジリ判定装置の一実施
例の構成を示すブロック図、第２図は上記実施例におけ
る締付トルク曲線を示す図、第３図は上記実施例におけ
るＣＰＵの動作を示すフローチャートである。 ｌ・・・起動スイッチ、２・・・電磁弁、３・・・トル
クセンサ、７・・・ＣＰＵ、１０・・・メモリ、２・・
・表示装置。 特　許　出　願　人　　油谷鉄工株式会社代　理　人　
弁理士　　青白　葆　ほか２名第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）締付工具の締付トルクを検出するトルクセンサと
   、 上記締付工具の起動時から所定のカジリ時間（τ＿１）
   と所定の締付判定時間（τ＿０）をカウントする第１タ
   イマと、 上記トルクセンサが所定の第２判定開始トルク（ＫＴＳ
   ）を検出した時から所定のカジリ時間（τ＿２）をカウ
   ントする第２タイマと、 上記トルクセンサが検出した締付トルクが、上記第１タ
   イマが上記カジリ時間（τ＿１）をカウントする時まで
   に所定のカジリトルク（ｔ＿１）を越えた場合に、第１
   カジリを判定する第１カジリ判定手段と、 上記トルクセンサが検出した締付トルクが、上記第２タ
   イマが上記カジリ時間（τ＿２）をカウントする時点で
   所定のカジリトルク（ｔ＿２）を越えていない場合に、
   第２カジリを判定する第２カジリ判定手段と、 上記トルクセンサが検出した締付トルクが、上記第１タ
   イマが上記締付判定時間（τ＿０）をカウントした時に
   所定のトルク範囲にない場合に締付不良と判定する良否
   判定手段とを備えたことを特徴とする締付工具のカジリ
   判定装置。