JPH02198772A

JPH02198772A - インパクトレンチの締付制御装置

Info

Publication number: JPH02198772A
Application number: JP23261789A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Okubo; 大久保　雅明; Akira Fukada; 深田　亮; Takaaki Okubo; 大久保　隆明
Original assignee: Fuji Kuki KK; Fuji Air Tools Co Ltd
Current assignee: Fuji Kuki KK; Fuji Air Tools Co Ltd
Priority date: 1988-10-12
Filing date: 1989-09-07
Publication date: 1990-08-07
Anticipated expiration: 2010-11-15
Also published as: JPH07106549B2

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）この発明はインパクトレンチ、油圧レンチ等のトルクレ
ンチに関するものである。

（従来の技術及びその問題点）インパクトレンチにおいて、締付トルク制御を正確に行
ったり、あるいは締付作業の完了した員数を正確に把握
しようとすれば、打撃状態を検出する必要があるが、従
来、この打撃状態の検出は、エアモータの主軸にセンサ
を取着し、主軸の反転を検出する方法によって行われて
いる。しかしながらこの方法では、インパクトレンチ内
部に正転及び逆転を検出するためのセンサを配置する必
要のあることから、機器の大形化やコストアップを招く
という欠点がある。

そのため給気圧を検出し、この給気圧が基準値以下に低
下したときにインパクトレンチが作動しているとして、
上記打撃状態を検出するという方式を採用することが考
えられる。しかしながらこの方式では、インパクトレン
チが無負荷回転状態にあるのか、打撃状態にあるのかの
識別が不可能であるという欠点がある。それは、無負荷
回転状態と打撃状態において生ずる圧力差が、給気源に
おいて不可避的に生ずる圧力変動よりも小さく、その識
別が不可能であるためである。

そこでこの発明の主たる目的は、トルクレンチにおける
打撃状態の検出を、簡素な構成で、かつ正確に行うこと
のできるトルクレンチの締付制御装置を提供することに
ある。

またこの発明の他の目的は、トルクレンチにおける締付
トルク制御を、正確に行うことのできるトルクレンチの
締付制御装置を提供することにある。

さらにこの発明の他の目的は、上記のように正確なトル
ク制御のちとに、締付作業の完了した員数把握を正確に
行うことの可能なトルクレンチの締付制御装置を提供す
ることにある。

またさらにこの発明の他の目的は、複数個設けられたト
ルクレンチを個別に締付制御することができるトルクレ
ンチの締付制御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）そこで第１請求項記載のトルクレンチの締付制御装置は
、トルクレンチに供給される給気圧を検出する圧力検出
手段と、上記において検出した圧力の変化率を把握する
圧力変化率把握手段と、上記変化率が基準値に達したと
きに打撃信号を出力する打撃信号出力手段とを有してい
る。

また第２請求項記載のトルクレンチの締付制御装置では
、打撃信号出力手段においては、上記変化率が基準値に
達した後、上記打撃信号を所定時間だけ継続して出力す
べく構成し、さらにこの信号出力時間を変更する信号出
力時間変更手段を設けである。

さらに第３請求項記載のトルクレンチの締付制御装置で
は、上記信号出力時間を、打撃間隔よりも短く設定する
と共に、上記打撃信号をカウントし、このカウント値が
設定値に達したときに締付完了信号を出力するカウンタ
と、締付完了信号の出力でトルクレンチへの給気路を閉
じる給気停止手段とを設けである。

一方、第４請求項記載のトルクレンチの締付制御装置で
は、上記信号出力時間を、打撃間隔以上に設定し、上記
打撃信号出力継続時間を計時し、この計時値が設定時間
に達したときに締付完了信号を出力するタイマと、締付
完了信号の出力でトルクレンチへの給気通路を閉じる給
気停止手段とを設けである。

そして第５請求項記載のトルクレンチの締付制御装置で
は、上記締付完了信号をカウントし、このカウント値が
設定員数に達したときに所定員数締付完了信号を出力す
る員数計数手段を設けている。

またさらに第６請求項記載のトルクレンチの締付制御装
置では、給気源に接続された複数の給気路と、各給気路
に接続されたトルクレンチと、各トルクレンチへの給気
圧を検出するために上記給気路毎に設けられた圧力検出
手段と、上記各トルクレンチを個別に締付制御するため
の制御手段とを有し、この制御手段は各トルクレンチに
対応して、上記圧力検出手段で検出した圧力の変化率を
把握する圧力変化率把握手段と、上記変化率が基準値に
達したときに打撃信号を出力する打撃信号出力手段と、
上記打撃信号をカウントし、このカウント値が設定値に
達したときに締付完了信号を出力するカウンタと、締付
完了信号の出力でトルクレンチへの各給気路を閉じる給
気停止手段とをそれぞれ有している。

そして第７請求項記載のトルクレンチの締付制御装置で
は、給気源から複数のトルクレンチへ至る各給気路に各
給気路を開閉制御するためのエアオペレートバルブを介
設し、そのパイロット室にはこのエアオペレートバルブ
を開作動させるエアを供給するパイロットエア通路を接
続し、各パイロットエア通路には切換作動時に該通路を
大気開放して上記エアオペレートバルブを閉作動させる
常開のパイロットバルブを介設し、上記全パイロットエ
ア通路へ連通ずる主パイロｙトエア通路を開閉制御する
電磁弁を設け、トルクレンチの締付開始時に上記電磁弁
を開弁させるスタートスイッチを設け、上記エアオペレ
ートバルブより下流の圧力を検出する圧力検出手段から
の検出信号が入力されると共に各トルクレンチの締付が
完了したときに上記パイロットバルブに締付停止信号を
出力して各パイロットバルブを切換作動させるように上
記制御手段を構成している。

（作用）上記第１請求項記載のトルクレンチの締付制御装置では
、無負荷回転中は、給気圧は特定の圧力に維持され、給
気圧の経時変化が生じないことから、打撃信号は出力さ
れない。これに対し、打撃状態においては、給気圧には
打撃発生毎にある程度以上の変化が生し、この変化に基
づいて打撃信号が出力される。

また第３請求項記載のトルクレンチの締付制御装置では
、出力される打撃信号の数をカウントし、また第４請求
項記載のトルクレンチの締付制御装置では、出力される
打撃信号の出力継続時間を計時し、これらが設定値に達
したときにそれぞれ給気を停止するようにしであるので
、正確な締付トルク制御が行えるようになる。しかも第
２請求項記載のように信号出力時間変更手段を備えてい
れば、上記検出方式を状況に応じて切換えることができ
る。

さらに第５請求項記載のトルクレンチの締付制御装置で
は、締付作業の完了した被締付体の員数を計数でき、こ
れが設定員数に達したことを把握し得るので、正確な締
付員数管理を行うことが可能となる。

またさらに第６請求項記載のトルクレンチの締付制御装
置では、複数の給気路に接続されたトルクレンチの給気
圧を圧力検出手段で検出し、各トルクレンチ毎の締付制
御を制御手段で個別に行い得る。すなわち、上記制御手
段では、圧力変化率把握手段での変化率を把握し、この
変化率に基づいて打撃信号を打撃信号出力手段から出力
すると共に、上記打撃信号をカウンタで計数し、カウン
タからの締付完了信号で給気停止手段が給気路を閉じて
トルクレンチの締付けを停止するという制御を各トルク
レンチ毎に行い得ることになるのである。

そして第７請求項記載のトルクレンチの締付制御装置で
は、エアオペレートバルブ、パイロットバルブ、電磁弁
等から成る空気圧回路で複数のトルクレンチを個別に締
付制御可能な締付制御装置を提供し得る。

（実施例）次にこの発明のトルクレンチの締付制御装置の具体的な
実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図に全体構成の概略図を示すが、同図において、■
は給気源、２はエアホース、３はインパクトレンチをそ
れぞれ示しており、エアホース２には、給気源ｌ側から
順に、電磁弁４、チエツクバルブ５、圧カドランスデュ
ーサ６が介設されている。このチエツクバルブ５は、給
気源１側の圧力低下に起因するトラブルを防止するため
のものである。また同図において、７は制御装置を示し
ているが、この制御装置７は、圧カドランスデューサ６
に接続された入力ボート８、電磁弁４に接続された出力
ポート９、設定員数の入力される複数の入力ボート１０
・・、所定員数締付完了信号及びＮＧ信号の出力される
出力ポート１１．１２を備えている。

第２図には上記制御装置７の機能ブロック図を示す。上
記圧カドランスデューサ６からの圧力信号は、圧力信号
増幅部２１に入力され、次いで圧力変化率把握部２２、
打撃信号出力部２３へと出力される。この打撃信号出力
部２３は、検知レベル設定部２４、信号出力時間変更部
２５、リセットレベル設定部２６をそれぞれ備え、打撃
信号を出力するためのものであるが、その機能について
は後述する。この打撃信号は、カウンタ２７にてその出
力数が計数されるか、あるいはタイマ２８にてその出力
ｍ続時間が計測され、これらが各設定部２９．３０にお
ける設定値に達したときに締付完了信号を出力する。そ
してこの締付完了信号に基づいて、電磁弁シャフトオフ
部３１は、電磁弁４を閉弁する。一方、上記制御装置７
には、デジタルスイッチより成る員数設定部３２と、員
数計数部３３とが設けられており、員数計数部３３にて
上記締付完了信号をカウントし、これが員数設定部３２
での設定値に達したときに、所定員数締付完了信号を出
力し、一連の締付作動を停止し得るようなされている。

３４は残数表示部を示しているが、これはあと何本の締
付を行うかをＬＥＤで表示するためのものである。なお
上記員数設定部３２は、単数の場合もあるし、複数個設
けておくこともある。また上記制御装置７には、さらに
タイマ部３５が設けられており、一連の締付作動を開始
する際のスタート信号によってリセットされた後、所定
時間内に所定員数締付完了信号の出力されない場合に、
ＮＧ信号を出力するようなされている。３６ばタイマ調
整部、３７は電源部である。

次に上記制御装置の作動状態について、第３図に基づい
て説明する。まず同図（ａ）には、圧カドランスデュー
サ６からの出力信号を示すが、この信号から、圧力変化
率把握部２２においては、交流成分のみを圧力変動信号
として取出す。この圧力変動信号は、同図（ｂ）のよう
に、停止時には変動がなく、レバー開時には大きな負変
動レベルが得られ、フリーランニング（無負荷回転）時
には微少な正負変動があり、また打撃時には、−打撃毎
に大きな正変動と小さな負変動とを繰返す、という特性
を有するものである。そこで打撃信号出力部２３では、
レバー開時の負変動が、リセットレベル設定部２６での
リセットレベルに達した際に、上記カウンタ２７やタイ
マ２８をリセットし、打撃状態の検出を開始する。いま
、カウンタ２７にて打撃数をカウントする場合について
説明すると、上、記検知レベル設定部２４において設定
された検知レベル以上の正変動、つまり打撃が発生する
と、上記打撃信号出力部２３からは、同図（Ｃ）に示す
ように、打撃信号が所定時間Ｔ４だけ出力される。この
信号出力時間Ｔ４は、信号出力時間変更部２５にて設定
されるものであって、いまここては信号出力時間Ｔ４は
、打撃発生間隔Ｔ３よりも短く設定されているものとす
る。そして上記打撃信号の出力数をカウンタ２７にて計
数し、これが設定値に達すると締付完了信号を出力して
、電磁弁４を閉弁し、次いでレバーを閉止する（第３図
（ｄ）（ｅ）　）。なお電磁弁４は、閉弁後、所定時間
Ｔ２経過後に、自動的に再度開弁する。そして上記のよ
うな締付作動を所定回数だけ繰返し、員数計数部３３に
おいてカウントされる締付完了信号が設定値に達したと
きに、所定員数締付完了信号を出力し、これにより一連
の作動を完了する。

ところで上記信号出力時間変更部２５において、信号出
力時間Ｔ４を打撃発生間隔１３以上に設定した場合につ
いて説明すると、この場合には、打撃信号は、−打目か
ら連続した信号として出力されることになる。そのため
、タイマ２８において、この出力信号継続時間を計測し
、これが設定時間Ｔ。

に達したときに、締付完了信号を出力するようにするの
である。なおこれ以後の作動状態は前記と同様である。

以上にこの発明のトルクレンチの締付制御装置の一実施
例の説明をしたが、この発明のトルクレンチの締付制御
装置は上記実施例に限定されるものではなく、種々変更
して実施可能である。例えば、上記において打撃間隔Ｔ
３を検出し、この打撃間隔が基準時間よりも長い場合に
は、これを打撃とはみなさず、外乱であるとし、カウン
タ２７やタイマ２８をリセットするような方策を講じる
こともある。

また第１図に示すような１台のインパクトレンチ３を制
御する場合に限らず、第４図に示すように例えば４台の
インパクトレンチ３・・を同時に制御することもできる
。なお、第４図において、第１図〜第２図と同一符号で
示した部分は同−又は相当部分である。第４図中で、各
インパクトレンチ３・・には給気路であるエアホース２
・・が１本ずつ接続している。各エアホース２にはイン
パクトレンチ３側から圧カドランスデューサ６、エアオ
ペレートバルブ４０、調圧弁４１が順次に介設されてい
る。空気力によって切換作動する常閉のエアオペレート
バルブ４０のパイロ・ント室には、給気源１からパイロ
ットエアを供給するパイロットエア通路４２・・が１本
ずつ接続している。

各パイロットエア通路４２にはパイロ・ントバルブ４３
・・が介設されており、パイロットエア通路４２の集合
部分、つまり主パイロットエア通路４２ａには電磁弁４
４が介設されている。この電磁弁４４はスタートスイッ
チ４５からのスタート信号４６で開弁制御されるように
なっている。上記パイロットバルブ４３は上記制御装置
７によってインパクトレンチ３の締付停止時に切換制御
される常開の切換弁である。なお制御装置７は各パイロ
ットバルブ４３毎に１台ずつ設けられている。そして上
記圧カドランスデューサ６からの検出信号５０は制御装
置７に入力され、制御装置７は上記第１実施例と同様に
、圧カドランスデューサ６からの検出信号５０に基づい
て各インパクトレンチ３の締付完了時にパイロットバル
ブ４３に締付停止信号５１を出力するようになされてい
る。なお、この実施例ではスタート信号４６は電磁弁４
４に入力されるので、制御装置７にはスタート信号は入
力されていない。

第４図の実施例装置は次のように作動する。まずスター
トスイッチ４５からのスタート信号４６により電磁弁４
４が開弁じ、各パイロットエア通路４２・・にエアが供
給され、常開のパイロットバルブ４３を通じてエアオペ
レートバルブ４０を切換作動させ、エアホース２・・か
らインパクトレンチ３・・にエアが供給され、インパク
トレンチ３・・が締付作動する。各インパクトレンチ３
による締付が開始されると、圧カドランスデューサ６が
打撃毎の圧力変動を検出し、上記制御装置７で検出信号
５０から打撃カウント信号をカウントし、上述の通り制
御装置７に予め設定されている打撃カウント数に達した
時点で制御装置７から締付停止信号５１がパイロットバ
ルブ４３に出力され、パイロットバルブ４３が閉弁する
。パイロットバルブ４３が閉弁すると、パイロットエア
通路４２が大気開放され、エアオペレートバルブ４０が
作動してエアホース２が大気開放され、インパクトレン
チ３の締付作動が停止する。また、このとき制御装置７
からインパクトレンチ３の停止信号がスタートスイッチ
４５へと出力され、４台のインパクトレンチ３・・が全
で停止した時点で上記電磁弁４４へ出力されていたスタ
ート信号４６も停止し、電磁弁４４が閉弁してパイロッ
トエアの供給が停止する。

そして、４台のインパクトレンチ３・・が全で停止した
時点で制御装置７内のタイマ（図示せず）が計時を開始
し、このタイマがタイムアツプ（０〜６秒）した後には
、制御装置７から出力されている締付停止信号５１が解
除され、パイロットバルブ４０が無励磁状態に復帰し、
再びスタートスイッチ４５を押すことにより、再スター
トして上記のサイクルを繰返すことになる。

（発明の効果）以上のように第１請求項記載のトルクレンチの締付制御
装置では、従来のように給気圧を検出するのではなく、
給気圧の変化率から打撃状態を検出するようにしである
ので、構成簡素にして、正確に打撃状態を検出すること
が可能である。

また第３請求項や第４請求項記載のトルクレンチの締付
制御装置では、締付トルクを正確に制御し得ることにな
る。この場合、第２請求項のように信号出力時間変更手
段を設けておけば、上記両方式を、状況に応じて切換使
用可能となり、より一層精度の高いトルク制御が行える
ことになる。

しかも第５請求項記載のトルクレンチの締付制御装置に
よれば、上記トルク制御に加えて、員数管理を正確に行
えることにもなり、使用上、便利である。

そして第６請求項記載のトルクレンチの締付制御装置に
よれば、複数の給気路に接続された各トルクレンチの給
気圧を圧力検出手段で検出し、トルクレンチの締付制御
を上記同様な手順で個別に行うようにしであるので、複
数のトルクレンチを同時に制御することができることに
なる。

また第７請求項記載のトルクレンチの締付制御装置によ
れば、エアオペレートバルブ、パイロットバルブ・、電
磁弁等から成る簡素な構成の空気圧回路で上記に好適な
締付制御装置を構成し得ることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のトルクレンチの締付制御装置の一実
施例の全体構成の説明図、第２図はその制御構成を示す
ブロック図、第３図はその作動状態を示すタイムチャー
ト図、第４図はこの発明の第２実施例を示す配管系統図
である。１・・・給気源、３・・・インパクトレンチ、４・・・
電磁弁、６・・・圧カドランスデューサ、７・・・制御
装置、２２・・・圧力変化率把握部、２３・・・打撃信
号出力部、２５・・・信号出力時間変更部、２７・・・
カウンタ、３０・・・タイマ、３１・・・電磁弁シャッ
トオフ部、３２・・・員数設定部、３３・・・員数計数
部、４０・・・エアオペレートバルブ、４２ａ　　・・
・主パイロットエア通路、４２・・・パイロットエア通
路、４３・・・パイロットバルブ、４４・・・電磁弁、
４５・・・スタートスイッチ。

Claims

【特許請求の範囲】１、トルクレンチに供給される給気圧を検出する圧力検
出手段と、上記において検出した圧力の変化率を把握す
る圧力変化率把握手段と、上記変化率が基準値に達した
ときに打撃信号を出力する打撃信号出力手段とを有する
ことを特徴とするトルクレンチの締付制御装置。２、上記打撃信号出力手段においては、上記変化率が基
準値に達した後、上記打撃信号を所定時間だけ継続して
出力すべく構成し、さらにこの信号出力時間を変更する
信号出力時間変更手段を設けてあることを特徴とする第
１請求項記載のトルクレンチの締付制御装置。３、上記信号出力時間を、打撃間隔よりも短く設定する
と共に、上記打撃信号をカウントし、このカウント値が
設定値に達したときに締付完了信号を出力するカウンタ
と、締付完了信号の出力でトルクレンチへの給気路を閉
じる給気停止手段とを設けたことを特徴とする第２請求
項記載のトルクレンチの締付制御装置。４、上記信号出力時間を、打撃間隔以上に設定し、上記
打撃信号出力継続時間を計時し、この計時値が設定時間
に達したときに締付完了信号を出力するタイマと、締付
完了信号の出力でトルクレンチへの給気通路を閉じる給
気停止手段とを設けたことを特徴とする第２請求項記載
のトルクレンチの締付制御装置。５、上記締付完了信号をカウントし、このカウント値が
設定員数に達したときに所定員数締付完了信号を出力す
る員数計数手段を設けたことを特徴とする第３請求項又
は第４請求項記載のトルクレンチの締付制御装置。６、給気源に接続された複数の給気路と、各給気路に接
続されたトルクレンチと、各トルクレンチへの給気圧を
検出するために上記給気路毎に設けられた圧力検出手段
と、上記各トルクレンチを個別に締付制御するための制
御手段とを有し、この制御手段は各トルクレンチに対応
して、上記圧力検出手段で検出した圧力の変化率を把握
する圧力変化率把握手段と、上記変化率が基準値に達し
たときに打撃信号を出力する打撃信号出力手段と、上記
打撃信号をカウントし、このカウント値が設定値に達し
たときに締付完了信号を出力するカウンタと、締付完了
信号の出力でトルクレンチへの各給気路を閉じる給気停
止手段とをそれぞれ有していることを特徴とするトルク
レンチの締付制御装置。７、給気源から複数のトルクレンチへ至る各給気路に各
給気路を開閉制御するためのエアオペレートバルブを介
設し、そのパイロット室にはこのエアオペレートバルブ
を開作動させるエアを供給するパイロットエア通路を接
続し、各パイロットエア通路には切換作動時に該通路を
大気開放して上記エアオペレートバルブを閉作動させる
常開のパイロットバルブを介設し、上記全パイロットエ
ア通路へ連通する主パイロットエア通路を開閉制御する
電磁弁を設け、トルクレンチの締付開始時に上記電磁弁
を開弁させるスタートスイッチを設け、上記エアオペレ
ートバルブより下流の圧力を検出する圧力検出手段から
の検出信号が入力されると共に各トルクレンチの締付が
完了したときに上記パイロットバルブに締付停止信号を
出力して各パイロットバルブを切換作動させるように上
記制御手段を構成したことを特徴とする第６請求項記載
のトルクレンチの締付制御装置。