JPS63256375A - 流体圧を利用した回転制御装置 - 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］ 本発明は流体圧を利用した回転制御装置に関し、一層詳
細には、例えば、インパクトレンチを用いてボルト／ナ
ツトの締め付けを行う際、インパクトレンチ駆動時の排
気圧を導入して当該レンチ駆動用の圧縮空気を低圧から
高圧へ円滑に切換制御し、これによりボルト／ナツト締
付作業を一層効率的に、しかも無理なく行うことを可能
とする流体圧を利用した回・転制御装置に関する。

［発明の背景］ 従来から、自動車等の生産工場では各種部品の組み立て
に際して、高い締付トルクが要求されるボルト／ナツト
を多数用いており、その際、空気圧駆動のインパクトレ
ンチが多用されている。このインパクトレンチを用いて
ボルト／ナツトを締め付ける時、実際上、次なる問題点
が存在することが指摘されている。すなわち、締付操作
の際、操作者が操作レバーを押圧すると、−挙に高出力
でレンチ本体が回転する。この結果、ボルト／ナツトは
高トルクで締め付けられることになる。この場合、当該
ボルト／ナツトが比較的ピッチの短い螺子溝を有する場
合には、相互に螺子溝と螺子山とが噛合することなくボ
ルトをナツトに対して挿入してしまい、その結果、螺子
山が潰れる、所謂、ガジリが発生することが屡惹起して
いる。このガジリによっては再び新たなボルト／ナツト
を使用しなければならない。

そこで、従来、このガジリの発生を防止するためインパ
クトレンチの操作レバーを巧みに加減してボルト／ナツ
トの締付作業を行っている。

すなわち、１モーシヨンタイプのインパクトレンチの場
合、ボルト／ナツトの締付初段には操作レバーを軽く押
圧することで圧縮空気の流量をある程度制限し、インパ
クトレンチの締結力を弱める。このようにして、首尾よ
くボルト／ナツトが数条螺合した後、−気に操作レバー
を押圧して所定の締付トルクに達するまで当該ボルト／
ナツトを締め付けることになる。

また、低トルク締付と高トルク締付との双方の機能を切
換可能な２モーシヨンタイプのインパクトレンチにあっ
ては、ボルト／ナツトの螺子溝が数条に亘って螺合する
までは低トルク締付で行い、その後、レバーを切り換え
て高トルク締付で当該ボルト／ナツトを緊締する。

このような従来の方法は作業者に高度の熟練を必要とす
ることから、未熟練者がボルト／ナツトを締め付けるこ
とは実際上困難であり、従って、工場等の組み立てライ
ンで９製品の大量生産を企図する場合、ボルト／ナツト
締付作業が大きく個人の技量に依存する結果、その作業
工程の効率を向上出来ないという欠点が露呈している。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、インパクトレンチのような流体圧を利用する装
置において、回転機構の駆動力となる供給流体圧を低圧
から高圧に時間差を設けて切換制御して低トルク回転か
ら高トルク回転へ自動切換することで、例えば、ボルト
／ナツトの締付時の螺子条のガジリ発生を回避し、締付
作業等の回転力を利用する作業工程の生産効率を一層向
上させることを可能とする流体圧を利用した回転制御装
置を提供することを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は排出圧が導入さ
れて作動するタイマが付設された第１の方向切換弁と、
前記第１方向切換弁から、＜イロット圧を受けて作動さ
れる第２の°方向切換弁とを含み、前記タイマにおいて
設定された時間経過後、低圧流体から高圧流体へと前記
第２方向切換弁が時間差をもって切換制御されて回転動
作するよう構成することを特徴とする。

［実施態様］ 次に、本発明に係る流体圧を利用した回転制御装置につ
いて好適な実施態様としてインパクトレンチを挙げ、添
付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図に示すように、インパクトレンチ１０には駆動用
流体として圧縮空気が供給される。本発明に係る回転制
御装置はこの圧縮空気の流量並びに流路を切り換えるた
めにコントロールバルブ１２と切換バルブ１４とを含む
。この流体供給系につき説明する。先ず、圧ｉ空気供給
源（図示せず）から延設される配管１６に管路１８が接
続され、この管路１８は途中で分岐し、一方の分岐路は
可変絞りの開度を調整することによって空気流量を所定
の値に設定可能なレギュレータ２０を介して後述する切
換バルブ１４の入口ボートＥと連結され、他方の分岐路
は、直接、切換バルブ１４の他方の入口ポー）Ｐに連結
される。この切換バルブ１４には種々の構造の切換制御
弁を用いることが可能であるが、本発明においては、例
えば、スプール型空気圧パイロット切換弁を採用してい
る。図から容易に諒解されるように、この切換バルブ１
４は３つのポート、すなわち、入口ボートＥ、入口ボー
トＰおよび出口ポートＡを有する。第２図に示すように
、入口ボートＥと出口ボートＡとは初期状態では連通し
ており、パイロットボート２２に空気圧が導入されると
、前記入口ポートＥと前記出口ポートＡとの連通状態が
解除されて入口ボートＰと前記出ロボートへとが連通す
るよう構成されている。

前記出口ポートＡは管路２４を介してインパクトレンチ
１０の入口ポート２６に接続する。この入口ボート２６
から圧縮空気が導入されて当該インパクトレンチｌＯは
駆動することになる。

そこで、このインパクトレンチｌＯには操作レバー２８
が設けられ、この操作レバー２８を押圧することでイン
パクトレンチ１０の本体内部に収容されているエアモー
タ（図示せず）に圧縮空気が導入されて駆動する。この
場合、本発明においては、低トルク締付と高トルク締付
の２つの操作に切換可能な２モーシヨンタイプのインパ
クトレンチは必要とされない。すなわち、１モーシヨン
タイプのインパクトレンチで十分対応可能である。

インパクトレンチ１０の図示しないエアモータから延在
する回転軸３０にソケット３２が係着する。

前記入口ポート２６に近接して排気ポート３４が設けら
れ、導入された圧縮空気はこの排気ポート３４から管路
３６を通じて導出される。

そこで、管路３６はコントロールバルブ１２に連結され
ると共に、可変絞り３８を介して消音器４０に接続され
る。このため、インパクトレンチ１０から導出された排
気は前記可変絞りにより所定の圧力に減圧されてコント
ロールバルブ１２に流入する。前記コントロールバルブ
１２は、第２図に示すように、タイマ４２と電磁弁４４
とからなり、パイロット管路４６が前記管路３６から分
岐してタイマ４２に連結する一方、電磁弁４４の入口ボ
ート４８にもこの管路３６が接続されている。この場合
、タイマ４２はパイロット管路４６から所定の空気圧が
作用すると起動し、設定された時間の経過した後、電磁
弁４４のソレノイドを付勢させ、この電磁弁４４が開成
する。なお、空気圧の作用がなくなると、ソレノイドを
減勢させ、その結果、電磁弁４４が閉成するよう構成さ
れている。前記電磁弁４４の出口ポート４９からはパイ
ロット管路５０が延在し、このパイロット管路５０は前
述の切換バルブ１４に設けられたパイロットボート２２
に接続される。

本発明に係る流体圧を利用した回転制御装置は基本的に
は以上のように構成されるものであり、次にその作用並
びに効果について説明する。

先ず、レギュレータ２０を調整して、このレギュレータ
２０下流の空気流量を絞り、所定の空気圧に設定する。

次に、コントロールパルプ１２を構成するタイマ４２を
所定時間経過後電磁弁４４が切換動作するように時間設
定する。これらは締め付けるボルト／ナツトのサイズお
よび螺子溝のピッチ、あるいは形状に応じて任意に選択
可能である。本実施態様の場合、例えば、タイマ４２の
設定時間は０．５秒程度にセットしている。

このようにして準備作業を行った後、ボルトの締付作業
を開始する。そこで、インパクトレンチｌＯのソケット
３２に図示しないボルトの頭部またはナツトを嵌合させ
る。次いで、操作レバー２８を押圧すると、インパクト
レンチｌＯ内の図示しないエアモータに圧縮空気が導入
されてこのインパクトレンチｌＯは起動し、前記エアモ
ータの回転は回転軸３０を介して前記ソケット３２に伝
達されてボルトあるいはナツトが回転するに至る。この
場合、予めレギュレータ２０により流量が絞られて所定
の圧力に減圧された圧縮空気がインパクトレンチ１０に
導入されるため、ボルトあるいはナツトは低速度、低ト
ルクで回転することになる。なお、エアモータを回転さ
せた圧縮空気は排気ポート３４から導出され、管路３６
、可変絞り３８を介して消音器４０から外部に排気され
ると共に、パイロット管路４６を介してタイマ４２に導
入される。このため、導入された圧縮空気によりタイマ
４２が起動し、所定の設定時間（この場合、０．５秒程
度）が経過した後、前記タイマ４２は電磁弁４４のソレ
ノイドを付勢してこの電磁弁４４を切り換える。

すなわち、入口ポート４８と出口ポート４９が連通し、
インパクトレンチＩＯから排気された空気はパイロット
管路５０を介して切換バルブ１４のパイロットボート２
２に流入し、前記切換バ°ルブ１４がその空気圧により
切り換わる。この結果、入口ポートＥと出口ボートＡと
が連通し、所定の規定トルクでボルト／ナツトを締め付
けるのに必要な圧力に設定されている配管１６からの圧
縮空気がインパクトレンチ１０に導入されるに至る。

従って、ボルトあるいはナツトが高速度で回転゛し、締
付部材に対して着座状態に近づくに従って徐々にそのト
ルクは上昇し、最終的に規定トルク下で緊締されて締め
付は作業が終゛了することになる。

この間の時間とボルト／ナツトの締付トルクとの関係を
第３図に示す。

このようにボルト／ナツトの螺子溝と螺子山とが相互に
螺合し、締付初期においては低圧の圧縮空気により駆動
されてボルト／ナツトは低速度で締め付けられるためガ
ジリを防止することが可能であり、しかもボルト／ナツ
トの大きさ、その螺子溝のピッチ、形状により適宜低圧
駆動の時間を選択出来ると共に前記時間経過後は高トル
クでの締め付けを行うべく圧力流体の切り換えが行われ
るため、ボルト／ナツトの締付作業が極めて効率よく遂
行されることになる。

次に、インパクトレンチ１０の操作レバー２８に対する
押圧を停止すれば、ボルト／ナツトの締付作業が終了す
る。コントロールパルプ１２には作業終了に伴い排気空
気が通流しなくなり、タイマ４２は初期の状態にリセッ
トされ且つ電磁弁４４のソレノイドも減勢される。従っ
て、前記電磁弁４４は閉成されて原位置に戻る。この結
果、切換バルブ１４にパイロット空気圧が作用しないた
め、この切換バルブ１４も元の状態に切り換わることに
なる。

以上で全てが初期状態に戻り、次のボルト／ナツトの締
付作業に待機する。このように低トルクから高トルクへ
の切換工程が全て自動的に行われるため、ボルト／ナツ
ト等の締め付けに際し、熟練者を特に必要とされること
はない。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、タイマが付設された弁
機構をインパクトレンチ駆動時の排気空気圧により作動
させて当該インパクトレンチに供給される圧縮空気を低
圧空気から高圧空気に自動的に切り換えている。このた
め、ボルト／ナツト締付時の螺子溝、螺子山のガジリあ
るいは損傷を完全に回避出来、この結果、工場等のライ
ン生産工程において、締付作業効率を大幅に向上させる
ことが可能となる効果が得られる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
インパクトレンチに代えて他の締付機構、タップ機構に
も用いることが可能であり、また圧力流体として空気圧
に限定されることもない等、本発明の要旨を逸脱しない
範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能なこと
は勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る流体圧を利用した回転制御装置の
概略正面図、 第２図は本発明に係る流体圧を利用した回転制御装置の
回路図、 第３図はボルト／ナツト締付時の時間と締付トルクとの
関係を示すグラフである。 １０・・・インパクトレンチ　１２・・・コントロール
バルブ１４・・・切換バルブ　　　　２０・・・レギユ
レータ２２・・・パイロットボート２６・・・入口ボー
ト３４・・・排気ボート３６・・・管路 ３８・・・可変絞り　　　　　４２・・・タイマ４４・
・・電磁弁　　　　　　４６・・・パイロット管路４８
・・・入口ボート　　　　４９・・・出口ボート５０・
・・パイロット管路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）排出圧が導入されて作動するタイマが付設された
   第１の方向切換弁と、前記第１方向切換弁からパイロッ
   ト圧を受けて作動される第２の方向切換弁とを含み、前
   記タイマにおいて設定された時間経過後、低圧流体から
   高圧流体へと前記第２方向切換弁が時間差をもって切換
   制御されて回転動作するよう構成することを特徴とする
   流体圧を利用した回転制御装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、第１
   方向切換弁は電磁弁からなり、タイマの設定時間経過に
   より前記第１方向切換弁のソレノイドが励磁されて第２
   方向切換弁を切換作動してなる流体圧を利用した回転制
   御装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項または第２項記載の装置に
   おいて、当該装置はインパクトレンチからなる流体圧を
   利用した回転制御装置。