JPS62203776A - インパクトレンチ使用条件管理装置 - 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〕 本発明はインパクトレンチの締付トルク精度を確保し保
証するための使用条件管理装置に関し、特に、工場の組
立ライン等の作業ラインに用いるのに好適なインパクト
レンチ使用条件管Ｊｆｆ！装置に関する。

〔従来の技術〕

自動車のエンジンや変速機、足廻り部品等の組立工程に
おいて、手作業によるボルト締め箇所の締付トルクのＶ
埋は車両の安全上重要であり、厳しくＷ理されている。

これらのボルト締めにはトルクが一定に制御できるイン
パクトレンチが一般に用いられる。このインパクトレン
チは、発生トルクと締付ハンマリングの反力とが比例す
ることを利用したものであり、締付ハンマリングの反力
をツール内薫のカム１１９にてエネルギ吸収し、規定締
付トルクに遼し規定反力エネルギに達するとメカバルブ
を作動させ、エアモータ駆動用のエアを信号チューブ側
に排出し締付を終了させるものである。

この様なインパクトレンチは、それ自体が締付トルクを
一定に保つ機能を有するのであるが、その機能を確実に
発揮させ、締付トルク精度を確保し保証するためにはイ
ンパクトレンチの使用条件を管理する必要がある。

締付トルク精度に影響するインパクトレンチの使用条件
には次のようなものがある。

第１は圧縮空気の空気圧である。インパクトレンチの使
用中に空気圧が低下すると動圧不足によりトルク精度に
影響する。従来は作業者が始業時にエアデージを目視管
理していたが、締付作業中には作業部位を目視している
ため確認できないという問題点があった。

第２は圧縮空気中ｌこ混入する潤滑油量である。

潤滑油量が不足するとインパクトレンチの工具摩耗を速
め、締付トルクに影響する。従来はオイラーによる滴下
霧化方式を用いていたが、エア配管が長くなった場合に
霧化された潤滑油がインパクトレンチまで届かないとい
う問題点があった。

第３は潤滑油切れである。圧縮空気中への潤滑油は潤滑
油タンクから供給されるが、工場現場での作業中には給
油忘れによる潤滑油切れが発生し、インパクトレンチの
焼き付きを引起すことがあるという問題点があった。

第４は締付時間である。締付作業中には、ワークかじり
により実際にはボルトナツトを締め切っていないのに見
掛は上のトルクが発生し、インパクトレンチの７カバル
ブが作動して締付が終了してしまう場合がある。この場
合、締付時間は正常時より短かくなる。＊た、インパク
トレンチ自体の不良により、実際には締付が終了してい
るのにメカパルプが作動せず、さらに締付ハンマリング
を続けて締付トルクを過大にしてしまうことがある。こ
の場合には締付時間は正常時より艮くなる。

従来はこれらの管理は作業者の勘に任されていたため、
時にはワークかじり、工具不良が発見できず締付不良が
発生することがあるという問題点があった。

第５は工具摩耗による締付トルクへの影響である。イン
パクトレンチを長期間使用すると、工具内部のハンマ、
７ンビル等の経時摩耗により締付トルクに影響する。従
来は個別の管理がされていなかったため、締付作業の頻
度が高い場合には早期に経時摩耗し締付トルクに影響す
るという問題点があった。

第６は締め忘れである。工場ラインで使用する場合、一
つの工程で多数個の締付箇所をボルト締めする。従来は
締め忘れを防止するため、専用の締付個数カウント装置
を設置していた。しかし、そのための外部配線等の工事
が大変であり、設置スペースも大きく、特に、工程変更
時の移設工事が大がかりになるという問題点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記の問題点を解決するためなされたものであ
り、締付トルク精度に影響するインパクトレンチの使用
条件の管理機能を１つのユニットにコンパクトにまとめ
、確実に締付トルク精度を確保し保証することがでさる
ようにすると共に、工程変更時の移設を極めて容易にす
ることができるインパクトレンチ使用条件管理装置を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このため本発明では、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１！！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及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ことを特
徴とするインパクトレンチ使用条件￥！埋装置が提供さ
れる。

〔作用〕

上記の構成によれば、強制給油手段によりインパクトレ
ンチの作動中は圧縮空気中に潤滑油が強制的に供給され
、＊た、潤滑油タンクの残量が低下した時は表示手段に
より表示されるから、潤滑油切れを起す虞れがない、ま
た、空気圧の低下等の異常時、ワークかじり等による締
付時間の異常時、締め忘れによる締付個数異常時及び長
期間の使用による工具交換時期には停止手段により作業
フィンが停止されるから、締付不良を引き起す様な使用
条件でインパクトレンチが使用されることがなく、締付
トルク精度を確保し保証することができる。さらに、一
つの箱内に収容してユニット化されているから移動が容
易である。

〔実施の態様〕

第１図は本発明の実施の態様を示す全体構成図である。

インパクトレンチ使用条件管理装置は、圧縮空気Ｗ、１
から圧縮空気の供給を受け、調圧手段２により空気圧を
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
３に供給する。

本装置は、工作物４が作業ライン５の所定工程の開始位
置に到着したことを検出する開始位置検出手段６と、工
作物４が前記所定工程の検査位置に到着したことを検出
する検査位置検出子８．７と、工作物４が前記所定工程
の終了位置に到着したことを検出する終了位置検出手段
２５と、調圧後の空気圧が所定範囲内の圧力から外れた
ことを検出する空気圧異常検出手段８．８′と゛、イン
パクトレンチ３に供給する空気圧の低下を検出し締付作
業の開始を検出する締付開始検出手段９と、インパクト
レンチ３の信号チューブ１０に排気される空気圧を検出
し締付作業の終了を検出する締付終了検出手段１１と、
潤滑油タンク１２の残量が低下したことを検出する潤滑
油残量低下検出手段１３．１３′と、締付開始から締付
終了までの間に締付中４６号を出力する手段１４と、締
付中信号により駆動され、インパクトレンチ３に供給す
る圧縮空気中に潤滑油を吐出する強制給油手段１５と、
締付開始から締付終了までの時間を計測し、該時間が所
定の許容範囲外となったときは締付時間異常信号を出力
する手段１６と、開始位置検出時から検査位置検出時ま
での間の締付終了信号の発生個数を数え、該個数が所定
個数に達しないときは締付個数異常信号を出力する手段
１７と、インパクトレンチ３の累積使用回数を数え、所
定累積個数に達したときに工具交換信号を出力する手段
１Ｂと、空気圧異常信号と、潤滑油残量低下信号と、締
付時間異常信号と、締付個数異常信号と、工具交換信号
とをそれぞれ表示する表示手段１９と、空気圧異常信号
と、締付時間異常信号と、締付個数異常信号と、工具交
換信号とにより締付不良条件を判定する判定手段２０と
、その判定結果により作業ライン制御装置２２に停止信
号を出力する手段とを備えることをｖｆ徴とする。

ハ 〔実施例〕 本発明の実施例について図面に従って具体的に説明する
。

第２図は本発明に係るインパクトレンチ使用条件管理装
置の正面図である。外部機器との接続も伴せて示してい
る。また、発明を構成する各手段を具体化した機器には
第１図と同じ符号を付して説明の簡略を図った。

工作物４が搬送される作業ライン５は作業ライン制御装
置２２により駆動制御される。作業ライン５には工作物
４が所定工程の作業開始位置に到着したことを検出する
開始位置検出スイッチ６と、検査位置に到着したことを
検出する検査位置検出スイッチ７と、リセット位置に到
着したことを検出するリセット位置検出スイッチ２５が
設けられでいる。そして、各検出スイッチ６．７．２５
か、らの信号は使用条件Ｗ埋装置３０に送られる。

使用条件管理装置３０では、圧縮空気源１から１次エフ
の供給を受け、フィルタ３１を通過した後レギュレータ
２で所定圧力に調圧し、インパクトレンチ３に供給する
。レギュレータ２から出口コネクタ３２までの間にオイ
ルポンプ１５が挿入され、潤滑油タンク１２からの潤滑
油を圧縮空気中に強制的に吐出する。潤滑油タンク１２
にはフロートスイッチ１３が設けられ、潤滑油の残量が
低下したときに接点信号を出力する。

レギュレータ２とオイルポンプ１５との間にはプレッシ
ャスイッチ８が装着され、レギュレータ２で調圧された
空気圧が所定の範囲から外れたときに接点信号を出力す
る。また、オイルポンプ１５と出口コネクタ３２との間
の空気圧が空電変換器９に導びかれ、出口コネクタ３２
での空気圧の低下を検出してインパクトレンチ３のガン
スイッチが押され締付作業が開始されたことを検出する
。

インパクトレンチ３からの信号チューブ１０が空電変換
器１１に接続され、締付作業の終了を検出する。インパ
クトレンチ３内部のカム機構により締付トルクが所定ト
ルクに達したときに、エフモータから信号チューブ１０
に空気流路が切替えられ、出口コネクタ３２からの空気
圧が信号チューブ１０に出力される。

締付中信号を出力する手段１４は使用条件ＩｒＩ埋装置
３０内部のリレー回路により構成される。その締付中信
号によりオイルポンプ１５が駆動される。締付時間異常
信号を出力する手段１６は内部のタイマ回路により、締
付個ｒｌＬｊ％常信号を出力する手Ｐｉ１７は内部のカ
ウンタ回路によりそれぞれ実現される。工具交換信号を
出力する手段１８は前面パネルに取付られた設定カウン
タ３４と内部のリレー回路により構成される。設定カウ
ンタ３４には＠積使用回数が表示され、設定値と一致し
た時に信号を出力する。

使用条件管理装置３０の前面パネルには、空気圧異常表
示、潤滑油残量低下表示、締付時間異常表示、工具交換
表示のそれぞれの警報ランプ３５〜３８が設けられてい
る。さらに前面パネルには、開始位置検出スイッチ６か
らの信号を受けて加工物４が作業工程内に入ったことを
知らせる工程門人表示ランプ３９、工程内での締付個数
が所定個数に達したことを表示する締付個数ＯＫクラン
プ０、加工物４が検査位置に到着しても未だ締付個数が
不足していることを知らせる締付個数未達成ランプ４１
が設けられている。

使用条件管理！！（！！３０の上部−二は赤色回転灯４
２が、何面パネルにはブザー４３が設けられ、空気圧異
常等の締付不良時に点灯し鳴動して作業者に知らせる。

また、締付不良時には作業ライン５を停止させるため、
接点信号が作業ライン制御装置２２に出力される。

第３図は作動を説明するフローチャートである。

電源が投入され作動１００が開始さｊすると、まず、ス
テップ１０１で開始位置検出スイッチ６からの信号を待
ち加工物４が工程内に到着するのを待つ。

加工物４が工程内に到着するとステップ１０２に進み、
工程白人表示ランプ３９を点灯させ、作業者に知らせる
。ステップ１０３では７０−トスイツチ１３により潤滑
油残量をチェックし異常があれば警報ランプ３６を点灯
させる。

次にステップ１０４では、空電変換器９からの信号を待
ちインパクトレンチ３の〃ンスイッチが押されるのを待
つ、インパクトレンチ３のがンスイッチが押され（図中
２０１に示す）締付作業が開始されるとステップ１０５
に進み、装置３０内部のタイマを起＊させて締付時間の
計測を開始する。

ステップ１０６では設定カウンタ３４を１だけ歩進させ
、累積個数をカウントする０次のステップ１０７ではオ
イルポンプ１５を駆動して圧縮空気中に潤滑油を吐出さ
せ、ステップ１０８ではプレッシャスイッチ８により空
気圧異常を検出する。

次にステップ１０９では空電変換器１１からの信号を待
ち、締付トルクが規定トルクに達するのを待つ、未だ空
電変換器１１からの信号が出力されない間はステップ１
０７．１０８を繰返し、潤滑油の吐出と空気圧の異常検
出を続ける。締付トルクが規定トルクに達しインパクト
レンチ３内のメカパルプが切替えられ信号チューブ１０
に空気圧が現われると空電変換器１１から締付終了信号
が出力され、ステップ１１０に進む１作業者はインパク
トレンチ３内の↓７モータが停止することにより規定ト
ルクに遠したことを知る。そして、インパクトレンチ３
のスイッチを緩めることにより（図中２０２に示す）、
メカパルプが原位置に復帰して再び締付作業が可能にな
る。

ステップ１１０では装置３０内部の締付個数カウンタを
歩進させる。次に、ステップ１１１では、今回の締付が
良好に行なわれたか否かを判定する締付判定が行なわれ
る。締付判定は、第１にステップ１０５で起動したタイ
マにより測定した締付時間が所定の上限と下限との間の
許容時間内であったか否か、第２にステップ１０８で検
出する空気圧に異常がなかったか、第３にステップ１０
６でカウントされる累積＠数が所定累積個数に達し工兵
交換時斯に至っていないかの３点で判定される。

締付不良と判定された場合はステップ１２１に進み、警
報ランプ３５〜３８に異常を表示すると共に停止信号を
出力して作業ライン５を、停止させる。

同時に、赤色回転灯４２、ブザー４３により作業者に知
らせる。

今回の締付が良好であると判定された場合はステップ１
１２に進む。

ステップ１１２では検査位置検出スイッチ７により加工
物４が検査位置に到着したか否かを調べ、到着していな
ければステップ１０４に戻り、以下ステップ１０４〜１
１２を繰返して、次々に多数本のボルト締めを行う。

加工物４が検査位置に到着した場合はステップ１１３に
進む、ステップ１１３ではステップ１１０でカウントさ
れる締付本数を調べ、締め忘れがないか否かをチェック
する。締付個数が規定本数に達していないときはステッ
プ１２２に進み、前記ステップ１２１と同様に締付個数
未達成ランプ４１に異常表示すると共に作業ライン５を
停止させる。

締付個数が規定本数に達すればステップ１１４に進み、
リセット位置検出スイッチ２５からの４３号を待つ、加
工物４がリセット位置に到着するとステップ１１５に進
み、締付個数カウンタ等をリセットする。そして、ステ
ップ１０１に戻り、次の加工物４の到着を待つ。

この様にしてインパクトレンチ３の締付トルク精度に影
響を及ぼす使用条件をチェックし、異常があれば直ちに
作業ライン５を停止させることができる。

本実施例では、第２図に示す様に、インパクトレンチ３
の使用条件を管理する各機器が１つのユニットにコンパ
クトにまとめられているから、工場内への設置が容易で
あり、また、工程変更時の移設も容易にすることがでさ
るという利点がある。

また、前記実施例では工具交換時期を判定する累積使用
回数をカツントするのに、締イ（開始信号を計数したが
、開始位置検出スイッチ６、検査位置検出スイッチ７、
リセット位置検出スイッチ２５等の信号によって工程通
過Ｆ％積加工物台数を計数し、工具交換時期を判定して
もよいことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は上記の構成を有するから
、締付トルク精度に影響を及ぼす要因を全て１つのユニ
ットから自動Ｗ理することができ、確実に締付トルク精
度を確保し保証することができるという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

ｍｉ図は本発明の実施態様を示す全体構成図、第２図は
実施例を示す正面図、第３図は作動な示すフローチャー
トである。 １・・・圧縮空気源、２・・・レギエレータ、３・・・
インパクトレンチ、４・・・工作物、５・・・作業ライ
ン、６・・・開始位置検出スイッチ、７・・・検査位置
検出スイッチ、８・・・プレッシャスイッチ、９・・・
空電変換器（締付開始検出手段）、１１・・・空電変換
器（締付終了検出手段）、　１３・・・７０−トスイツ
チ、１５・・・オイルポンプ（強制給油手段）、３４・
・・設定カウンタ、３５〜３８・・・警報ランプ、３９
・・・工程白人表示ランプ、４０・・・締付個数ＯＫク
ランプ４１・・・締付個数未達成ランプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　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及び終了位置
   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ことを
   特徴とするインパクトレンチ使用条件管理装置。 ２　前記工作物検出手段が、 工作物が作業ラインの所定工程の開始位置に到着したこ
   とを検出する開始位置検出手段と、工作物が前記所定工
   程の検査位置に到着したことを検出する検査位置検出手
   段と、 工作物が前記所定工程の終了位置に到着したことを検出
   する終了位置検出手段と、 からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   インパクトレンチ使用条件管理装置。 ３　前記締付不良条件判定手段が、 調圧後の空気圧が所定範囲内の圧力から外れたことを検
   出する空気圧異常検出手段と、 インパクトレンチに供給する空気圧の低下を検出し締付
   作業の開始を検出する締付開始検出手段と、 インパクトレンチの信号チューブに排気される空気圧を
   検出し締付作業の終了を検出する締付終了検出手段と、 締付開始から締付終了までの時間を計測し、該時間が所
   定の許容範囲外となったときは締付時間異常信号を出力
   する手段と、 開始位置検出時から検査位置検出時までの間の締付終了
   信号の発生個数を数え、該個数が所定個数に達しないと
   きは締付個数異常信号を出力する手段と インパクトレンチの累積使用回数を数え、所定累積個数
   に達したときに工具交換信号を出力する手段と、 を備え、空気圧異常信号と、締付時間異常信号と、締付
   個数異常信号と、工具交換信号とにより締付不良条件を
   判定する手段であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のインパクトレンチ使用条件管理装置。