JPH05220673A - 油圧式パルスレンチのオートシャットオフ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トルクレンチの発生トルクのもととなるパル
ス発生時の油圧を検知し、そのデータをもとにしてより
精度の高いトルク管理を行う。 【構成】 エアーモータ１の回転によりパルス発生機構
３で発生した油圧パルスをピストン３３とロッド３６と
ピストン３５で油圧シリンダ３４に伝達する。油圧シリ
ンダ３４に設置した圧力センサー５が油圧パルスを検知
し、その信号によって切換弁７を切換えると、停止用切
換弁９と停止用差圧弁８とが次々と切換わり、エアーモ
ータ１への給気が停止すると共に、電気制御回路６への
バッテリー６１からの通電が遮断される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はトルクレンチにおける
主軸のトルクを管理するためのオートシャットオフ機構
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】動力源としてエアーモータを採用したト
ルクレンチは、ボルトやナットなどが所定のトルクで着
座した時点でロータの回転を停止させるというシャット
オフ機能を備えている。この機能を発揮させるためのオ
ートシャットオフ装置は、従来、ロータに接続した慣性
体によってロータの停止や反転を検知し、この慣性体の
動きにより給気弁を開いてエアータイマーに給気し、着
座から一定時間でエアーモータへのエアー供給を遮断さ
せている。

【０００３】また実開平３−４００７６号公報による
と、エアーモータの回転出力を主軸に間欠的に伝達し、
かつ主軸に回転力を付与するごとに油圧パルスを発生す
るパルス発生機構を具備するトルクレンチにおいて、上
記機構の高圧発生側の油圧をリリーフバルブに作用さ
せ、その油圧がリリーフバルブのばね圧下で設定されて
いる設定圧の値を越えたときにリリーフバルブが開か
れ、そのときの油圧で開閉弁を開いてエアーモータの回
転を停止させるようになされたオートシャットオフ装置
が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記２つの従来例にお
いて、前者にあっては、ある程度のトルク精度が得られ
るものの、実際には、発生トルクを監視しその発生トル
クによってオートシャットオフ装置を働かせるものでは
ないので、トルク精度がトルクレンチそのものの性能や
作業条件に左右されやすいという問題があった。

【０００５】また後者にあっては、きわめて短時間でし
か油圧パルスが発生しないために、高圧側の油圧がボル
トやナットの締付力として充分に伝達されない場合が多
いという欠点があった。またリリーフバルブのばね圧よ
りも高圧発生側の油圧が高くなればエアーモータが停止
するため、発生トルクの下限値のみの管理であると共
に、ばねなどの機構部品の性能のばらつきなどが作動精
度を不安定にするという問題があった。

【０００６】この発明は以上の欠点や問題に鑑みてなさ
れたもので、トルクレンチの発生トルクのもととなるパ
ルス発生時の油圧を検知し、そのデータをもとにしてよ
り精度の高いトルク管理を行うことのできる油圧式パル
スレンチのオートシャットオフ装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の油圧式パルス
レンチのオートシャットオフ装置は、流体圧モータと、
流体圧モータを制御するための流体圧回路と、流体圧モ
ータの回転出力を、発生する油圧パルスでもって主軸に
間欠的に伝達し、主軸に回転力を付与するパルス発生機
構と、パルス発生機構で発生した油圧パルスの読取り手
段と、読取り手段で読み取った油圧パルスを設定圧と比
較してその結果を電気信号に変換して出力する電気制御
手段と、上記油圧パルスが設定圧を越えたときの上記電
気制御手段からの出力により上記流体圧モータへの流体
の供給を停止するシャットオフ手段とを備えることを特
徴としている。

【０００８】請求項２の油圧式パルスレンチのオートシ
ャットオフ装置は、油圧パルスが設定圧を設定回数だけ
越えたときに信号を出力するカウント手段が、電気制御
手段に設けられていることを特徴としている。

【０００９】請求項３の油圧式パルスレンチのオートシ
ャットオフ装置は、電気制御手段は、設定圧の下限値と
上限値とが設定可能であり、上記カウント手段での制御
にその下限値を用いる一方、油圧パルスが設定圧の上限
値を越えたときにＮＧ信号を出力するように構成されて
いることを特徴としている。

【００１０】請求項４の油圧式パルスレンチのオートシ
ャットオフ装置は、読取り手段が油圧パルスの推力によ
り伝達された流体圧を検出する圧力センサーであること
を特徴としている。

【００１１】請求項５の油圧式パルスレンチのオートシ
ャットオフ装置は、読取り手段が油圧パルスの推力によ
り伝達された流体圧によって圧縮歪を生じるロードセル
であることを特徴としている。

【００１２】請求項６の油圧式パルスレンチのオートシ
ャットオフ装置は、電気制御手段の電源がハウジングに
内蔵されたバッテリーであることを特徴としている。

【００１３】

【作用】請求項１の油圧式パルスレンチのオートシャッ
トオフ装置によれば、読取り手段により読み取られた主
軸の回転力に見合う油圧パルスが電気制御手段によって
設定圧と直接に比較され、油圧パルスが設定圧を越えた
ときには、電気制御手段の出力信号により、シャットオ
フ手段によって流体圧モータへの流体の供給が停止さ
れ、流体圧モータの回転が停止する。

【００１４】請求項２の油圧式パルスレンチのオートシ
ャットオフ装置によれば、主軸からボルトやナットに充
分に締付力が伝達されるように、電気制御手段での設定
圧を越える油圧パルスの発生回数が監視される。

【００１５】請求項３の油圧式パルスレンチのオートシ
ャットオフ装置によれば、ボルトやナットに伝達される
締付力以外の何らかの状況が原因になって油圧パルスの
値が特に大きくなったようなときに、その状況による影
響を排除することが可能である。

【００１６】請求項４の油圧式パルスレンチのオートシ
ャットオフ装置によれば、読取り手段を安価に構成する
ことができる。

【００１７】請求項５の油圧式パルスレンチのオートシ
ャットオフ装置によれば、読取り手段の取扱いが容易で
ある。

【００１８】請求項６の油圧式パルスレンチのオートシ
ャットオフ装置によれば、バッテリーをハウジングに組
み込んであるので、電気制御回路に通電するための電気
配線をハウジングから引き出さなくて済む。

【００１９】

【実施例】図１はこの発明の実施例によるオートシャッ
トオフ装置の構成図である。また図２と図３と図４にオ
ートシャットオフ装置に用いられている電気制御回路
（電気制御手段）の異なる例を示してある。

【００２０】図１において、１はエアーモータで、エア
ー流の向きによって回転方向が反転される。エアーモー
タ１を制御するためのエアー回路２は、エアー源２１
と、給気弁２２と、回転方向制御弁２３と、それらを接
続するエアー通路２４ａ〜２４ｅなどで成り、エアー通
路２４ｄ、２４ｅがエアーモータ１の２つのエアー給排
口１１、１１に接続され、またエアー通路２４ｆにマフ
ラー２５が接続されている。３はパルス発生機構であ
り、このパルス発生機構３自体は冒頭に記載した実開平
３−４００７６号公報などによって公知であるので、そ
の詳細構造についての説明は省略する。パルス発生機構
３は、エアーモータ１の回転出力を主軸４に間欠的に伝
達し、主軸４に回転力を付与するごとにその回転力に見
合う油圧パルスを発生する。そして油圧パルス伝達室３
１を形成している上蓋３２の軸心位置に径小のピストン
３３が設けられているのに対し、油圧パルス発生室３１
とはエアーモータ１を挾んで反対側に油圧シリンダ３４
のピストン３５が配置され、これら双方のピストン３
３、３５がエアーモータ１の回転中心部を貫通して配置
された伝達ロッド３６によって連結されている。油圧シ
リンダ３４の油圧室３７には、高圧室で発生する油圧パ
ルスの読取り手段の一例である圧力センサー５が配備さ
れている。圧力センサー５で読み取った油圧パルスは電
気制御回路６で処理されるようになっている。電気制御
回路６の電源には、ハウジング１０に内蔵したバッテリ
ー６１が用いられている。７は切換弁で、電気制御回路
６からの出力信号によって作動するソレノイド７１を備
えた２位置電磁弁で成る。また８は停止用差圧弁、９は
停止用切換弁であり、これら３つの弁７、８、９によっ
てシャットオフ手段が構成されている。すなわち停止用
切換弁８は上記エアー通路２４ｃと２４ｄとの間に介在
されていると共に、エアー通路２４ｃのエアー圧が両端
に作用するように構成され、かつ一端側には上記停止用
切換弁９がエアー通路８１を介して接続されている。８
２は停止用切換弁９に接続された排気口である。また停
止用切換弁９の一端側は切換弁７を介してエアー通路２
４ｄ又はチェック弁７２に接続されるようになってい
る。さらに電気制御回路６とバッテリー６１とは圧力ス
イッチ６２を介して接続されている。この圧力スイッチ
６２はエアー通路２４ｄが高圧のときに通電状態を維持
し、エアー通路２４ｄが低圧になったときに通電を遮断
する機能を有する。

【００２１】上記の給気弁２２、回転方向制御弁２３、
切換弁７、停止用差圧弁８、停止用切換弁９の各弁は、
２位置切換弁によって構成されている。また上述した各
構成要素は、エアー源２１及びエアー通路２４ａの一部
を除いてすべてトルクレンチのハウジング１０に収容さ
れている。

【００２２】図２の電気制御回路６は、設定スイッチ６
３により設定された設定値（圧力値）と圧力センサー５
により検知された油圧パルスを増幅アンプ６４で増幅し
た値とを比較する比較器６５と、油圧パルスが設定圧の
下限値（設定スイッチ６３で設定される）を設定回数
（設定スイッチ６３で設定される）だけ連続して越えた
ときに切換弁７の連通状態を切換えるための信号を出力
するカウント手段６６とを有する。

【００２３】図３の電気制御回路６は、設定スイッチ６
３で設定した値のデータ保持部６７やＡ／Ｄ変換器６
８、比較演算部６５などを有する。

【００２４】図４の電気制御回路６は、図３の比較演算
部６５を、マイクロコンピュータ６９で置き換えたもの
である。

【００２５】次に図２の電気制御回路６を備えたオート
シャットオフ装置の作動状態を説明する。

【００２６】給気弁２２、回転方向制御弁２３、切換弁
７、停止用差圧弁８、停止用切換弁９の各弁が図１の位
置に設定されている状態では、エアーモータ１が停止し
ている。したがってトルクは発生しない。

【００２７】この状態から給気弁２２が切換えられる
と、エアーが、エアー源２１からエアー通路２４ａ、給
気弁２２、エアー通路２４ｂ、回転方向制御弁２３、エ
アー通路２４ｃ、停止用差圧弁８、エアー通路２４ｄを
この順に経てエアーモータ１に供給される。またエアー
モータ１から出たエアーがエアー通路２４ｅ、回転方向
制御弁２３、エアー通路２４ｆ、マフラー２５をこの順
に経て排出される。このような運転状態においては、エ
アーモータ１が例えば正転し、エアーモータ１の回転出
力がパルス発生機構３により主軸４に間欠的に伝達され
る。またパルス発生機構３の高圧室で発生した油圧パル
スは、油圧パルス伝達室３１でピストン３３を押し下げ
る。これにより伝達ロッド３６を介してピストン３５が
押し下げられるので、そのときの油圧シリンダ３４の圧
力、すなわち上記油圧パルスが圧力センサー５で読み取
られ、その読取り信号が電気制御回路６に入力される。

【００２８】電気制御回路６においては、設定スイッチ
６３により圧力についての設定値の下限値と上限値、及
び回数についての設定値がそれぞれ設定されている。

【００２９】したがって圧力についての設定値と圧力セ
ンサー５で読み取った油圧パルスとが比較器６５で比較
される。そして圧力センサー５で読み取った油圧パルス
が設定下限値よりも小さい間は上述の運転状態が維持さ
れる。また圧力センサー５で読み取った油圧パルス値が
設定上限値よりも大きくなった場合には、そのときの動
作はＮＧとして、直ちに動作を停止すると共に、その旨
を表示する。そして圧力センサー５で読み取った油圧パ
ルスが設定下限値よりも大きい連続回数が設定回数より
も多くなった場合には、そのことがカウント手段６６に
よって検知されて出力される。そしてソレノイド７１が
励磁されて切換弁７が切換わり、それによって停止用切
換弁９が切換わるため、停止用差圧弁８の一端側が排気
口８２に連通される。この結果、停止用差圧弁８が切換
わってエアーモータ１への給気が停止され（オートシャ
ットオフ機能）、同時にエアー通路２４ｄが低圧となっ
て圧力スイッチ６２がオフし、バッテリー６１からの電
気制御回路６への通電が遮断される。

【００３０】このようなオートシャットオフ機能による
と、油圧パルスが所定の値に達した後も所定の回数に亘
ってその値の油圧パルスがボルトやナットに加えられる
ので、それらを確実に締付けられるようになる。また設
定上限値を越える油圧パルスが発生すると、正確な動作
がなされていないと判断され、動作が停止してその旨が
表示されるので、ボルトやナットに対する締付信頼性が
向上する。さらに電気制御回路６の電源としてハウジン
グ１０に収容したバッテリー６１を用いているので、電
気配線がじゃまになって作業性が損なわれたり電気配線
が断線したりすることが防止される。

【００３１】上記実施例においては、読取り手段とし
て、油圧パルスの推力により伝達された油圧を検出する
圧力センサー５を用いているけれども、圧力センサー５
の代わりに油圧パルスの推力により伝達された油圧によ
って圧縮歪を生じるロードセルを用いてもよい。そして
取付構造や取扱いに関してはロードセルのほうが有利で
あり、価格面では圧力センサー５のほうが有利である。

【００３２】

【発明の効果】請求項１の油圧式パルスレンチのオート
シャットオフ装置によれば、油圧式パルスレンチの発生
トルクのもとになるパルス発生時の油圧を検知し、その
データをもとにしたトルク制御が行えるので、より精度
の高いトルク管理を行うことができるという効果があ
る。

【００３３】特に請求項２の油圧式パルスレンチのオー
トシャットオフ装置によれば、油圧パルスが所定の圧力
値に達した後も数回に亘ってその値以上の油圧パルスを
ボルトやナットに加えることができるようになるので、
より確実な締付けを行えるようになる。

【００３４】請求項３の油圧式パルスレンチのオートシ
ャットオフ装置によれば、ボルトやナットに伝達される
締付力以外の何らかの状況による影響を排除してボルト
やナットに確実に所定の締付力を伝達させることが可能
になる。

【００３５】さらに請求項４の油圧式パルスレンチのオ
ートシャットオフ装置によれば、読取り手段を安価に構
成することができ、請求項５の油圧式パルスレンチのオ
ートシャットオフ装置によれば、読取り手段の取扱いが
容易になる。

【００３６】請求項６の油圧式パルスレンチのオートシ
ャットオフ装置によれば、電気制御回路に通電するため
の電気配線の断線などの事態を未然に防止することが可
能であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例によるオートシャットオフ装
置の構成図である。

【図２】オートシャットオフ装置に用いられている電気
制御回路のブロック図である。

【図３】オートシャットオフ装置に用いられている他の
電気制御回路のブロック図である。

【図４】オートシャットオフ装置に用いられているさら
に他の電気制御回路のブロック図である。

【符号の説明】

１ エアーモータ（流体圧モータ） ２ エアー回路（流体圧回路） ３ パルス発生機構 ４ 主軸 ５ 圧力センサー（油圧パルスの読取り手段） ６ 電気制御回路（電気制御手段） ７ 切換弁 ８ 停止用差圧弁（シャットオフ手段） ９ 停止用切換弁（シャットオフ手段） ６１ バッテリー ６６ カウント手段

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【手続補正書】

【提出日】平成４年１２月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例によるオートシャットオフ
装置の構成図である。

【図２】 オートシャットオフ装置に用いられている電
気制御回路のブロック図である。

【図３】 オートシャットオフ装置に用いられている他
の電気制御回路のブロック図である。

【符号の説明】 １ エアーモータ（流体圧モータ） ２ エアー回路（流体圧回路） ３ パルス発生機構 ４ 主軸 ５ 圧力センサー（油圧パルスの読取り手段） ６ 電気制御回路（電気制御手段） ７ 切換弁 ８ 停止用差圧弁（シャットオフ手段） ９ 停止用切換弁（シャットオフ手段） ６１ バッテリー ６６ カウント手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体圧モータと、 流体圧モータを制御するための流体圧回路と、 流体圧モータの回転出力を、発生する油圧パルスでもっ
   て主軸に間欠的に伝達し、主軸に回転力を付与するパル
   ス発生機構と、 パルス発生機構で発生した油圧パルスの読取り手段と、 読取り手段で読み取った油圧パルスを設定圧と比較して
   その結果を電気信号に変換して出力する電気制御手段
   と、 上記油圧パルスが設定圧を越えたときの上記電気制御手
   段からの出力により上記流体圧モータへの流体の供給を
   停止するシャットオフ手段と、 を備えることを特徴とする油圧式パルスレンチのオート
   シャットオフ装置。
2. 【請求項２】 油圧パルスが設定圧を設定回数だけ越え
   たときに信号を出力するカウント手段が、電気制御手段
   に設けられていることを特徴とする請求項１の油圧式パ
   ルスレンチのオートシャットオフ装置。
3. 【請求項３】 電気制御手段は、設定圧の下限値と上限
   値とが設定可能であり、上記カウント手段での制御にそ
   の下限値を用いる一方、油圧パルスが設定圧の上限値を
   越えたときにＮＧ信号を出力するように構成されている
   ことを特徴とする請求項２の油圧式パルスレンチのオー
   トシャットオフ装置。
4. 【請求項４】 読取り手段が油圧パルスの推力により伝
   達された流体圧を検出する圧力センサーであることを特
   徴とする請求項１、請求項２又は請求項３の油圧式パル
   スレンチのオートシャットオフ装置。
5. 【請求項５】 読取り手段が油圧パルスの推力により伝
   達された流体圧によって圧縮歪を生じるロードセルであ
   ることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３の
   油圧式パルスレンチのオートシャットオフ装置。
6. 【請求項６】 電気制御手段の電源がハウジングに内蔵
   されたバッテリーであることを特徴とする請求項１、請
   求項２、請求項３、請求項４又は請求項５の油圧式パル
   スレンチのオートシャットオフ装置。