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JPH08229841A - Constant-tension bolt fastening device - Google Patents

Constant-tension bolt fastening device

Info

Publication number
JPH08229841A
JPH08229841A JP7018415A JP1841595A JPH08229841A JP H08229841 A JPH08229841 A JP H08229841A JP 7018415 A JP7018415 A JP 7018415A JP 1841595 A JP1841595 A JP 1841595A JP H08229841 A JPH08229841 A JP H08229841A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axial force
output shaft
bolt
motor
fastening device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7018415A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Sato
敏 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KUWANTAI SYST KK
Original Assignee
KUWANTAI SYST KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KUWANTAI SYST KK filed Critical KUWANTAI SYST KK
Priority to JP7018415A priority Critical patent/JPH08229841A/en
Publication of JPH08229841A publication Critical patent/JPH08229841A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a constant-tension bolt fastening device that can obtain constant reflected wave regardless of a fitted state between a bolt head and a bolt fit-in part or between a nut and a bolt bottom part so as to generate no fluctuation to fastening axial force. CONSTITUTION: An output shaft 8 rotated by power transmitted from a motor is provided inside with an electrode needle 16 pressed downward by a pressure spring 17 while interlocking a socket 12 for fitting a bolt A or a nut B therein, with the rotation of the output shaft 8. The lower end of the electrode needle 16 is brought into contact with a piezoelectric ultrasonic sensor A2 provided at the top face of the head A1 of the bolt A or the bolt bottom face A3, and a tension controller is connected to the electrode needle 16 and the socket 12 to form a constant-tension bolt fastening device.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、モーター等の駆動源の
回転力が伝達され、ボルトを締着する出力軸のトルクが
定軸力に達した際に、モーターの回転を自動的に停止す
る定軸力ボルト締着装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention automatically stops the rotation of a motor when the torque of a drive source such as a motor is transmitted and the torque of an output shaft for fastening a bolt reaches a constant axial force. The present invention relates to a constant axial force bolt fastening device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来からピエゾ素子に機械的な衝撃を与
えると、ピエゾ素子は電気的なパルス電圧を発生し、逆
にピエゾ素子にパルス電圧を印加すると振動することが
知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, it is known that when a mechanical shock is applied to a piezo element, the piezo element generates an electric pulse voltage, and conversely, when a pulse voltage is applied to the piezo element, it vibrates.

【0003】又、ボルトが締着されると、その締着力で
ボルトが伸長し、且つその伸長で生じる内部歪みで、ボ
ルト端面から加えられた超音波パルスが反対側の端面で
反射され、超音波パルスが加えられた端面に到達する伝
搬時間が長くなることが判明している。
Further, when the bolt is tightened, the tightening force causes the bolt to expand, and the internal distortion caused by the expansion causes an ultrasonic pulse applied from the end surface of the bolt to be reflected at the opposite end surface, and the It has been found that the propagation time to reach the end face to which the sound wave pulse is applied becomes long.

【0004】このようなボルトの締着力でボルト内の信
号の伝搬時間が変化するのを利用し、ボルトの締着力を
超音波パルスの伝搬時間の変化で検出することによっ
て、定軸力でのボルトの締着が行われるようになってき
た。
By utilizing the fact that the propagation time of the signal in the bolt changes due to the tightening force of the bolt, the tightening force of the bolt is detected by the change in the propagation time of the ultrasonic pulse, so that a constant axial force is obtained. The tightening of bolts has started to take place.

【0005】従来のこの種の定軸力ボルト締着装置の一
例としては、特開昭62−287981号公報記載のス
クリュウ締付工具があり、このスクリュウ締付工具はボ
ルトを回転させる出力軸にピエゾ超音波センサーを設置
し、このピエゾ超音波センサーにパルス電圧を加え、ピ
エゾ超音波センサーから出射された超音波パルス信号の
反射をピエゾ超音波センサーで受信して、これを電気信
号に変換することで、ボルトの締着状態を把握し、一定
のトルクに達した際にモーターの停止で出力軸を止める
ものである。
As an example of a conventional constant axial force bolt fastening device of this type, there is a screw fastening tool disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-287981, and this screw fastening tool is an output shaft for rotating a bolt. A piezo ultrasonic sensor is installed, a pulse voltage is applied to this piezo ultrasonic sensor, the reflection of the ultrasonic pulse signal emitted from the piezo ultrasonic sensor is received by the piezo ultrasonic sensor, and this is converted into an electrical signal. By grasping the tightened state of the bolt, the output shaft is stopped by stopping the motor when a certain torque is reached.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このようなスクリュウ
締付工具は、ピエゾ超音波センサーが設けられている出
力軸と、この出力軸に嵌合しているボルト頭部の接触状
態は一定でないために、ピエゾ超音波センサーから出射
された超音波パルスが、接触面の抵抗により伝搬時間が
変化し、ボルトの締付トルクによる伸長の変化が正確に
測定できず、従って正確な軸力でのボルトの締着が行え
なかった。
In such a screw tightening tool, the contact state between the output shaft provided with the piezoelectric ultrasonic sensor and the head of the bolt fitted to the output shaft is not constant. In addition, the propagation time of the ultrasonic pulse emitted from the piezo ultrasonic sensor changes due to the resistance of the contact surface, and the change in extension due to the tightening torque of the bolt cannot be accurately measured. Could not be fastened.

【0007】本発明は、近来ボルト頭部の頂面内又はネ
ジ部先端の底面にピエゾ電気薄膜を形成したボルトが実
用化されているのに着目し、従来のスクリュウ締付工具
の前述の問題点を解決するために、このピエゾ電気薄膜
にパルス電圧を印加することで、ボルト頭部とボルト嵌
合部又はボルト底部とナットの接触状態に係わらず、一
定の速度での伝搬を可能とし、締付軸力に変動を生じな
い定軸力ボルト締着装置を提供することを目的とする。
The present invention focuses on the fact that a bolt having a piezoelectric thin film formed on the top surface of the head of the bolt or on the bottom surface of the tip of the screw has been put into practical use, and the above-mentioned problems of the conventional screw tightening tool. In order to solve the point, by applying a pulse voltage to this piezoelectric thin film, regardless of the contact state of the bolt head and the bolt fitting portion or the bolt bottom and the nut, it is possible to propagate at a constant speed, An object of the present invention is to provide a constant axial force bolt tightening device that does not cause fluctuations in the tightening axial force.

【0008】[0008]

【課題を解決する手段】本発明は、前述の目的を達成す
るための定軸力ボルト締着装置の手段に関し、請求項1
記載の手段は、駆動源からの動力が伝達されて回転する
出力軸と、該出力軸の回転に連動して回転するボルト又
はナット嵌合用ソケットと、前記出力軸内に設けられて
付勢部材により下方向に押圧されボルトの頭部頂面又は
ネジ部先端底面に設けられたピエゾ超音波センサーに接
触する電極針と、前記電極針とソケットに接続される定
軸力測定手段とを備えたことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a means for a constant axial force bolt fastening device for achieving the above-mentioned object, and claims 1
The means described is an output shaft that rotates by transmitting power from a drive source, a bolt or nut fitting socket that rotates in conjunction with the rotation of the output shaft, and an urging member provided in the output shaft. An electrode needle that is pressed downward by the head to contact the piezo ultrasonic sensor provided on the top surface of the head of the bolt or the bottom surface of the tip of the screw portion, and a constant axial force measuring means connected to the electrode needle and the socket. It is characterized by

【0009】又、定軸力測定手段をピエゾ超音波センサ
ーに入出力し、入力と出力による伝搬時間を測定して、
定軸力での締着を判断する軸力コントロラーと、該軸力
コントローラーに接続されて、駆動源であるモーターへ
の出力をコントロールするモーターコントローラーとで
構成し、さらに、モーターの回転伝達経路中にトルクセ
ンサーが設けられると共に、モーターの回転がギアを介
して出力軸に伝達させても良い。
Further, the constant axial force measuring means is inputted / outputted to / from the piezo ultrasonic sensor to measure the propagation time due to the input and the output,
It is composed of an axial force controller that determines the fastening with a constant axial force and a motor controller that is connected to the axial force controller and controls the output to the motor that is the drive source. A torque sensor may be provided therein and the rotation of the motor may be transmitted to the output shaft via a gear.

【0010】又、前記出力軸心とモーターの軸心とが直
角方向に配置され、モーター軸の回転が伝達される回転
軸と出力軸間に回転を伝達するベベルギアを設け、或い
は、前記モーターの回転を伝達するカップリングがモー
ターと出力軸との間に設けられ、電極針と出力軸との間
には軸力コントローラーに接続したスリップリングを設
けることもできる。
Further, the output shaft center and the motor shaft center are arranged at right angles to each other, and a bevel gear for transmitting the rotation is provided between the rotation shaft to which the rotation of the motor shaft is transmitted and the output shaft. A coupling for transmitting rotation is provided between the motor and the output shaft, and a slip ring connected to an axial force controller can be provided between the electrode needle and the output shaft.

【0011】[0011]

【作用】前記した如く構成した本発明の定軸力ボルト締
着装置は、駆動源の回転が伝達されて出力軸が回転する
と、ソケットも出力軸の回転に伴って回転し、ソケット
に嵌められているボルトの頭部又はナットを回転してボ
ルトが締付られるが、定軸力測定手段からのパルス電圧
が、付勢部材の付勢でボルト頭の頂面又は底面のピエゾ
超音波センサーに接触している電極針に伝えられ、この
パルス電圧がボルト頂面又は底面のピエゾ超音波センサ
ーに印加される。
In the constant axial force bolt fastening device of the present invention configured as described above, when the rotation of the drive source is transmitted and the output shaft rotates, the socket also rotates with the rotation of the output shaft and is fitted into the socket. The bolt is tightened by rotating the head or nut of the bolt, but the pulse voltage from the constant axial force measuring means is applied to the piezo ultrasonic sensor on the top or bottom of the bolt head by the bias of the biasing member. The pulse voltage is transmitted to the contacting electrode needle, and this pulse voltage is applied to the piezoelectric ultrasonic sensor on the top surface or the bottom surface of the bolt.

【0012】すると、ピエゾ超音波センサーは超音波パ
ルスを出射し、この信号はボルト底面又は頂面で反射さ
れ、この反射波がボルト頂面又は底面からピエゾ超音波
センサーに伝えられてパルス電圧に変換されて出力軸に
伝えられ、このパルス電圧の出力から入力までの伝搬時
間を測定することによって、ボルトに対する締付軸力の
測定が行われ、定軸力に達した際に出力軸の回転が停止
され、定軸力での締着が行われる。
Then, the piezoelectric ultrasonic sensor emits an ultrasonic pulse, and this signal is reflected on the bottom surface or top surface of the bolt, and this reflected wave is transmitted from the top surface or bottom surface of the bolt to the piezoelectric ultrasonic sensor to generate a pulse voltage. It is converted and transmitted to the output shaft, and the tightening axial force on the bolt is measured by measuring the propagation time from the output of this pulse voltage to the input, and when the constant axial force is reached, the output shaft rotates. Is stopped and fastening is performed with a constant axial force.

【0013】又、軸力コントローラーから前記のパルス
信号が電極針に送られ、その反射波を測定して伝搬時間
により締着力が定軸力に達したか否かの判断を軸力コン
トローラーで行って、定軸力に到達すると軸力コントロ
ーラーがモーターコントローラーに出力してモーターを
停止させ、定軸力でのボルトの締付が行われる。
Further, the above-mentioned pulse signal is sent from the axial force controller to the electrode needle, the reflected wave is measured, and the axial force controller determines whether or not the fastening force reaches the constant axial force based on the propagation time. Then, when the constant axial force is reached, the axial force controller outputs it to the motor controller to stop the motor, and the bolt is tightened with the constant axial force.

【0014】さらに、前記のモーターから出力軸に至る
動力伝達経路中に設けたトルクセンサーで、出力軸に伝
達するトルクを監視し、且つ出力軸のギアを、モーター
で駆動されるギアで回転させるようにしたものである。
Furthermore, the torque transmitted to the output shaft is monitored by the torque sensor provided in the power transmission path from the motor to the output shaft, and the gear of the output shaft is rotated by the gear driven by the motor. It was done like this.

【0015】又、モーターと出力軸とを直角方向に配置
して、この定軸力ボルト締着装置の高さを小さくすると
共に、モーターを握り易くし、更に出力軸にはモーター
の回転をベベルギアで伝達し、手で定軸力ボルト締着装
置を持つハンドツールとしての作業をやり易くしたもの
である。
Further, by arranging the motor and the output shaft at right angles to each other, the height of the constant axial force bolt fastening device can be made small, and the motor can be easily gripped, and the output shaft can be rotated by a bevel gear. This makes it easier to perform work as a hand tool having a constant axial force bolt fastening device by hand.

【0016】さらに、モーターと出力軸がカップリング
結合されていて、モーターの回転中は電極針も回転して
いるような場合に、電極針と出力軸間に設けたスリップ
リングにより、定軸力測定手段のパルス電圧をボルト頂
面又は底面のピエゾ超音波センサーに伝えられるように
した。
Further, when the motor and the output shaft are coupled to each other and the electrode needle also rotates during the rotation of the motor, a slip ring provided between the electrode needle and the output shaft causes a constant axial force. The pulse voltage of the measuring means can be transmitted to the piezoelectric ultrasonic sensor on the top or bottom of the bolt.

【0017】[0017]

【実施例】次に、本発明を一定の場所に設置されるロボ
ットのような定軸力ボルト締着装置に実施した実施例
を、図1〜図4について、以下に説明する。この実施例
においては、ロボットのような所定の位置に移動した
り、締着されるボルトが移動してくる場所の設置板1
に、ギアボックス2が取り付けられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a constant axial force bolt fastening device such as a robot installed at a fixed place will be described below with reference to FIGS. In this embodiment, the installation plate 1 is moved to a predetermined position such as a robot or a place where a bolt to be fastened moves.
The gear box 2 is attached to the.

【0018】このギアボックス2の上部には伝達される
中間軸におけるトルクを測定して表示するトルクセンサ
ー3が設けられ、更にその上部にはモーター4の回転速
度を減速する減速ギアボックス5を介在させ、これにモ
ーター4が取り付けられるもので、このモーター4には
エンコーダーが設けられ、後述のモーターコントローラ
ー6から出力されたコードに従って、モーター4の回転
速度、並びに停止が制御される。
A torque sensor 3 for measuring and displaying the torque of the transmitted intermediate shaft is provided above the gear box 2, and a reduction gear box 5 for reducing the rotational speed of the motor 4 is provided above the torque sensor 3. The motor 4 is attached to the motor 4. The motor 4 is provided with an encoder, and the rotation speed and stop of the motor 4 are controlled according to a code output from a motor controller 6 described later.

【0019】ギアボックス2内でモーター4からの回転
が伝達されているギアに噛合するギア7を設けた出力軸
8は、上下をギアボックス2の軸受け9で軸承されてお
り、その下部を断面正方形の嵌合軸10として、その側
面に係合部11が設けられている。
The output shaft 8 provided with a gear 7 that meshes with the gear to which the rotation from the motor 4 is transmitted in the gear box 2 is supported by the bearing 9 of the gear box 2 at the top and bottom, and the lower portion thereof is sectioned. An engagement portion 11 is provided on the side surface of the square fitting shaft 10.

【0020】一方、ボルトAの6角形状の頭部A1又は
ナットBに嵌合する6角孔が穿設されているソケット1
2には、嵌合軸10の係合部11に係合する押しピン1
3が出没可能に設けられ、押しピン13をソケット12
内に押し込むようにして、押しピン13と係合部11を
係合させ、ソケット12が嵌合軸10の回転と連動する
ように嵌着できる。
On the other hand, the hexagonal head portion A1 of the bolt A or the hexagonal hole for fitting the nut B is provided in the socket 1
2 includes a push pin 1 that engages with the engaging portion 11 of the fitting shaft 10.
3 is provided so that it can be retracted, and the push pin 13
The push pin 13 and the engaging portion 11 are engaged by being pushed inward, and the socket 12 can be fitted so as to interlock with the rotation of the fitting shaft 10.

【0021】出力軸8内に、絶縁チューブ14を介して
電極ホルダー15が収容され、該電極ホルダー15内に
は、その内部を上下にスライドできると共に、出力軸8
の下端に先端が露呈している電極針16とを収容し、電
極ホルダー15と電極針16との間に押圧スプリング1
7を介在させ、電極ホルダー15の上端には該電極ホル
ダーとの間でスリップする電極リング18がギアケース
に取り付けられているハウジング2aに固定されてい
る。
An electrode holder 15 is housed in the output shaft 8 via an insulating tube 14, and the inside of the electrode holder 15 can be slid vertically and the output shaft 8 can be slid up and down.
The electrode spring 16 whose tip is exposed at the lower end of the spring is accommodated, and the pressing spring 1 is provided between the electrode holder 15 and the electrode needle 16.
An electrode ring 18 that slips between the electrode holder 15 and the electrode holder 15 is fixed to the housing 2a attached to the gear case.

【0022】一方、軸力コントローラー19に接続され
ているコネクター20が前記ハウジング2aの頂部に嵌
着されており、このコネクター20と電極リング18、
およびハウジング2aとの間にはリード線21が配線さ
れ、軸力コントローラー19からのパルス電圧が電極リ
ング18、電極ホルダー15を介して電極針16に伝え
られる。
On the other hand, a connector 20 connected to the axial force controller 19 is fitted on the top of the housing 2a. The connector 20 and the electrode ring 18,
A lead wire 21 is wired between the housing and the housing 2a, and the pulse voltage from the axial force controller 19 is transmitted to the electrode needle 16 via the electrode ring 18 and the electrode holder 15.

【0023】又、ボルトAの頭部A1における頂面又は
ネジ先端の底部A3における底面は凹んでいて、これに
ピエゾ電気薄膜で形成されたピエゾ超音波センサーA2
が形成され、電極針16が押圧スプリング17の押圧力
でピエゾ超音波センサーA2に圧接されることで、電極
針16に伝達されたパルス電圧がピエゾ超音波センサー
A2に印加されると、ピエゾ超音波センサーA2はこれ
を超音波パルスに変換して、ボルト底面又は頂面に向け
て出射する。
Further, the top surface of the head A1 of the bolt A or the bottom surface of the bottom portion A3 of the screw tip is recessed, and a piezoelectric ultrasonic sensor A2 formed of a piezoelectric thin film is formed in the recess.
Is formed and the electrode needle 16 is pressed against the piezo ultrasonic sensor A2 by the pressing force of the pressing spring 17, and when the pulse voltage transmitted to the electrode needle 16 is applied to the piezo ultrasonic sensor A2, The sound wave sensor A2 converts this into an ultrasonic wave pulse and emits it toward the bottom surface or the top surface of the bolt.

【0024】この超音波パルスはボルトAの底面又は頂
面で反射されて、再びピエゾ超音波センサーA2に到達
し、ピエゾ超音波センサーA2はこれをパルス電圧に変
換するものであるが、このパルス電圧の受信とパルス電
圧の出力は、コネクター20の一方の端子、電極リング
18、電極ホルダー15、電極針16、ソケット13、
出力軸8、コネクター20の他方の端子で構成される回
路によって、送受信回路22との間を伝達させることが
できる。
This ultrasonic pulse is reflected by the bottom surface or the top surface of the bolt A and reaches the piezoelectric ultrasonic sensor A2 again, and the piezoelectric ultrasonic sensor A2 converts this into a pulse voltage. The voltage is received and the pulse voltage is output, one terminal of the connector 20, the electrode ring 18, the electrode holder 15, the electrode needle 16, the socket 13,
A circuit configured with the output shaft 8 and the other terminal of the connector 20 can be used for transmission between the transmission / reception circuit 22.

【0025】この送受信回路22の出射するパルス電圧
と、受信したパルス電圧の間の差の時間によってボルト
Aの伝搬時間が測定され、ー御回路23に入力される
が、この制御回路23には、設定回路24で予め設定さ
れたそのボルトAに対する適正な軸力値に対する伝搬時
間および適正なトルク値と回転角度範囲が入力されるよ
うになっている。
The propagation time of the voltage A is measured by the time difference between the pulse voltage emitted from the transmitter / receiver circuit 22 and the received pulse voltage, and the measured time is input to the control circuit 23. A propagation time for a proper axial force value for the bolt A, a proper torque value, and a rotation angle range preset by the setting circuit 24 are input.

【0026】この制御回路23と送受信回路22は、図
2の軸力コントローラー19とモーターコントローラー
6で構成されており、図4のフローチャートに従って動
作するもので、ステップS1〜ステップS2は本来のボ
ルト締付工程に先立って行われる前工程である。
The control circuit 23 and the transmission / reception circuit 22 are composed of the axial force controller 19 and the motor controller 6 shown in FIG. 2, and operate according to the flow chart shown in FIG. 4. Steps S1 to S2 are originally bolt tightening. This is a pre-process performed prior to the attaching process.

【0027】この工程は、先ずステップS1において、
設定回路24での入力を記録するレジスターeの内容を
クリアしてe=0に、次いでステップS2で前記設定回
路24で設定された目標軸力Tmを得るための伝搬時間
が予め入力される。なお、この目標値は、ボルト材質、
熱処理等の物性及びその温度による補正値等が考慮され
る。
In this process, first in step S1,
The content of the register e for recording the input in the setting circuit 24 is cleared to e = 0, and then the propagation time for obtaining the target axial force Tm set in the setting circuit 24 is input in advance in step S2. The target value is the bolt material,
Physical properties such as heat treatment and correction values depending on the temperature are taken into consideration.

【0028】そして、ステップS3から以後は実質的な
ボルトの締付工程に入るもので、ステップS3では制御
回路23からの出力に基づいて送受信回路22からパル
ス電圧をボルトAのピエゾ超音波センサーA2に出力し
て超音波パルスを出射させ、その反射波により変換され
たパルス電圧が送受信回路22に入力されて、ステップ
S4でパルス電圧の送受信の時間差による伝搬時間Tが
制御回路23で検出される。
After step S3, a substantial bolt tightening process is started. In step S3, the pulse voltage is transmitted from the transmission / reception circuit 22 based on the output from the control circuit 23 to the piezoelectric ultrasonic sensor A2 of voltage A. To output an ultrasonic pulse, the pulse voltage converted by the reflected wave is input to the transmission / reception circuit 22, and the propagation time T due to the time difference of transmission / reception of the pulse voltage is detected by the control circuit 23 in step S4. .

【0029】制御回路23はこの伝搬時間Tが先に設定
した目標軸力Tmに等しいか否かをステップS5で判断
し、小さい場合にはステップS5で繰り返し反復する
が、この伝搬時間TがTmと等しいか、大きくなった場
合に始めてステップS6に進み、モーターコントローラ
ー6に出力し、モーターコントローラー6はモーターの
エンコーダーに指令してモーターの回転を止め、このフ
ローチャートが終了すると共に、定軸力ボルト締着装置
が停止する。
The control circuit 23 determines in step S5 whether this propagation time T is equal to the previously set target axial force Tm, and if it is smaller, repeats iteratively in step S5, but this propagation time T is Tm. When it becomes equal to or larger than, the process proceeds to step S6 and outputs to the motor controller 6, and the motor controller 6 commands the encoder of the motor to stop the rotation of the motor, and this flowchart ends and the constant axial force bolt The fastening device stops.

【0030】このようにして、定軸力によるボルトの締
着が行われるが、前記のステップS4におけるTがTm
に等しいか、大きくなった場合以後も伝搬時間の測定を
継続し、これを換算した軸力値を表示するようにすれ
ば、締付以後のボルトの緩み具合を知ることもでき、更
に一度緩めたボルトの再締付する所謂「なじみ締付」も
締着トルクの測定を行いながらできるものである。又、
内蔵トルクセンサーおよび回転角度センサーの値も同時
計測すれば、より確実な締め付け管理が可能となる。
In this way, the bolts are tightened by the constant axial force, but T in step S4 is Tm.
If it is equal to or greater than, the propagation time measurement is continued and the converted axial force value is displayed so that the looseness of the bolt after tightening can be known. The so-called "familiar tightening" for re-tightening the bolts can also be performed while measuring the tightening torque. or,
By simultaneously measuring the values of the built-in torque sensor and rotation angle sensor, more reliable tightening management becomes possible.

【0031】請求項4に該当し、図5に示す第2実施例
においては、出力軸8とモーター4で駆動される駆動軸
30とは直角方向に配設され、駆動軸30と出力軸8に
設けられたベベルギア31、32によって、駆動軸30
の回転が出力軸8に伝達される。
In the second embodiment shown in FIG. 5, which corresponds to claim 4, the output shaft 8 and the drive shaft 30 driven by the motor 4 are arranged at right angles, and the drive shaft 30 and the output shaft 8 are arranged. Bevel gears 31 and 32 provided on the drive shaft 30
Is transmitted to the output shaft 8.

【0032】そして、前実施例と同様に、出力軸8に絶
縁支持されている電極ホルダー15と、出力軸8内を挿
通して出力軸8から絶縁されている電極針16との間に
は、電極針16を下方に向けて押圧する押圧スプリング
17が架設されており、出力軸8の下端に着脱自在で回
転方向に連動するソケット12に嵌め込まれたボルトA
の頭部A1又は底面A3の上面のピエゾ超音波センサー
A2に電極針16が圧接されるようになっている。
As in the previous embodiment, between the electrode holder 15 that is insulated and supported by the output shaft 8 and the electrode needle 16 that is inserted through the output shaft 8 and insulated from the output shaft 8. A pressing spring 17 for pressing the electrode needle 16 downward is installed, and a bolt A fitted in a socket 12 which is detachably attached to the lower end of the output shaft 8 and interlocks in the rotational direction.
The electrode needle 16 is brought into pressure contact with the piezo ultrasonic sensor A2 on the upper surface of the head A1 or the bottom surface A3.

【0033】電極針16とソケット12は送受信回路2
2に接続され、前実施例の回路が前実施例のフローチャ
ートと同じ動作を行って、ボルトAの定軸力締着が行う
ことができるれるもので、モーター4と出力軸8とが直
角位置にあるので、全高を低くすることができ、ハンド
ツールとして使い易い形態とすることができるものであ
る。
The electrode needle 16 and the socket 12 are connected to the transmitting / receiving circuit 2
2, the circuit of the previous embodiment performs the same operation as the flow chart of the previous embodiment, and the constant axial force tightening of the bolt A can be performed, and the motor 4 and the output shaft 8 are at a right angle position. Therefore, the overall height can be reduced and the hand tool can be easily used.

【0034】請求項5に該当し、図6に示す第3実施例
においては、出力軸8の上端にカップリング35が設け
られていて、このカップリング35にモーター4からの
回転軸36の下端が嵌着されており、モーター4が出力
軸8の上方に位置し、従ってこの実施例においては全高
が高くなると共に、電極ホルダー15が出力軸8と一緒
に回転している。
In the third embodiment shown in FIG. 6, which corresponds to claim 5, a coupling 35 is provided on the upper end of the output shaft 8, and the lower end of the rotary shaft 36 from the motor 4 is attached to the coupling 35. Is fitted and the motor 4 is located above the output shaft 8 so that in this embodiment the overall height is high and the electrode holder 15 is rotating with the output shaft 8.

【0035】そのために、前各実施例のような送受信回
路22に接続されたリード線を直接電極ホルダー15に
接触して非回転の電極リング20を設けることができ
ず、リード線が捩じれてしまうために、電極ホルダー1
5に螺合するビス37で出力軸8に絶縁されているスリ
ップリング38を出力軸8に取り付け、ハウジング39
に絶縁して取り付けられると共に、バネ40で押圧され
ている電極ブラシ41をスリップリング38に接触させ
たもので、その他は第1実施例と変わらない。
Therefore, the lead wire connected to the transmission / reception circuit 22 as in the previous embodiments cannot directly contact the electrode holder 15 to provide the non-rotating electrode ring 20, and the lead wire is twisted. For the electrode holder 1
A slip ring 38, which is insulated from the output shaft 8 by a screw 37 that is screwed into the screw 5, is attached to the output shaft 8 and a housing 39
The electrode brush 41 is attached to the slip ring 38 while being insulated and attached to the slip ring 38. The rest is the same as the first embodiment.

【0036】このように、出力軸8と電極ホルダー1
5、電極針16が回転し、電極リング20をハウジング
2aに設けることができない場合に、回転するスリップ
リング38と電極ブラシ41を設けることによって、送
受信回路22からのパルス信号を電極針16に伝えるこ
とができるものである。
Thus, the output shaft 8 and the electrode holder 1
5. When the electrode needle 16 rotates and the electrode ring 20 cannot be provided in the housing 2a, the rotating slip ring 38 and the electrode brush 41 are provided to transmit the pulse signal from the transmission / reception circuit 22 to the electrode needle 16. Is something that can be done.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明は叙上のように、ボルトの頂面又
は底面に予め設けられているピエゾ超音波センサーにパ
ルス電圧を印加して超音波パルスを出射させ、この反射
波を受信したピエゾ超音波センサーがパルス電圧に変換
するので、従来の出力軸に超音波センサーを設けた場合
のようなボルト頭部又は底部と出力軸の接触状態、その
他の送信と受信の伝搬時間が変化する原因がなくなり、
不正確な要因が入り込む余地のない伝搬時間の測定がで
きる。
As described above, according to the present invention, a pulse voltage is applied to a piezoelectric ultrasonic sensor provided in advance on the top surface or the bottom surface of a bolt to emit an ultrasonic pulse, and the reflected wave is received. Since the piezo ultrasonic sensor converts into pulse voltage, the contact state between the head or bottom of the bolt and the output shaft, as in the case where the ultrasonic sensor is installed on the conventional output shaft, and other transmission and reception propagation times change The cause disappears,
It is possible to measure the propagation time without room for inaccurate factors.

【0038】従って、伝搬時間の狂いによる出力軸の軸
力の測定誤差がなくなり、正確な定軸力でのボルトの締
着を行うことができ、この締着後も測定を継続して、こ
れを表示させることによって締付停止後における軸力低
下を観察することも可能で、この時の軸力低下に対して
再締付を行わせることもでき、又、その時のトルク、角
度計測値と合わせて合計3件による総合判別が可能であ
る。
Therefore, the measurement error of the axial force of the output shaft due to the deviation of the propagation time is eliminated, and the bolt can be fastened with an accurate constant axial force. After the fastening, the measurement is continued, and It is also possible to observe the decrease in axial force after stopping tightening by displaying, and it is possible to re-tighten against the decrease in axial force at this time, and the torque and angle measurement values at that time It is possible to make a total judgment of a total of three cases in total.

【0039】しかも、ボルトの締着を一旦緩めた後に再
締付する「なじみ締付」も可能で、更にソケットの交換
で種々のボルト頭部の形状や大きさに対応させることも
可能となる等の利点を有するものである。
Moreover, "familiar tightening" in which bolts are once loosened and then re-tightened is possible, and it is also possible to adapt the shape and size of various bolt heads by replacing the socket. And the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例の要部の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an essential part of a first embodiment of the present invention.

【図2】同上の全体の正面図である。FIG. 2 is an overall front view of the same.

【図3】同上の回路のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of the above circuit.

【図4】同上によるフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart according to the above.

【図5】第2実施例の要部の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of an essential part of the second embodiment.

【図6】第3実施例の一部を断面とした正面図である。FIG. 6 is a front view showing a part of a third embodiment in section.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A ボルト A1 頭部 A2 ピエゾ超音波センサー A3 底部 B ナットB 3 トルクセンサー 4 モーター 6 モーターコントローラー 7 ギア 8 出力軸 12 ソケット 16 電極針 17 押圧スプリング 19 定軸力コントローラー 31、32 ベベルギア 35 カップリング 38 スリップリング A Bolt A1 Head A2 Piezo ultrasonic sensor A3 Bottom B Nut B3 Torque sensor 4 Motor 6 Motor controller 7 Gear 8 Output shaft 12 Socket 16 Electrode needle 17 Pressing spring 19 Constant axis force controller 31, 32 Bevel gear 35 Coupling 38 Slip ring

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 駆動源からの動力が伝達されて回転する
出力軸と、該出力軸の回転に連動して回転するボルト又
はナット嵌合用ソケットと、前記出力軸内に設けられて
付勢部材により下方向に押圧されボルトの頭部頂面又は
ネジ部先端の底面に設けられたピエゾ超音波センサーに
接触する電極針と、前記電極針とソケットに接続される
定軸力測定手段とを備えたことを特徴とする定軸力ボル
ト締着装置。
1. An output shaft that rotates by transmitting power from a drive source, a bolt or nut fitting socket that rotates in conjunction with rotation of the output shaft, and an urging member provided in the output shaft. An electrode needle that is pressed downward by the head to contact the piezoelectric ultrasonic sensor provided on the top surface of the head of the bolt or the bottom surface of the tip of the screw portion, and a constant axial force measuring means connected to the electrode needle and the socket. A constant axial force bolt fastening device characterized in that
【請求項2】 前記定軸力測定手段は、ピエゾ超音波セ
ンサーに入出力し、入力と出力による伝搬時間を測定し
て、定軸力での締着を判断する軸力コントロラーと、該
軸力コントローラーに接続されて、駆動源であるモータ
ーへの出力をコントロールするモーターコントローラー
とで構成されることを特徴とする請求項1記載の定軸力
ボルト締着装置。
2. The constant axial force measuring means inputs and outputs to and from a piezo ultrasonic sensor, measures a propagation time due to input and output, and determines an axial force controller for determining fastening with a constant axial force, and The constant axial force bolt fastening device according to claim 1, wherein the constant axial force bolt fastening device is configured with a motor controller that is connected to the axial force controller and controls an output to a motor that is a drive source.
【請求項3】 モーターの回転伝達経路中にトルクセン
サーが設けられると共に、モーターの回転がギアを介し
て出力軸に伝達されることを特徴とする請求項1記載の
定軸力ボルト締着装置。
3. The constant axial force bolt fastening device according to claim 1, wherein a torque sensor is provided in the rotation transmission path of the motor, and the rotation of the motor is transmitted to the output shaft via a gear. .
【請求項4】 前記出力軸心とモーターの軸心とが直角
方向に配置され、モーター軸の回転が伝達される回転軸
と出力軸間に回転を伝達するベベルギアを設けたことを
特徴とする請求項1記載の定軸力ボルト締着装置。
4. The output shaft center and the shaft center of the motor are arranged at right angles to each other, and a bevel gear for transmitting rotation is provided between a rotation shaft for transmitting rotation of the motor shaft and the output shaft. The constant axial force bolt fastening device according to claim 1.
【請求項5】 前記モーターの回転を伝達するカップリ
ングがモーターと出力軸との間に設けられ、電極針と出
力軸との間には軸力コントローラーに接続したスリップ
リングが設けられていることを特徴とする請求項1記載
の定軸力ボルト締着装置。
5. A coupling for transmitting the rotation of the motor is provided between the motor and the output shaft, and a slip ring connected to an axial force controller is provided between the electrode needle and the output shaft. The constant axial force bolt fastening device according to claim 1.
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