締付診断システム及び締付診断方法
【課題】クラッチ機構の異常を迅速に検知することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる締付診断システム及び締付診断方法を提供すること。
【解決手段】締付診断システムは、ボルトの締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、ボルトの締付けが正常に行われたかを異常診断コンピュータによって判定する。異常診断コンピュータは、締付トルクＰの測定値が所定のクラッチ作動規定値Ｐ１になった後、締付トルクＰの測定値が、所定の低下規定値以下に所定時間低下した状態が続いたときには、クラッチ機構が正常に動作してボルトの締付けが正常に行われたことを検知する。
【解決手段】締付診断システムは、ボルトの締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、ボルトの締付けが正常に行われたかを異常診断コンピュータによって判定する。異常診断コンピュータは、締付トルクＰの測定値が所定のクラッチ作動規定値Ｐ１になった後、締付トルクＰの測定値が、所定の低下規定値以下に所定時間低下した状態が続いたときには、クラッチ機構が正常に動作してボルトの締付けが正常に行われたことを検知する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナットランナによるボルト等の締付部材の締付けが正常に行われたかを判定する締付診断システム及び締付診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボルト等の締付部材の締付けを行う装置であるナットランナは、種々の機械部品の組付を行う際に用いられている。例えば、特許文献１に開示されるナットランナは、減速軸と回転主軸との間にクラッチ機構を介装すると共に、回転主軸にトルクセンサを付設し、締付トルクがクラッチ機構作動トルク値よりも小さなモータ切替トルク値に達したのを、トルクセンサが検知して、回転主軸を回転させるモータを高速回転から低速回転に切り替えるよう構成している。また、クラッチ機構は、クラッチ上と、クラッチ下と、その間に挟まれたボールとから構成しており、トルクセンサがモータへ上記切替信号を送った後に、クラッチ機構が作動するよう構成している。
【０００３】
ところで、ナットランナが被締付対象に締付部材の締付けを正常に行うためには、クラッチ機構が正常に動作することが前提となる。しかしながら、従来のナットランナにおいては、クラッチ機構が正常に動作したことを検知する手段については、十分な工夫がなされていない。そのため、クラッチ機構が正常に動作しなかったときの検知時期が遅れ、クラッチ機構が故障してから交換するか、クラッチ機構を定期的に交換する必要があった。
【０００４】
【特許文献１】特許第３８８９９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、クラッチ機構の異常を迅速に検知することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる締付診断システム及び締付診断方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを異常診断コンピュータによって判定するよう構成した締付診断システムにおいて、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記異常診断コンピュータは、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、該締付トルクの測定値が、所定の低下規定値以下に所定時間低下した状態が続いたときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知するよう構成してあることを特徴とする締付診断システムにある（請求項１）。
【０００７】
本発明の締付診断システムは、サーボモータ、減速機、回転主軸、クラッチ機構、保持ソケット、トルクセンサ及び回転速度検出器を有するナットランナを、電子制御コントローラによって制御するよう構成してある。そして、電子制御コントローラは、サーボモータを高速回転させる移動動作を行うことにより、保持ソケットに保持する締付部材を高速で回転させ、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを高速で行うことができる。これにより、締付部材の締付けを行う時間を短縮することができる。
【０００８】
そして、保持ソケットに保持する締付部材の頭部が、被締付部位における締付面に当接したときには、トルクセンサによる締付トルクの測定値が上昇する。このとき、電子制御コントローラは、トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になったときには、サーボモータを低速回転させる締付動作を行うことにより、保持ソケットに保持する締付部材を低速で回転させ、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを低速で行うことができる。これにより、締付部材を被締付部位へ安定して締め付けることができる。
【０００９】
ところで、保持ソケットに保持する締付部材の頭部が、被締付部位における締付面に当接したときには、回転主軸に負荷が加わる又は回転主軸に加わる負荷が上昇する。このとき、回転主軸に加わる負荷が所定の値になったときには、クラッチ機構によって回転主軸と減速機との係合状態が解除される。そして、減速機が回転主軸に対して所定回転量だけ相対的に回転する間に、電子制御コントローラがサーボモータの回転を高速回転から低速回転に切り替えることができ、この切替えを行う際に、急激な衝撃トルクが締付部材の頭部と締付面との間に生ずることを防止することができる。そのため、上記締付動作をより安定して行うことができる。
【００１０】
そして、本発明の異常診断コンピュータは、トルクセンサによる締付トルクの測定値を監視して、クラッチ機構が正常に動作したかを検出することができる。具体的には、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、所定の低下規定値以下に所定時間低下した状態が続いたときには（所定の低下規定値以下に低下した時間が所定時間以上になったときには）、異常診断コンピュータは、クラッチ機構が正常に動作して締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
【００１１】
一方、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、所定の低下規定値以下に所定時間低下した状態が続かなかったときには（所定の低下規定値以下に低下した時間が所定時間未満であったときには）、異常診断コンピュータは、クラッチ機構が正常に動作せず、締付部材の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。
【００１２】
このように、本発明の締付診断システムによれば、クラッチ機構に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構の動作状態を監視することにより、締付部材の締付けが正常に行われているかを監視することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００１３】
それ故、本発明の締付診断システムによれば、クラッチ機構の異常を迅速に検知することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００１４】
第２の発明は、ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを異常診断コンピュータによって判定するよう構成した締付診断システムにおいて、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記異常診断コンピュータは、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、上記回転速度検出器による回転速度の測定値から積算した上記締付部材の締付角度が、所定の締付正常角度に到達したときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知するよう構成してあることを特徴とする締付診断システムにある（請求項２）。
【００１５】
本発明の締付診断システムにおいても、上述した締付診断システムの発明と同様に、上記移動動作によって、締付部材の締付けを行う時間を短縮することができると共に、上記締付動作によって、締付部材を被締付部位へ安定して締め付けることができる。
そして、本発明の異常診断コンピュータも、トルクセンサによる締付トルクの測定値を監視して、クラッチ機構が正常に動作したかを検出することができる。
【００１６】
具体的には、トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になった後、回転速度検出器による回転速度の測定値から積算した上記締付部材の締付角度が、所定の締付正常角度に到達したときには（所定の締付正常角度以上になったときには）、異常診断コンピュータは、クラッチ機構が正常に動作して締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
なお、締付正常角度は、締付部材の締付けが正常に行われるときの締付角度として設定することができる。
【００１７】
一方、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、回転速度検出器による回転速度の測定値から積算した締付部材の締付角度が、所定の締付正常角度に到達しなかったときには（所定の締付正常角度未満であったときには）、異常診断コンピュータは、クラッチ機構が正常に動作せず、締付部材の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。
【００１８】
このように、本発明の締付診断システムによっても、クラッチ機構に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構の動作状態を監視することにより、締付部材の締付けが正常に行われているかを監視することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００１９】
それ故、本発明の締付診断システムによっても、クラッチ機構の異常を迅速に検知することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００２０】
第３の発明は、ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを異常診断コンピュータによって判定するよう構成した締付診断システムにおいて、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記異常診断コンピュータは、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、該締付トルクの測定値が所定の締付完了規定値に到達するまでに要した時間が、所定の締付正常時間以上であるときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知するよう構成してあることを特徴とする締付診断システムにある（請求項３）。
【００２１】
本発明の締付診断システムにおいても、上述した締付診断システムの発明と同様に、上記移動動作によって、締付部材の締付けを行う時間を短縮することができると共に、上記締付動作によって、締付部材を被締付部位へ安定して締め付けることができる。
そして、本発明の異常診断コンピュータも、トルクセンサによる締付トルクの測定値を監視して、クラッチ機構が正常に動作したかを検出することができる。
【００２２】
具体的には、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、所定の締付完了規定値に到達するまでに要した時間が、所定の締付正常時間以上であるときには、異常診断コンピュータは、クラッチ機構が正常に動作して締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
なお、締付完了規定値は、被締付部位への締付部材の締付状態を維持することができる大きさに設定することができる。
【００２３】
一方、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、所定の締付完了規定値に到達するまでに要した時間が、所定の締付正常時間未満であるときには、異常診断コンピュータは、クラッチ機構が正常に動作せず、締付部材の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。
【００２４】
このように、本発明の締付診断システムによっても、クラッチ機構に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構の動作状態を監視することにより、締付部材の締付けが正常に行われているかを監視することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００２５】
それ故、本発明の締付診断システムによっても、クラッチ機構の異常を迅速に検知することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００２６】
第４の発明は、ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを異常診断コンピュータによって判定するよう構成した締付診断システムにおいて、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記異常診断コンピュータは、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、上記回転速度検出器によって測定する回転速度が、所定の規定時間継続して所定の締付正常回転速度以上に維持されたときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知するよう構成してあることを特徴とする締付診断システムにある（請求項４）。
【００２７】
本発明の締付診断システムにおいても、上述した締付診断システムの発明と同様に、上記移動動作によって、締付部材の締付けを行う時間を短縮することができると共に、上記締付動作によって、締付部材を被締付部位へ安定して締め付けることができる。
そして、本発明の異常診断コンピュータも、トルクセンサによる締付トルクの測定値を監視して、クラッチ機構が正常に動作したかを検出することができる。
【００２８】
具体的には、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、回転速度検出器によって測定する回転速度が、所定の規定時間継続して所定の締付正常回転速度以上に維持されたときには（所定の締付正常回転速度以上に維持された時間が、所定の規定時間以上になったときには）、異常診断コンピュータは、クラッチ機構が正常に動作して締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
なお、締付部材の締付けが終わると（トルクセンサによって測定する締付トルクの測定値が所定の締付完了規定値に到達すると）、回転速度検出器によって測定する回転速度が、締付正常回転速度未満又はゼロに低下する。
【００２９】
一方、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、回転速度検出器によって測定する回転速度が、所定の規定時間継続して所定の締付正常回転速度以上に維持されなかったときには（所定の締付正常回転速度以上に維持された時間が、所定の規定時間未満になったときには）、異常診断コンピュータは、クラッチ機構が正常に動作せず、締付部材の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。
【００３０】
このように、本発明の締付診断システムによっても、クラッチ機構に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構の動作状態を監視することにより、締付部材の締付けが正常に行われているかを監視することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００３１】
それ故、本発明の締付診断システムによっても、クラッチ機構の異常を迅速に検知することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００３２】
第５の発明は、ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを判定する締付診断方法において、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、該締付トルクの測定値が、所定の低下規定値以下に所定時間低下した状態が続いたときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することを特徴とする締付診断方法にある（請求項８）。
【００３３】
本発明の締付診断方法は、上述した締付診断方法の発明と同様に、上記移動動作によって、締付部材の締付けを行う時間を短縮することができると共に、上記締付動作によって、締付部材を被締付部位へ安定して締め付けることができる。
そして、本発明の異常診断方法においては、トルクセンサによる締付トルクの測定値を監視して、クラッチ機構が正常に動作したかを検出することができる。
【００３４】
具体的には、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、所定の低下規定値以下に所定時間低下した状態が続いたときには（所定の低下規定値以下に低下した時間が所定時間以上になったときには）、クラッチ機構が正常に動作して締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
【００３５】
一方、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、所定の低下規定値以下に所定時間低下した状態が続かなかったときには（所定の低下規定値以下に低下した時間が所定時間未満であったときには）、クラッチ機構が正常に動作せず、締付部材の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。
【００３６】
このように、本発明の締付診断方法によれば、クラッチ機構に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構の動作状態を監視することにより、締付部材の締付けが正常に行われているかを監視することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００３７】
それ故、本発明の締付診断方法によれば、クラッチ機構の異常を迅速に検知することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００３８】
第６の発明は、ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを判定する締付診断方法において、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、上記回転速度検出器による回転速度の測定値から積算した上記締付部材の締付角度が、所定の締付正常角度に到達したときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することを特徴とする締付診断方法にある（請求項９）。
【００３９】
本発明の締付診断方法においても、上述した締付診断方法の発明と同様に、上記移動動作によって、締付部材の締付けを行う時間を短縮することができると共に、上記締付動作によって、締付部材を被締付部位へ安定して締め付けることができる。
そして、本発明の締付診断方法においても、トルクセンサによる締付トルクの測定値を監視して、クラッチ機構が正常に動作したかを検出することができる。
【００４０】
具体的には、トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になった後、回転速度検出器による回転速度の測定値から積算した締付部材の締付角度が、所定の締付正常角度に到達したときには（所定の締付正常角度以上になったときには）、クラッチ機構が正常に動作して締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
なお、締付正常角度は、締付部材の締付けが正常に行われるときの締付角度として設定することができる。
【００４１】
一方、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、回転速度検出器による回転速度の測定値から積算した締付部材の締付角度が、所定の締付正常角度に到達しなかったときには（所定の締付正常角度未満であったときには）、クラッチ機構が正常に動作せず、締付部材の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。
【００４２】
このように、本発明の締付診断方法によっても、クラッチ機構に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構の動作状態を監視することにより、締付部材の締付けが正常に行われているかを監視することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００４３】
それ故、本発明の締付診断方法によっても、クラッチ機構の異常を迅速に検知することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００４４】
第７の発明は、ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを判定する締付診断方法において、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、該締付トルクの測定値が所定の締付完了規定値に到達するまでに要した時間が、所定の締付正常時間以上であるときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することを特徴とする締付診断方法にある（請求項１０）。
【００４５】
本発明の締付診断方法においても、上述した締付診断方法の発明と同様に、上記移動動作によって、締付部材の締付けを行う時間を短縮することができると共に、上記締付動作によって、締付部材を被締付部位へ安定して締め付けることができる。
そして、本発明の締付診断方法においても、トルクセンサによる締付トルクの測定値を監視して、クラッチ機構が正常に動作したかを検出することができる。
【００４６】
具体的には、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、所定の締付完了規定値に到達するまでに要した時間が、所定の締付正常時間以上であるときには、クラッチ機構が正常に動作して締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
なお、締付完了規定値は、被締付部位への締付部材の締付状態を維持することができる大きさに設定することができる。
【００４７】
一方、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、所定の締付完了規定値に到達するまでに要した時間が、所定の締付正常時間未満であるときには、クラッチ機構が正常に動作せず、締付部材の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。
【００４８】
このように、本発明の締付診断方法によっても、クラッチ機構に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構の動作状態を監視することにより、締付部材の締付けが正常に行われているかを監視することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００４９】
それ故、本発明の締付診断方法によっても、クラッチ機構の異常を迅速に検知することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００５０】
第８の発明は、ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを判定する締付診断方法において、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、上記回転速度検出器によって測定する回転速度が、所定の規定時間継続して所定の締付正常回転速度以上に維持されたときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することを特徴とする締付診断方法にある（請求項１１）。
【００５１】
本発明の締付診断方法においても、上述した締付診断方法の発明と同様に、上記移動動作によって、締付部材の締付けを行う時間を短縮することができると共に、上記締付動作によって、締付部材を被締付部位へ安定して締め付けることができる。
そして、本発明の異常診断方法も、トルクセンサによる締付トルクの測定値を監視して、クラッチ機構が正常に動作したかを検出することができる。
【００５２】
具体的には、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、回転速度検出器によって測定する回転速度が、所定の規定時間継続して所定の締付正常回転速度以上に維持されたときには（所定の締付正常回転速度以上に維持された時間が、所定の規定時間以上になったときには）、クラッチ機構が正常に動作して締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
なお、締付部材の締付けが終わると（トルクセンサによって測定する締付トルクの測定値が所定の締付完了規定値に到達すると）、回転速度検出器によって測定する回転速度が、締付正常回転速度未満又はゼロに低下する。
【００５３】
一方、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、回転速度検出器によって測定する回転速度が、所定の規定時間継続して所定の締付正常回転速度以上に維持されなかったときには（所定の締付正常回転速度以上に維持された時間が、所定の規定時間未満になったときには）、クラッチ機構が正常に動作せず、締付部材の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。
【００５４】
このように、本発明の締付診断方法によっても、クラッチ機構に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構の動作状態を監視することにより、締付部材の締付けが正常に行われているかを監視することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００５５】
それ故、本発明の締付診断方法によっても、クラッチ機構の異常を迅速に検知することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
上述した第１〜第８の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第１〜第４の発明は、いずれか２つ以上を組み合わせて採用することもでき、第５〜第８の発明も、いずれか２つ以上を組み合わせて採用することもできる。
例えば、上記異常診断コンピュータは、上記締付トルクの測定値及び締付時間の両方を用いて、上記クラッチ機構の異常判定を行うことができる。
【００５７】
第１〜第８の発明において、上記クラッチ機構は、上記係合状態にあるときには、一対のクラッチ部材のクラッチ面同士の間にボールを挟持した状態を付勢バネによる付勢力を受けて維持すると共に、一方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した一方の原位置隆起部と、他方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した他方の原位置隆起部との間に上記ボールを周方向に挟持しており、上記係合状態を解除するときには、上記ボールが上記一方の原位置隆起部と上記他方の原位置隆起部とを乗り越えて、当該ボールが、一方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した一方の動作位置隆起部と、他方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した他方の動作位置隆起部との間に周方向に挟持されるまで、当該ボールを介して上記一方のクラッチ部材と上記他方のクラッチ部材とが上記付勢バネによる付勢力に抗して相対的に回転するよう構成してあることが好ましい（請求項５、１２）。
【００５８】
この場合には、一対のクラッチ部材、ボール及び付勢バネを用いた構成により、クラッチ機構を容易に形成することができる。なお、付勢バネによる付勢力を変更することにより、クラッチ機構の係合状態が解除されるときの回転主軸に加わる所定の負荷の大きさを変更することができる。
【００５９】
また、クラッチ機構が係合状態にあるときには、一対のクラッチ部材が付勢バネによる付勢力を受けて、原位置隆起部同士の間の周方向にボールを挟持していることにより、サーボモータの回転を受けて減速機の出力軸と回転主軸とが一体的に回転し、保持ソケットに保持する締付部材を回転させて被締付部位に締め付けることができる。
一方、保持ソケットに保持する締付部材の頭部が被締付部位における締付面に当接し、回転主軸に所定の負荷が加わったときには、付勢バネによる付勢力に抗して、一対のクラッチ部材がボールを介して相対的に回転し、減速機を回転主軸に対して所定回転量だけ相対的に回転させることができる。
【００６０】
上記保持ソケットは、付勢手段を介して上記回転主軸に取り付けてあると共に、当該保持ソケットに保持する上記締付部材を上記被締付部位に締め付ける際に、上記付勢手段による弾性反発力によって上記締付部材を上記被締付部位へ押圧するよう構成してあることが好ましい（請求項６、１３）。
この場合には、付勢手段により締付部材を被締付部位へ押圧しておくことができ、サーボモータの回転によって、被締付部位へ締付部材を容易に締め付けることができる。
【００６１】
また、上記ナットランナは、該ナットランナを上記被締付対象における被締付部位へ接近させるための進退手段に取り付けてあり、該進退手段は、上記ナットランナを上記被締付対象における被締付部位まで移動させる移動ロボットに取り付けてあり、上記進退手段により、上記ナットランナを上記被締付対象における被締付部位へ接近させて、上記付勢手段に反発弾性力を発生させた後、上記電子制御コントローラが上記移動動作を開始するよう構成してあることが好ましい（請求項７、１４）。
【００６２】
この場合には、移動ロボットによって、ナットランナを被締付部位まで移動させた後、進退手段によって、ナットランナを被締付部位へ接近させることにより、付勢手段による弾性反発力によって保持ソケットに保持する締付部材を被締付部位へ押圧することができる。これにより、サーボモータの回転によって、被締付部位へ締付部材を容易に締め付けることができる。
【実施例】
【００６３】
以下に、本発明の締付診断システム及び締付診断方法にかかる実施例につき、図面と共に説明する。
（実施例１）
本例の締付診断システム１は、図１に示すごとく、締付部材としてのボルト８５の締付けを電動で行うナットランナ２を、電子制御コントローラ１１によって制御し、ボルト８５の締付けが正常に行われたかを異常診断コンピュータ１２によって判定するよう構成してある。
図２に示すごとく、ナットランナ２は、サーボモータ３１、減速機３２、回転主軸４、クラッチ機構５、保持ソケット６、トルクセンサ（トルクトランスジューサ）４５及び回転速度検出器３３を有している。
【００６４】
図１に示すごとく、サーボモータ３１は、電子制御コントローラ１１からの指令を受けて動作するドライバ回路によって駆動されるよう構成してある。図３に示すごとく、減速機３２は、サーボモータ３１の出力軸に接続してあり、サーボモータ３１の回転速度を所定の減速比で減速して、この減速された回転速度で当該減速機３２の出力軸３２１を回転させるよう構成されている。減速機３２の出力軸３２１には、クラッチ機構５を配設するための保持軸部３４が、同一軸心を有して連結してある。図４〜図６に示すごとく、クラッチ機構５は、その上側クラッチ部材５１が保持軸部３４の外周に配設してあり、回転主軸４に所定の負荷が加わった後、回転主軸４と減速機３２及び保持軸部３４との係合状態を解除し、回転主軸４に対して減速機３２を所定回転量だけ相対的に回転させるよう構成してある。
【００６５】
図３に示すごとく、回転主軸４は、保持軸部３４に対して、同一軸心を有して回転可能に軸支されると共に、クラッチ機構５の下側クラッチ部材５２に対して係合している。そして、回転主軸４は、クラッチ機構５が係合状態にあるときには、減速機３２の出力軸３２１、保持軸部３４及びクラッチ機構５と一体的に回転するよう構成されている。図７に示すごとく、保持ソケット６は、回転主軸４に対して同一軸心を有して連結してあり、その先端部に、締付部材としてのボルト８５の頭部８５１を保持するための保持凹部６１を有している。
図１、図３に示すごとく、トルクセンサ４５は、回転主軸４の外周に配設してあり、回転主軸４に加わる締付トルクＰを測定し、この測定信号を異常診断コンピュータ１２へ送信するよう構成してある。回転速度検出器３３は、サーボモータ３１に連結してあり、サーボモータ３１の回転速度Ｖを検出し、この検出信号を異常診断コンピュータ１２へ送信するよう構成してある。
【００６６】
図８に示すごとく、電子制御コントローラ１１は、ナットランナ２に、ボルト８５のねじ込みとしての移動動作Ａ１、Ａ２と、ボルト８５の締付けとしての締付動作Ｂとを行わせるよう構成してある。より具体的には、図７〜図９に示すごとく、電子制御コントローラ１１は、移動動作Ａ１、Ａ２として、被締付対象８における被締付部位８１へのボルト８５の締付けを開始した後、保持ソケット６に保持するボルト８５の頭部８５１が、被締付部位８１における締付面８１１に当接し、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が所定のクラッチ作動規定値（上昇規定値）Ｐ１になるまで、サーボモータ３１を高速回転させるよう構成してある。また、電子制御コントローラ１１は、締付動作Ｂとして、締付トルクＰの測定値がクラッチ作動規定値Ｐ１になったとき、サーボモータ３１を高速回転よりも遅い回転速度Ｖで低速回転させるよう構成してある。
【００６７】
そして、図９に示すごとく、異常診断コンピュータ１２においては、トルクセンサ４５からの測定信号を受けて、締付トルクＰの測定値が、所定のクラッチ作動規定値Ｐ１になったとき、時間ｔの計測を開始し、締付トルクＰの測定値が、再びクラッチ作動規定値Ｐ１以下になった後、所定のクラッチ作動完了規定値Ｐ２になるまで時間ｔの計測を継続する。そして、この計測時間ｔが、所定のクラッチ動作正常時間ｔ１以上である場合には、異常診断コンピュータ１２は、クラッチ機構５が正常に動作してボルト８５の締付けが正常に行われたことを検知する。一方、上記計測時間ｔが、所定のクラッチ動作正常時間ｔ１未満である場合には、異常診断コンピュータ１２は、クラッチ機構５が正常に動作せず、ボルト８５の締付けが正常に行われたことを検知する。
【００６８】
以下に、本例の締付診断システム１及び締付診断方法につき、図１〜図１０と共に詳説する。
本例のナットランナ２は、２次元又は３次元に移動する移動ロボット（図示略）に取り付けてあり、被締付対象８における複数の被締付部位８１へ移動して、複数の被締付部位８１へ締付部材としてのボルト８５を順次締め付けることができるものである。
図７に示すごとく、本例の被締付対象８は、締付部材としてのボルト８５のねじ部８５２を挿通させる貫通穴８１Ａを形成した第１部品８Ａと、貫通穴８１Ａに挿通したボルト８５のねじ部８５２を螺合させるねじ穴８１Ｂを形成した第２部品８Ｂとからなる。
【００６９】
移動ロボットの移動先端部には、ナットランナ２を被締付対象８における被締付部位８１へ接近させるための進退手段７が取り付けてある。この進退手段７は、シリンダー、モータ等のアクチュエータと、このアクチュエータによってナットランナ２を進退するようガイドするガイド部７１とを有している。本例のアクチュエータは、エアシリンダーからなる。そして、ナットランナ２は、移動ロボットによって被締付対象８における所定の被締付部位８１まで移動した後、進退手段７によって被締付部位８１へ接近するよう構成してある。
また、移動ロボット及び進退手段７は、種々の制御コンピュータ等によって制御することができる。図１に示すごとく、異常診断コンピュータ１２、制御コントローラ等は、同じコンピュータ１０内に形成することができ、上位のコンピュータ内に形成することもできる。
【００７０】
本例のクラッチ機構５は、図４に示すごとく、減速機３２の出力軸３２１に連結した保持軸部３４と回転主軸４とを一体的に回転させる原位置係合状態５０１と、図６に示すごとく、減速機３２の出力軸３２１に連結した保持軸部３４を回転主軸４に対して相対的に回転させた後（図５参照）、再び減速機３２の出力軸３２１に連結した保持軸部３４と回転主軸４とを一体的に回転させる動作位置係合状態５０２とを形成するよう構成されている。図３、図４に示すごとく、クラッチ機構５は、保持軸部３４の外周に配設した上側クラッチ部材５１と、回転主軸４の上端部に連結した下側クラッチ部材５２と、上側クラッチ部材５１の下面に形成したクラッチ面５１１と下側クラッチ部材５２の上面に形成したクラッチ面５２１との間に挟持させた複数のボール５３（鋼球）とを有している。
また、クラッチ機構５、保持軸部３４、減速機３２の出力軸３２１及び回転主軸４の上端部は、クラッチケース５４内に収容してある。
【００７１】
図４に示すごとく、上側クラッチ部材５１のクラッチ面５１１には、周方向一方側Ｃ１へ向けて下方への突出量が大きくなる上側傾斜山部５１２が形成してあり、下側クラッチ部材５２のクラッチ面５２１には、周方向他方側Ｃ２へ向けて上方への突出量が大きくなる下側傾斜山部５２２が形成してある。そして、クラッチ機構５が、原位置係合状態５０１にあるときには、上側傾斜山部５１２と下側傾斜山部５２２との周方向の位置がずれており、これらの間に形成されたクラッチ空間５３０にボール５３が配置されている。
【００７２】
また、上側傾斜山部５１２の周方向他方側Ｃ２の基部には、上側原位置隆起部５１３が形成されており、上側傾斜山部５１２の周方向一方側Ｃ１の頂点部には、上側動作位置隆起部５１４が形成されている。また、下側傾斜山部５２２の周方向一方側Ｃ１の基部には、下側原位置隆起部５２３が形成されており、下側傾斜山部５２２の周方向他方側Ｃ２の頂点部には、下側動作位置隆起部５２４が形成されている。
【００７３】
そして、同図に示すごとく、クラッチ機構５が、原位置係合状態５０１にあるときには、クラッチ空間５３０内にあるボール５３は、上側原位置隆起部５１３と下側原位置隆起部５２３との間に周方向から挟持されている。
また、上側傾斜山部５１２及び下側傾斜山部５２２は、それぞれ上側クラッチ部材５１及び下側クラッチ部材５２の周方向における複数箇所に形成してあり、周方向の複数箇所に形成されたクラッチ空間５３０内には、それぞれボール５３が配置されている。
【００７４】
図３に示すごとく、保持軸部３４の外周の上端側には、バネ用座板３４１が設けてあり、保持軸部３４の外周側において、バネ用座板３４１と上側クラッチ部材５１との間には、付勢バネ３４２が配置してある。上側クラッチ部材５１は、付勢バネ３４２による付勢力を受けて下側クラッチ部材５２の方向へ押圧されている。
また、上側クラッチ部材５１は、保持軸部３４の外周に、上下にスライド可能な状態で配設してある。上側クラッチ部材５１は、周方向の複数箇所において、軸方向へ複数個のボールを並べて構成したボールキー５５によって、保持軸部３４に対して回り止めがなされていると共に、保持軸部３４に対して上下にスライドできるようになっている。
【００７５】
そして、サーボモータ３１を回転させる際に、回転主軸４に負荷が加わっていないときには、図４に示すごとく、上側原位置隆起部５１３と下側原位置隆起部５２３との間に周方向にボール５３を挟持した状態で、付勢バネ３４２による付勢力を受けて、上側クラッチ部材５１と下側クラッチ部材５２とによる原位置係合状態５０１が形成される。
次いで、サーボモータ３１を回転させる際に、回転主軸４に所定の負荷（付勢バネ３４２の付勢力による回転摩擦トルクよりも大きな負荷トルク）が加わったときには、図５に示すごとく、クラッチ機構５の原位置係合状態５０１が解除され、ボール５３が、上側原位置隆起部５１３と下側原位置隆起部５２３とを乗り越えて、上側傾斜山部５１２と下側傾斜山部５２２との間を転がる。そして、図６に示すごとく、ボール５３が、上側動作位置隆起部５１４と下側動作位置隆起部５２４との間に周方向に挟持されるまで、下側クラッチ部材５２に対して上側クラッチ部材５１が、付勢バネ３４２による付勢力に抗して相対的に回転し、動作位置係合状態５０２が形成される。
【００７６】
図７に示すごとく、本例の保持ソケット６は、スプリング（付勢手段）４１による付勢力を受けた状態で回転主軸４に、同一軸心を有して連結してある。スプリング４１は、回転主軸４の外周側において、回転主軸４と保持ソケット６との間に挟持して配置してある。回転主軸４及びスプリング４１と、保持ソケット６の後端部は、ケース４２内に配置されている。保持ソケット６は、回転主軸４と共に回転可能であると共に、スプリング４１を収縮させながら回転主軸４の側へ引っ込むよう構成されている。
【００７７】
保持ソケット６の保持凹部６１に保持するボルト８５を被締付部位８１に締め付ける際には、スプリング４１による弾性反発力によってボルト８５を被締付部位８１へ押圧することができる。進退手段７により、ボルト８５を保持するナットランナ２を被締付部位８１へ接近させたときには、スプリング４１による付勢力に抗して保持ソケット６を回転主軸４の側へ引っ込ませ、スプリング４１による反発弾性力を保持ソケット６からボルト８５に与えることができる。そして、この状態で、サーボモータ３１によって保持ソケット６を回転させることにより、ボルト８５のねじ部８５２を第２部品８Ｂにおけるねじ穴８１Ｂへ締め込むことができる。
【００７８】
本例の回転速度検出器３３は、エンコーダとした。これ以外にも、回転速度検出器３３は、タコジェネレータ等の種々の検出器とすることもできる。
トルクセンサ４５は、回転主軸４に生じるトルクを測定することができる種々のセンサを用いることができる。例えば、トルクを測定する原理によって、ひずみゲージ式、磁歪効果式、位相差検出方式、機械的反力式等のトルクセンサ４５を用いることができる。
【００７９】
本例の電子制御コントローラ１１は、移動動作Ａ１、Ａ２として、サーボモータ３１をより高速で回転させてボルト８５のねじ込みをより高速で行う第１段階の移動動作Ａ１と、この第１段階の移動動作Ａ１に比べてサーボモータ３１の回転速度Ｖを低下させてボルト８５のねじ込みを行う第２段階の移動動作Ａ２とを行うよう構成してある。
【００８０】
次に、本例の締付診断システム１を用いてボルト８５の締付診断を行う方法、及び本例の作用効果につき、図１０のフローチャートと共に説明する。
まず、制御コンピュータ等によって移動ロボットを制御して、ボルト８５を保持させたナットランナ２を、被締付対象８における被締付部位８１に対する対向位置まで移動させる（図１０のステップＳ１０１）。そして、制御コンピュータ等によって、進退手段７を制御し、ボルト８５を保持するナットランナ２を、被締付部位８１へ接近（前進）させる。
このとき、ボルト８５のねじ部８５２が第１部品８Ａの貫通穴８１Ａに挿通されると共に、ねじ部８５２の先端部が第２部品８Ｂのねじ穴８１Ｂに当接する。そして、ナットランナ２をさらに前進させることによって、スプリング４１を収縮させながら保持ソケット６が回転主軸４の方向へ引っ込む（図７参照）。
【００８１】
次いで、電子制御コントローラ１１は、第１段階の移動動作Ａ１として、サーボモータ３１を所定時間高速回転させてボルト８５のねじ込みを行い、第２段階の移動動作Ａ２として、サーボモータ３１の回転速度Ｖを低下させてボルト８５のねじ込みを行う（Ｓ１０２）。そして、電子制御コントローラ１１は、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が、所定のクラッチ作動規定値Ｐ１になるまで、第２段階の移動動作Ａ２を行う（Ｓ１０３）。
こうして、電子制御コントローラ１１は、サーボモータ３１を高速回転させる２段階の移動動作Ａ１、Ａ２を行うことにより、保持ソケット６に保持するボルト８５を高速で回転させ、被締付対象８における被締付部位８１へのボルト８５の締付けを高速で行うことができる。これにより、ボルト８５の締付けを行う時間を短縮することができる。
【００８２】
ところで、保持ソケット６に保持するボルト８５の頭部８５１が、被締付部位８１における締付面８１１に当接したときには、回転主軸４に負荷が加わる又は回転主軸４に加わる負荷トルクが上昇し、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が上昇する。このとき、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が所定のクラッチ作動規定値（上昇規定値）Ｐ１になったときには（Ｓ１０３がＹｅｓの場合）、電子制御コントローラ１１は、サーボモータ３１の回転速度Ｖをさらに低下させる（Ｓ１０４）。なお、電子制御コントローラ１１は、回生ブレーキ、電磁ブレーキ等を用いてサーボモータ３１の回転速度Ｖを迅速に低下させることができる。
【００８３】
そして、電子制御コントローラ１１は、サーボモータ３１を低速回転させる締付動作Ｂを行うことにより、保持ソケット６に保持するボルト８５を低速で回転させ、被締付対象８における被締付部位８１へのボルト８５の締付けを低速で行うことができる。これにより、ボルト８５を被締付部位８１へ安定して締め付けることができる。
【００８４】
また、回転主軸４に加わる負荷トルクが、付勢バネ３４２の付勢力による回転摩擦トルクよりも大きくなったときには、図５に示すごとく、クラッチ機構５によって回転主軸４と減速機３２との係合状態が解除される。そして、減速機３２が回転主軸４に対して所定回転量だけ相対的に回転する間に、電子制御コントローラ１１がサーボモータ３１の回転を高速回転から低速回転に切り替えることができ、この切替えを行う際に、急激な衝撃トルクがボルト８５の頭部８５１と締付面８１１との間に生ずることを防止することができる。そのため、上記締付動作Ｂをより安定して行うことができる。
【００８５】
また、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が所定のクラッチ作動規定値Ｐ１になったときには、異常診断コンピュータ１２は、時間ｔの計測を開始する（Ｓ１０５）。
そして、異常診断コンピュータ１２は、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が、再びクラッチ作動規定値Ｐ１以下になったことを検出した後、締付トルクＰの測定値が、所定のクラッチ作動完了規定値Ｐ２になるまで時間ｔの計測を継続する（Ｓ１０６）。その後、締付トルクＰの測定値が、所定のクラッチ作動完了規定値Ｐ２になったときには（Ｓ１０６がＹｅｓの場合）、異常診断コンピュータ１２は、時間ｔの計測を終了する（Ｓ１０７）。
【００８６】
こうして、異常診断コンピュータ１２は、時間ｔを計測し、この計測時間ｔが所定のクラッチ動作正常時間ｔ１以上である場合には（Ｓ１０８がＹｅｓの場合）、クラッチ機構５が正常に動作したことを検出することができる（Ｓ１０９）。
一方、異常診断コンピュータ１２は、上記計測時間ｔが所定のクラッチ動作正常時間ｔ１未満である場合には（Ｓ１０８がＮｏの場合）、クラッチ機構５が正常に動作しなかったことを検出することができる（Ｓ１１０）。
【００８７】
その後、電子制御コントローラ１１は、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が所定の締付完了規定値Ｐ３に到達するまでサーボモータ３１を低速回転させる。そして、締付トルクＰの測定値が所定の締付完了規定値Ｐ３になったときには、サーボモータ３１の回転を停止して締付動作Ｂを完了する（図８参照）。
そして、異常診断コンピュータ１２は、上記計測時間ｔが所定のクラッチ動作正常時間ｔ１以上であった場合には、ボルト８５の締付けが正常に行われたことを検知することができる（Ｓ１０９）。
【００８８】
一方、異常診断コンピュータ１２は、上記計測時間ｔが所定のクラッチ動作正常時間ｔ１未満であった場合には、ボルト８５の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる（Ｓ１１０）。また、この場合には、クラッチ機構５に何らかの異常が生じたと考えられ、作業者等は、早期に対策を行うことができる。
【００８９】
このように、本例の締付診断システム１によれば、クラッチ機構５に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構５の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構５を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構５の動作状態を監視することにより、ボルト８５の締付けが正常に行われているかを監視することができ、ボルト８５の締付けを安定して行うことができる。
【００９０】
それ故、本例の締付診断システム１によれば、クラッチ機構５の異常を迅速に検知することができ、ボルト８５の締付けを安定して行うことができる。
【００９１】
（実施例２）
本例は、上記実施例１に対して、異常診断コンピュータ１２による異常判定の仕方が異なる例である。
本例の異常診断コンピュータ１２は、図１１に示すごとく、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が所定のクラッチ作動規定値（上昇規定値）Ｐ１になった後、回転速度検出器３３による回転速度Ｖの測定値から積算したボルト８５の締付角度Ｒが、所定の締付正常角度Ｒ１に到達したときには、クラッチ機構５が正常に動作してボルト８５の締付けが正常に行われたことを検知する。一方、本例の異常診断コンピュータ１２は、上記ボルト８５の締付角度Ｒが、所定の締付正常角度Ｒ１に到達しなかったときには、クラッチ機構５が正常に動作せず、ボルト８５の締付けが正常に行われなかったことを検知する。
【００９２】
本例の締付診断システム１を用いてボルト８５の締付診断を行う際には、上記実施例１と同様に、電子制御コントローラ１１は、２段階の移動動作Ａ１、Ａ２を行って、保持ソケット６に保持するボルト８５を高速で回転させ、被締付対象８における被締付部位８１へのボルト８５の締付けを高速で行うことができる（図１２のステップＳ２０１、Ｓ２０２）。第２段階の移動動作Ａ２を行う際に、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が所定のクラッチ作動規定値Ｐ１になったときには（Ｓ２０３がＹｅｓの場合）、電子制御コントローラ１１は、サーボモータ３１の回転速度Ｖを低速回転にして締付動作Ｂを行う（Ｓ２０４）。また、このとき、異常診断コンピュータ１２は、回転速度検出器３３による回転速度Ｖの測定値を積算して、サーボモータ３１の回転量の計測を開始する（Ｓ２０５）。
【００９３】
そして、異常診断コンピュータ１２は、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が、所定の締付完了規定値Ｐ３になるまで、サーボモータ３１の回転量の計測を継続する（Ｓ２０６）。その後、電子制御コントローラ１１は、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が、所定の締付完了規定値Ｐ３になったときには（Ｓ２０６がＹｅｓの場合）、サーボモータ３１の回転を停止して締付動作Ｂを完了し、異常診断コンピュータ１２は、回転量の計測を終了する（Ｓ２０７）。
【００９４】
その後、異常診断コンピュータ１２は、上記回転量からボルト８５の締付角度（締付回転量）Ｒを算出し、この締付角度Ｒが所定の締付正常角度Ｒ１以上である場合には（Ｓ２０８がＹｅｓの場合）、クラッチ機構５が正常に動作したことを検出することができる（Ｓ２０９）。そして、この場合には、異常診断コンピュータ１２は、ボルト８５の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
一方、異常診断コンピュータ１２は、上記ボルト８５の締付角度Ｒが所定の締付正常角度Ｒ１未満である場合には（Ｓ２０８がＮｏの場合）、クラッチ機構５が正常に動作しなかったことを検出することができる（Ｓ２１０）。そして、この場合には、異常診断コンピュータ１２は、ボルト８５の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。また、この場合には、クラッチ機構５に何らかの異常が生じたと考えられ、作業者等は、早期に対策を行うことができる。
【００９５】
このように、本例の締付診断システム１及び締付診断方法によっても、クラッチ機構５に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構５の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構５を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構５の動作状態を監視することにより、ボルト８５の締付けが正常に行われているかを監視することができ、ボルト８５の締付けを安定して行うことができる。本例においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００９６】
（実施例３）
本例も、上記実施例１に対して、異常診断コンピュータ１２による異常判定の仕方が異なる例である。
本例の異常診断コンピュータ１２は、図１３に示すごとく、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値がクラッチ作動規定値（上昇規定値）Ｐ１になった後、締付トルクＰの測定値が所定の締付完了規定値Ｐ３に到達するまでに要した時間ｔが、所定の締付正常時間ｔ２以上であるときには、クラッチ機構５が正常に動作してボルト８５の締付けが正常に行われたことを検知する。一方、本例の異常診断コンピュータ１２は、上記締付トルクＰの測定値が所定の締付完了規定値Ｐ３に到達するまでに要した時間ｔが、所定の締付正常時間ｔ２未満であるときには、クラッチ機構５が正常に動作せず、ボルト８５の締付けが正常に行われなかったことを検知する。
【００９７】
本例の締付診断システム１を用いてボルト８５の締付診断を行う際には、上記実施例１と同様に、電子制御コントローラ１１は、２段階の移動動作Ａ１、Ａ２を行って、保持ソケット６に保持するボルト８５を高速で回転させ、被締付対象８における被締付部位８１へのボルト８５の締付けを高速で行うことができる（図１４のステップＳ３０１、Ｓ３０２）。第２段階の移動動作Ａ２を行う際に、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が所定のクラッチ作動規定値Ｐ１になったときには（Ｓ３０３がＹｅｓの場合）、電子制御コントローラ１１は、サーボモータ３１の回転速度Ｖを低速回転にして締付動作Ｂを行う（Ｓ３０４）。また、このとき、異常診断コンピュータ１２は、時間ｔの計測を開始する（Ｓ３０５）。
【００９８】
そして、異常診断コンピュータ１２は、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が、所定の締付完了規定値Ｐ３になるまで時間ｔの計測を継続する（Ｓ３０６）。その後、電子制御コントローラ１１は、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が、所定の締付完了規定値Ｐ３になったときには（Ｓ３０６がＹｅｓの場合）、サーボモータ３１の回転を停止して締付動作Ｂを完了し、異常診断コンピュータ１２は、時間ｔの計測を終了する（Ｓ３０７）。
【００９９】
次いで、異常診断コンピュータ１２は、上記計測時間ｔが所定の締付正常時間ｔ２以上である場合には（Ｓ３０８がＹｅｓの場合）、クラッチ機構５が正常に動作したことを検出することができる（Ｓ３０９）。そして、この場合には、異常診断コンピュータ１２は、ボルト８５の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
一方、異常診断コンピュータ１２は、上記計測時間ｔが所定の締付正常時間ｔ２未満である場合には（Ｓ３０８がＮｏの場合）、クラッチ機構５が正常に動作しなかったことを検出することができる（Ｓ３１０）。そして、この場合には、異常診断コンピュータ１２は、ボルト８５の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。また、この場合には、クラッチ機構５に何らかの異常が生じたと考えられ、作業者等は、早期に対策を行うことができる。
【０１００】
このように、本例の締付診断システム１及び締付診断方法によっても、クラッチ機構５に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構５の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構５を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構５の動作状態を監視することにより、ボルト８５の締付けが正常に行われているかを監視することができ、ボルト８５の締付けを安定して行うことができる。本例においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【０１０１】
また、本例の締付診断システム１及び締付診断方法においては、以下のように応用することもできる。
異常診断コンピュータ１２は、上記計測時間ｔが所定の締付正常時間ｔ２以上であって、所定の締付許容時間以下であるときに、ボルト８５の締付けが正常に行われたことを検知することができる。すなわち、ボルト８５のねじ部８５２に、ねじ山潰れ、ボルト８５の浮き、被締付部位８１の締付面８１１の異常等の問題が生じたときには、ボルト８５の締付時間が通常よりも長くかかると考えられる。
【０１０２】
図１５には、ボルト８５のねじ部８５２にねじ山潰れが発生したときのサーボモータ３１の回転速度Ｖの波形と締付トルクＰの波形とを示す。この場合は、所定の締付許容時間ｔ３を経過しても、締付トルクＰの測定値が締付完了規定値Ｐ３にならないため、異常診断コンピュータ１２は、クラッチ機構５以外の異常が発生したことを検出して、ボルト８５の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。
また、図示は省略するが、トルクセンサ４５が故障した場合には、締付時間と締付角度Ｒとの関係に時間的なずれが生じると考えられる。そのため、異常診断コンピュータ１２は、締付トルクＰの波形を監視することにより、トルクセンサ４５に生じた異常を検出することも可能である。
【０１０３】
（実施例４）
本例も、上記実施例１に対して、異常診断コンピュータ１２による異常判定の仕方が異なる例である。
本例の異常診断コンピュータ１２は、図１６に示すごとく、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値がクラッチ作動規定値（上昇規定値）Ｐ１になった後、回転速度検出器３３によって測定する回転速度Ｖが、所定の規定時間継続して所定の締付正常回転速度Ｖ１以上に維持されたときには、クラッチ機構５が正常に動作してボルト８５の締付けが正常に行われたことを検知する。一方、本例の異常診断コンピュータ１２は、上記回転速度検出器３３によって測定する回転速度Ｖが、所定の規定時間継続して所定の締付正常回転速度Ｖ１以上に維持されなかったときには、クラッチ機構５が正常に動作せず、ボルト８５の締付けが正常に行われなかったことを検知する。
【０１０４】
本例の締付診断システム１を用いてボルト８５の締付診断を行う際には、上記実施例１と同様に、電子制御コントローラ１１は、２段階の移動動作Ａ１、Ａ２を行って、保持ソケット６に保持するボルト８５を高速で回転させ、被締付対象８における被締付部位８１へのボルト８５の締付けを高速で行うことができる（図１６のステップＳ４０１、Ｓ４０２）。第２段階の移動動作Ａ２を行う際に、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が所定のクラッチ作動規定値Ｐ１になったときには（Ｓ４０３がＹｅｓの場合）、電子制御コントローラ１１は、サーボモータ３１の回転速度Ｖを低速回転にして締付動作Ｂを行う（Ｓ４０４）。また、このとき、異常診断コンピュータ１２は、時間ｔの計測を開始する（Ｓ４０５）。
【０１０５】
そして、異常診断コンピュータ１２は、回転速度検出器３３によって測定する回転速度Ｖが、所定の締付正常回転速度Ｖ１未満になるまで、時間ｔの計測を継続する（Ｓ３０６）。その後、電子制御コントローラ１１は、締付トルクＰの測定値が所定の締付完了規定値Ｐ３になったときに（Ｓ４０６がＹｅｓの場合）、サーボモータ３１の回転を停止して締付動作Ｂを完了し、異常診断コンピュータ１２は、時間ｔの計測を終了する（Ｓ４０７）。また、このときには、回転速度検出器３３によって測定する回転速度Ｖが、所定の締付正常回転速度Ｖ１未満になる（ゼロ以下になる）。
【０１０６】
次いで、異常診断コンピュータ１２は、上記計測時間ｔが所定の締付正常時間ｔ２以上である場合には（Ｓ４０８がＹｅｓの場合）、クラッチ機構５が正常に動作したことを検出することができる（Ｓ４０９）。そして、この場合には、異常診断コンピュータ１２は、ボルト８５の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
一方、異常診断コンピュータ１２は、上記計測時間ｔが所定の締付正常時間ｔ２未満である場合には（Ｓ４０８がＮｏの場合）、クラッチ機構５が正常に動作しなかったことを検出することができる（Ｓ４１０）。そして、この場合には、異常診断コンピュータ１２は、ボルト８５の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。また、この場合には、クラッチ機構５に何らかの異常が生じたと考えられ、作業者等は、早期に対策を行うことができる。
【０１０７】
このように、本例の締付診断システム１及び締付診断方法によっても、クラッチ機構５に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構５の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構５を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構５の動作状態を監視することにより、ボルト８５の締付けが正常に行われているかを監視することができ、ボルト８５の締付けを安定して行うことができる。本例においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【０１０８】
（実施例５）
本例は、クラッチ機構５が正常に動作してボルト８５の締付けが正常に行われた場合と、クラッチ機構５が正常に動作せず、ボルト８５の締付けが正常に行われなかった場合とについて、サーボモータ３１の回転速度Ｖの波形と締付トルクＰの波形とを示す例である。図１７〜図２０は、回転速度検出器３３によって検出したサーボモータ３１の回転速度Ｖと、トルクセンサ４５によって検出した締付トルクＰとの時間的変化を示すグラフである。
【０１０９】
図１７には、クラッチ機構５が正常に動作してボルト８５の締付けが正常に行われた場合を示す。この場合、同図に示すごとく、ボルト８５の頭部８５１が被締付部位８１の締付面８１１に当接したときには、クラッチ機構５における原位置係合状態５０１が解除され、クラッチ機構５におけるボール５３が一対の原位置隆起部５１３、５２３を乗り越えるために、締付トルクＰが一時的に上昇する（図１７のａ部）。その後、回転主軸４に対して減速機３２が相対的に回転するため、締付トルクＰが所定時間低下し（図１７のｂ部）、クラッチ機構５が動作位置係合状態５０２になったときには、締付トルクＰが徐々に上昇することがわかる（図１７のｃ部）。
【０１１０】
また、サーボモータ３１の回転速度Ｖは、締付トルクＰが一時的に上昇したときに、低速回転に切り替えられる。そして、締付トルクＰの測定値が締付完了規定値Ｐ３になったときには、サーボモータ３１の回転が停止され、その回転速度Ｖはゼロになる（図１７においては逆回転させているためゼロ以下になっている。）。
【０１１１】
図１８〜図２０には、クラッチ機構５が正常に動作せず、ボルト８５の締付けが正常に行われなかった場合を示す。各図に示すごとく、クラッチ機構５が正常に動作しないときには、ボルト８５の頭部８５１が被締付部位８１の締付面８１１に当接したときに、クラッチ機構５における原位置係合状態５０１が正常に解除されず、締付トルクＰが一時的に上昇した後（各図のａ部）、締付トルクＰが所定時間低下することなく、上昇することがわかる（各図のｃ部）。そして、この場合には、クラッチ機構５が正常に動作した場合に比べて、ボルト８５の締付時間が短くなっていることがわかる（これに伴って締付角度Ｒも小さくなる。）。
【０１１２】
また、図２１は、横軸に、締付角度Ｒ（締付トルクＰの測定値がクラッチ作動規定値Ｐ１になってから締付完了規定値Ｐ３になるまでに、ボルト８５の頭部８５１が回転した角度）をとり、縦軸に、締付時間（締付トルクＰの測定値がクラッチ作動規定値Ｐ１になってから締付完了規定値Ｐ３になるまでに要した時間）をとって、クラッチ機構５が正常に動作した場合Ｇと正常に動作しなかった場合Ｂとについて両者の関係を示すグラフである。
【０１１３】
同図に示すごとく、クラッチ機構５が正常に動作したときには、締付角度Ｒが大きくなると共に締付時間が長くなり、両者は比例的な関係を有していることがわかる。これに対し、クラッチ機構５が正常に動作しなかったときには、締付時間が極端に短くなり、締付角度Ｒも小さくなることがわかる。
このことより、上記実施例１〜４に示した締付診断システム１及び締付診断方法によれば、クラッチ機構５の正常又は異常を判定することが容易であることがわかる。
【０１１４】
図２２、図２３は、横軸に締付角度Ｒをとり、縦軸に締付トルクＰをとって、クラッチ機構５が正常に動作したときの締付トルクＰの波形を示す図である。図２２は、繰り返しによるばらつきを示し、図２３は、ナットランナ２の個体差によるばらつきを示す。なお、クラッチ機構５が正常に動作したときには、その動作により約２５〜３５°の角度ｒだけ減速機３２が回転主軸４に対して相対的に回転することがわかる。
【０１１５】
（比較例）
従来のナットランナにおいては、締付部材としてのボルト８５の締付けが正常に行われたか否かは、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が、所定の締付完了規定値Ｐ３の１／２の大きさになった時点から締付完了規定値Ｐ３になるまでの締付時間と締付角度Ｒとの関係から判定していた。この場合、図２４に示すごとく、締付角度Ｒと締付時間との関係において、クラッチ機構５が正常に動作した場合Ｇと正常に動作しなかった場合Ｂとの差が顕著にならなかった。
したがって、上述した実施例１〜４の締付診断システム１及び締付診断方法を用いることにより、クラッチ機構５の動作不良の有無を精度よく判定できると共に、ボルト８５の締付不良の有無も精度よく判定できることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】実施例１における、締付診断システムの電気的構成を示す説明図。
【図２】実施例１における、ナットランナの全体を示す説明図。
【図３】実施例１における、ナットランナにおけるクラッチ機構の周辺を示す断面説明図。
【図４】実施例１における、原位置係合状態にあるクラッチ機構の周辺を示す断面説明図。
【図５】実施例１における、過渡状態にあるクラッチ機構の周辺を示す断面説明図。
【図６】実施例１における、動作位置係合状態にあるクラッチ機構の周辺を示す断面説明図。
【図７】実施例１における、保持ソケット及び被締付対象の周辺を示す断面説明図。
【図８】実施例１における、横軸に時間をとり、縦軸に回転速度及び締付トルクをとって、回転速度及び締付トルクの変化を示すグラフ。
【図９】実施例１における、横軸に時間をとり、縦軸に締付トルクをとって、締付トルクの変化の一部を拡大して示すグラフ。
【図１０】実施例１における、締付診断システムの動作を示すフローチャート。
【図１１】実施例２における、横軸に時間をとり、縦軸に回転速度及び締付トルクをとって、回転速度及び締付トルクの変化を示すグラフ。
【図１２】実施例２における、締付診断システムの動作を示すフローチャート。
【図１３】実施例３における、横軸に時間をとり、縦軸に回転速度及び締付トルクをとって、回転速度及び締付トルクの変化を示すグラフ。
【図１４】実施例３における、締付診断システムの動作を示すフローチャート。
【図１５】実施例３における、横軸に時間をとり、縦軸に回転速度及び締付トルクをとって、ボルトにねじ山潰れが発生したときの回転速度及び締付トルクの変化を示すグラフ。
【図１６】実施例４における、締付診断システムの動作を示すフローチャート。
【図１７】実施例５における、横軸に時間をとり、縦軸に回転速度及び締付トルクをとって、クラッチ機構が正常に動作した場合の回転速度及び締付トルクの変化を示すグラフ。
【図１８】実施例５における、横軸に時間をとり、縦軸に回転速度及び締付トルクをとって、クラッチ機構が正常に動作しなかった場合の回転速度及び締付トルクの変化を示すグラフ。
【図１９】実施例５における、横軸に時間をとり、縦軸に回転速度及び締付トルクをとって、クラッチ機構が正常に動作しなかった場合の回転速度及び締付トルクの変化を示すグラフ。
【図２０】実施例５における、横軸に時間をとり、縦軸に回転速度及び締付トルクをとって、クラッチ機構が正常に動作しなかった場合の回転速度及び締付トルクの変化を示すグラフ。
【図２１】実施例５における、横軸に締付角度をとり、縦軸に締付時間をとって、クラッチ機構が正常に動作した場合と正常に動作しなかった場合とについて両者の関係を示すグラフ。
【図２２】実施例５における、横軸に締付角度をとり、縦軸に締付トルクをとって、クラッチ機構が正常に動作したときの締付トルクの波形を示すグラフ。
【図２３】実施例５における、横軸に締付角度をとり、縦軸に締付トルクをとって、クラッチ機構が正常に動作したときの締付トルクの波形を示すグラフ。
【図２４】比較例における、横軸に締付角度をとり、縦軸に締付時間をとって、クラッチ機構が正常に動作した場合と正常に動作しなかった場合とについて両者の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 締付診断システム
１１ 電子制御コントローラ
１２ 異常診断コンピュータ
２ ナットランナ
３１ サーボモータ
３２ 減速機
３３ 回転速度検出器
３４ 保持軸部
４ 回転主軸
４１ スプリング（付勢手段）
４５ トルクセンサ
５ クラッチ機構
５１ 上側クラッチ部材
５２ 下側クラッチ部材
５３ ボール
６ 保持ソケット
６１ 保持凹部
７ 進退手段
８ 被締付対象
８１ 被締付部位
８１１ 締付面
８５ 締付部材（ボルト）
８５１ 頭部
８５２ ねじ部
Ａ１ 第１段階の移動動作
Ａ２ 第２段階の移動動作
Ｂ 締付動作
Ｐ 締付トルク
Ｐ１ クラッチ作動規定値（上昇規定値）
Ｐ２ クラッチ作動完了規定値
Ｐ３ 締付完了規定値
ｔ 時間
ｔ１ クラッチ動作正常時間
ｔ２ 締付正常時間
Ｖ 回転速度
Ｖ１ 締付正常回転速度
Ｒ 締付角度
Ｒ１ 締付正常角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナットランナによるボルト等の締付部材の締付けが正常に行われたかを判定する締付診断システム及び締付診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボルト等の締付部材の締付けを行う装置であるナットランナは、種々の機械部品の組付を行う際に用いられている。例えば、特許文献１に開示されるナットランナは、減速軸と回転主軸との間にクラッチ機構を介装すると共に、回転主軸にトルクセンサを付設し、締付トルクがクラッチ機構作動トルク値よりも小さなモータ切替トルク値に達したのを、トルクセンサが検知して、回転主軸を回転させるモータを高速回転から低速回転に切り替えるよう構成している。また、クラッチ機構は、クラッチ上と、クラッチ下と、その間に挟まれたボールとから構成しており、トルクセンサがモータへ上記切替信号を送った後に、クラッチ機構が作動するよう構成している。
【０００３】
ところで、ナットランナが被締付対象に締付部材の締付けを正常に行うためには、クラッチ機構が正常に動作することが前提となる。しかしながら、従来のナットランナにおいては、クラッチ機構が正常に動作したことを検知する手段については、十分な工夫がなされていない。そのため、クラッチ機構が正常に動作しなかったときの検知時期が遅れ、クラッチ機構が故障してから交換するか、クラッチ機構を定期的に交換する必要があった。
【０００４】
【特許文献１】特許第３８８９９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、クラッチ機構の異常を迅速に検知することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる締付診断システム及び締付診断方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを異常診断コンピュータによって判定するよう構成した締付診断システムにおいて、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記異常診断コンピュータは、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、該締付トルクの測定値が、所定の低下規定値以下に所定時間低下した状態が続いたときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知するよう構成してあることを特徴とする締付診断システムにある（請求項１）。
【０００７】
本発明の締付診断システムは、サーボモータ、減速機、回転主軸、クラッチ機構、保持ソケット、トルクセンサ及び回転速度検出器を有するナットランナを、電子制御コントローラによって制御するよう構成してある。そして、電子制御コントローラは、サーボモータを高速回転させる移動動作を行うことにより、保持ソケットに保持する締付部材を高速で回転させ、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを高速で行うことができる。これにより、締付部材の締付けを行う時間を短縮することができる。
【０００８】
そして、保持ソケットに保持する締付部材の頭部が、被締付部位における締付面に当接したときには、トルクセンサによる締付トルクの測定値が上昇する。このとき、電子制御コントローラは、トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になったときには、サーボモータを低速回転させる締付動作を行うことにより、保持ソケットに保持する締付部材を低速で回転させ、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを低速で行うことができる。これにより、締付部材を被締付部位へ安定して締め付けることができる。
【０００９】
ところで、保持ソケットに保持する締付部材の頭部が、被締付部位における締付面に当接したときには、回転主軸に負荷が加わる又は回転主軸に加わる負荷が上昇する。このとき、回転主軸に加わる負荷が所定の値になったときには、クラッチ機構によって回転主軸と減速機との係合状態が解除される。そして、減速機が回転主軸に対して所定回転量だけ相対的に回転する間に、電子制御コントローラがサーボモータの回転を高速回転から低速回転に切り替えることができ、この切替えを行う際に、急激な衝撃トルクが締付部材の頭部と締付面との間に生ずることを防止することができる。そのため、上記締付動作をより安定して行うことができる。
【００１０】
そして、本発明の異常診断コンピュータは、トルクセンサによる締付トルクの測定値を監視して、クラッチ機構が正常に動作したかを検出することができる。具体的には、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、所定の低下規定値以下に所定時間低下した状態が続いたときには（所定の低下規定値以下に低下した時間が所定時間以上になったときには）、異常診断コンピュータは、クラッチ機構が正常に動作して締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
【００１１】
一方、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、所定の低下規定値以下に所定時間低下した状態が続かなかったときには（所定の低下規定値以下に低下した時間が所定時間未満であったときには）、異常診断コンピュータは、クラッチ機構が正常に動作せず、締付部材の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。
【００１２】
このように、本発明の締付診断システムによれば、クラッチ機構に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構の動作状態を監視することにより、締付部材の締付けが正常に行われているかを監視することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００１３】
それ故、本発明の締付診断システムによれば、クラッチ機構の異常を迅速に検知することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００１４】
第２の発明は、ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを異常診断コンピュータによって判定するよう構成した締付診断システムにおいて、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記異常診断コンピュータは、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、上記回転速度検出器による回転速度の測定値から積算した上記締付部材の締付角度が、所定の締付正常角度に到達したときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知するよう構成してあることを特徴とする締付診断システムにある（請求項２）。
【００１５】
本発明の締付診断システムにおいても、上述した締付診断システムの発明と同様に、上記移動動作によって、締付部材の締付けを行う時間を短縮することができると共に、上記締付動作によって、締付部材を被締付部位へ安定して締め付けることができる。
そして、本発明の異常診断コンピュータも、トルクセンサによる締付トルクの測定値を監視して、クラッチ機構が正常に動作したかを検出することができる。
【００１６】
具体的には、トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になった後、回転速度検出器による回転速度の測定値から積算した上記締付部材の締付角度が、所定の締付正常角度に到達したときには（所定の締付正常角度以上になったときには）、異常診断コンピュータは、クラッチ機構が正常に動作して締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
なお、締付正常角度は、締付部材の締付けが正常に行われるときの締付角度として設定することができる。
【００１７】
一方、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、回転速度検出器による回転速度の測定値から積算した締付部材の締付角度が、所定の締付正常角度に到達しなかったときには（所定の締付正常角度未満であったときには）、異常診断コンピュータは、クラッチ機構が正常に動作せず、締付部材の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。
【００１８】
このように、本発明の締付診断システムによっても、クラッチ機構に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構の動作状態を監視することにより、締付部材の締付けが正常に行われているかを監視することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００１９】
それ故、本発明の締付診断システムによっても、クラッチ機構の異常を迅速に検知することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００２０】
第３の発明は、ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを異常診断コンピュータによって判定するよう構成した締付診断システムにおいて、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記異常診断コンピュータは、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、該締付トルクの測定値が所定の締付完了規定値に到達するまでに要した時間が、所定の締付正常時間以上であるときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知するよう構成してあることを特徴とする締付診断システムにある（請求項３）。
【００２１】
本発明の締付診断システムにおいても、上述した締付診断システムの発明と同様に、上記移動動作によって、締付部材の締付けを行う時間を短縮することができると共に、上記締付動作によって、締付部材を被締付部位へ安定して締め付けることができる。
そして、本発明の異常診断コンピュータも、トルクセンサによる締付トルクの測定値を監視して、クラッチ機構が正常に動作したかを検出することができる。
【００２２】
具体的には、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、所定の締付完了規定値に到達するまでに要した時間が、所定の締付正常時間以上であるときには、異常診断コンピュータは、クラッチ機構が正常に動作して締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
なお、締付完了規定値は、被締付部位への締付部材の締付状態を維持することができる大きさに設定することができる。
【００２３】
一方、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、所定の締付完了規定値に到達するまでに要した時間が、所定の締付正常時間未満であるときには、異常診断コンピュータは、クラッチ機構が正常に動作せず、締付部材の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。
【００２４】
このように、本発明の締付診断システムによっても、クラッチ機構に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構の動作状態を監視することにより、締付部材の締付けが正常に行われているかを監視することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００２５】
それ故、本発明の締付診断システムによっても、クラッチ機構の異常を迅速に検知することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００２６】
第４の発明は、ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを異常診断コンピュータによって判定するよう構成した締付診断システムにおいて、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記異常診断コンピュータは、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、上記回転速度検出器によって測定する回転速度が、所定の規定時間継続して所定の締付正常回転速度以上に維持されたときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知するよう構成してあることを特徴とする締付診断システムにある（請求項４）。
【００２７】
本発明の締付診断システムにおいても、上述した締付診断システムの発明と同様に、上記移動動作によって、締付部材の締付けを行う時間を短縮することができると共に、上記締付動作によって、締付部材を被締付部位へ安定して締め付けることができる。
そして、本発明の異常診断コンピュータも、トルクセンサによる締付トルクの測定値を監視して、クラッチ機構が正常に動作したかを検出することができる。
【００２８】
具体的には、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、回転速度検出器によって測定する回転速度が、所定の規定時間継続して所定の締付正常回転速度以上に維持されたときには（所定の締付正常回転速度以上に維持された時間が、所定の規定時間以上になったときには）、異常診断コンピュータは、クラッチ機構が正常に動作して締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
なお、締付部材の締付けが終わると（トルクセンサによって測定する締付トルクの測定値が所定の締付完了規定値に到達すると）、回転速度検出器によって測定する回転速度が、締付正常回転速度未満又はゼロに低下する。
【００２９】
一方、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、回転速度検出器によって測定する回転速度が、所定の規定時間継続して所定の締付正常回転速度以上に維持されなかったときには（所定の締付正常回転速度以上に維持された時間が、所定の規定時間未満になったときには）、異常診断コンピュータは、クラッチ機構が正常に動作せず、締付部材の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。
【００３０】
このように、本発明の締付診断システムによっても、クラッチ機構に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構の動作状態を監視することにより、締付部材の締付けが正常に行われているかを監視することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００３１】
それ故、本発明の締付診断システムによっても、クラッチ機構の異常を迅速に検知することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００３２】
第５の発明は、ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを判定する締付診断方法において、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、該締付トルクの測定値が、所定の低下規定値以下に所定時間低下した状態が続いたときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することを特徴とする締付診断方法にある（請求項８）。
【００３３】
本発明の締付診断方法は、上述した締付診断方法の発明と同様に、上記移動動作によって、締付部材の締付けを行う時間を短縮することができると共に、上記締付動作によって、締付部材を被締付部位へ安定して締め付けることができる。
そして、本発明の異常診断方法においては、トルクセンサによる締付トルクの測定値を監視して、クラッチ機構が正常に動作したかを検出することができる。
【００３４】
具体的には、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、所定の低下規定値以下に所定時間低下した状態が続いたときには（所定の低下規定値以下に低下した時間が所定時間以上になったときには）、クラッチ機構が正常に動作して締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
【００３５】
一方、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、所定の低下規定値以下に所定時間低下した状態が続かなかったときには（所定の低下規定値以下に低下した時間が所定時間未満であったときには）、クラッチ機構が正常に動作せず、締付部材の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。
【００３６】
このように、本発明の締付診断方法によれば、クラッチ機構に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構の動作状態を監視することにより、締付部材の締付けが正常に行われているかを監視することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００３７】
それ故、本発明の締付診断方法によれば、クラッチ機構の異常を迅速に検知することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００３８】
第６の発明は、ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを判定する締付診断方法において、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、上記回転速度検出器による回転速度の測定値から積算した上記締付部材の締付角度が、所定の締付正常角度に到達したときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することを特徴とする締付診断方法にある（請求項９）。
【００３９】
本発明の締付診断方法においても、上述した締付診断方法の発明と同様に、上記移動動作によって、締付部材の締付けを行う時間を短縮することができると共に、上記締付動作によって、締付部材を被締付部位へ安定して締め付けることができる。
そして、本発明の締付診断方法においても、トルクセンサによる締付トルクの測定値を監視して、クラッチ機構が正常に動作したかを検出することができる。
【００４０】
具体的には、トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になった後、回転速度検出器による回転速度の測定値から積算した締付部材の締付角度が、所定の締付正常角度に到達したときには（所定の締付正常角度以上になったときには）、クラッチ機構が正常に動作して締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
なお、締付正常角度は、締付部材の締付けが正常に行われるときの締付角度として設定することができる。
【００４１】
一方、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、回転速度検出器による回転速度の測定値から積算した締付部材の締付角度が、所定の締付正常角度に到達しなかったときには（所定の締付正常角度未満であったときには）、クラッチ機構が正常に動作せず、締付部材の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。
【００４２】
このように、本発明の締付診断方法によっても、クラッチ機構に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構の動作状態を監視することにより、締付部材の締付けが正常に行われているかを監視することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００４３】
それ故、本発明の締付診断方法によっても、クラッチ機構の異常を迅速に検知することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００４４】
第７の発明は、ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを判定する締付診断方法において、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、該締付トルクの測定値が所定の締付完了規定値に到達するまでに要した時間が、所定の締付正常時間以上であるときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することを特徴とする締付診断方法にある（請求項１０）。
【００４５】
本発明の締付診断方法においても、上述した締付診断方法の発明と同様に、上記移動動作によって、締付部材の締付けを行う時間を短縮することができると共に、上記締付動作によって、締付部材を被締付部位へ安定して締め付けることができる。
そして、本発明の締付診断方法においても、トルクセンサによる締付トルクの測定値を監視して、クラッチ機構が正常に動作したかを検出することができる。
【００４６】
具体的には、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、所定の締付完了規定値に到達するまでに要した時間が、所定の締付正常時間以上であるときには、クラッチ機構が正常に動作して締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
なお、締付完了規定値は、被締付部位への締付部材の締付状態を維持することができる大きさに設定することができる。
【００４７】
一方、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、所定の締付完了規定値に到達するまでに要した時間が、所定の締付正常時間未満であるときには、クラッチ機構が正常に動作せず、締付部材の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。
【００４８】
このように、本発明の締付診断方法によっても、クラッチ機構に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構の動作状態を監視することにより、締付部材の締付けが正常に行われているかを監視することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００４９】
それ故、本発明の締付診断方法によっても、クラッチ機構の異常を迅速に検知することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００５０】
第８の発明は、ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを判定する締付診断方法において、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、上記回転速度検出器によって測定する回転速度が、所定の規定時間継続して所定の締付正常回転速度以上に維持されたときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することを特徴とする締付診断方法にある（請求項１１）。
【００５１】
本発明の締付診断方法においても、上述した締付診断方法の発明と同様に、上記移動動作によって、締付部材の締付けを行う時間を短縮することができると共に、上記締付動作によって、締付部材を被締付部位へ安定して締め付けることができる。
そして、本発明の異常診断方法も、トルクセンサによる締付トルクの測定値を監視して、クラッチ機構が正常に動作したかを検出することができる。
【００５２】
具体的には、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、回転速度検出器によって測定する回転速度が、所定の規定時間継続して所定の締付正常回転速度以上に維持されたときには（所定の締付正常回転速度以上に維持された時間が、所定の規定時間以上になったときには）、クラッチ機構が正常に動作して締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
なお、締付部材の締付けが終わると（トルクセンサによって測定する締付トルクの測定値が所定の締付完了規定値に到達すると）、回転速度検出器によって測定する回転速度が、締付正常回転速度未満又はゼロに低下する。
【００５３】
一方、トルクセンサによる締付トルクの測定値が、所定の上昇規定値になった後、回転速度検出器によって測定する回転速度が、所定の規定時間継続して所定の締付正常回転速度以上に維持されなかったときには（所定の締付正常回転速度以上に維持された時間が、所定の規定時間未満になったときには）、クラッチ機構が正常に動作せず、締付部材の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。
【００５４】
このように、本発明の締付診断方法によっても、クラッチ機構に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構の動作状態を監視することにより、締付部材の締付けが正常に行われているかを監視することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【００５５】
それ故、本発明の締付診断方法によっても、クラッチ機構の異常を迅速に検知することができ、締付部材の締付けを安定して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
上述した第１〜第８の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第１〜第４の発明は、いずれか２つ以上を組み合わせて採用することもでき、第５〜第８の発明も、いずれか２つ以上を組み合わせて採用することもできる。
例えば、上記異常診断コンピュータは、上記締付トルクの測定値及び締付時間の両方を用いて、上記クラッチ機構の異常判定を行うことができる。
【００５７】
第１〜第８の発明において、上記クラッチ機構は、上記係合状態にあるときには、一対のクラッチ部材のクラッチ面同士の間にボールを挟持した状態を付勢バネによる付勢力を受けて維持すると共に、一方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した一方の原位置隆起部と、他方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した他方の原位置隆起部との間に上記ボールを周方向に挟持しており、上記係合状態を解除するときには、上記ボールが上記一方の原位置隆起部と上記他方の原位置隆起部とを乗り越えて、当該ボールが、一方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した一方の動作位置隆起部と、他方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した他方の動作位置隆起部との間に周方向に挟持されるまで、当該ボールを介して上記一方のクラッチ部材と上記他方のクラッチ部材とが上記付勢バネによる付勢力に抗して相対的に回転するよう構成してあることが好ましい（請求項５、１２）。
【００５８】
この場合には、一対のクラッチ部材、ボール及び付勢バネを用いた構成により、クラッチ機構を容易に形成することができる。なお、付勢バネによる付勢力を変更することにより、クラッチ機構の係合状態が解除されるときの回転主軸に加わる所定の負荷の大きさを変更することができる。
【００５９】
また、クラッチ機構が係合状態にあるときには、一対のクラッチ部材が付勢バネによる付勢力を受けて、原位置隆起部同士の間の周方向にボールを挟持していることにより、サーボモータの回転を受けて減速機の出力軸と回転主軸とが一体的に回転し、保持ソケットに保持する締付部材を回転させて被締付部位に締め付けることができる。
一方、保持ソケットに保持する締付部材の頭部が被締付部位における締付面に当接し、回転主軸に所定の負荷が加わったときには、付勢バネによる付勢力に抗して、一対のクラッチ部材がボールを介して相対的に回転し、減速機を回転主軸に対して所定回転量だけ相対的に回転させることができる。
【００６０】
上記保持ソケットは、付勢手段を介して上記回転主軸に取り付けてあると共に、当該保持ソケットに保持する上記締付部材を上記被締付部位に締め付ける際に、上記付勢手段による弾性反発力によって上記締付部材を上記被締付部位へ押圧するよう構成してあることが好ましい（請求項６、１３）。
この場合には、付勢手段により締付部材を被締付部位へ押圧しておくことができ、サーボモータの回転によって、被締付部位へ締付部材を容易に締め付けることができる。
【００６１】
また、上記ナットランナは、該ナットランナを上記被締付対象における被締付部位へ接近させるための進退手段に取り付けてあり、該進退手段は、上記ナットランナを上記被締付対象における被締付部位まで移動させる移動ロボットに取り付けてあり、上記進退手段により、上記ナットランナを上記被締付対象における被締付部位へ接近させて、上記付勢手段に反発弾性力を発生させた後、上記電子制御コントローラが上記移動動作を開始するよう構成してあることが好ましい（請求項７、１４）。
【００６２】
この場合には、移動ロボットによって、ナットランナを被締付部位まで移動させた後、進退手段によって、ナットランナを被締付部位へ接近させることにより、付勢手段による弾性反発力によって保持ソケットに保持する締付部材を被締付部位へ押圧することができる。これにより、サーボモータの回転によって、被締付部位へ締付部材を容易に締め付けることができる。
【実施例】
【００６３】
以下に、本発明の締付診断システム及び締付診断方法にかかる実施例につき、図面と共に説明する。
（実施例１）
本例の締付診断システム１は、図１に示すごとく、締付部材としてのボルト８５の締付けを電動で行うナットランナ２を、電子制御コントローラ１１によって制御し、ボルト８５の締付けが正常に行われたかを異常診断コンピュータ１２によって判定するよう構成してある。
図２に示すごとく、ナットランナ２は、サーボモータ３１、減速機３２、回転主軸４、クラッチ機構５、保持ソケット６、トルクセンサ（トルクトランスジューサ）４５及び回転速度検出器３３を有している。
【００６４】
図１に示すごとく、サーボモータ３１は、電子制御コントローラ１１からの指令を受けて動作するドライバ回路によって駆動されるよう構成してある。図３に示すごとく、減速機３２は、サーボモータ３１の出力軸に接続してあり、サーボモータ３１の回転速度を所定の減速比で減速して、この減速された回転速度で当該減速機３２の出力軸３２１を回転させるよう構成されている。減速機３２の出力軸３２１には、クラッチ機構５を配設するための保持軸部３４が、同一軸心を有して連結してある。図４〜図６に示すごとく、クラッチ機構５は、その上側クラッチ部材５１が保持軸部３４の外周に配設してあり、回転主軸４に所定の負荷が加わった後、回転主軸４と減速機３２及び保持軸部３４との係合状態を解除し、回転主軸４に対して減速機３２を所定回転量だけ相対的に回転させるよう構成してある。
【００６５】
図３に示すごとく、回転主軸４は、保持軸部３４に対して、同一軸心を有して回転可能に軸支されると共に、クラッチ機構５の下側クラッチ部材５２に対して係合している。そして、回転主軸４は、クラッチ機構５が係合状態にあるときには、減速機３２の出力軸３２１、保持軸部３４及びクラッチ機構５と一体的に回転するよう構成されている。図７に示すごとく、保持ソケット６は、回転主軸４に対して同一軸心を有して連結してあり、その先端部に、締付部材としてのボルト８５の頭部８５１を保持するための保持凹部６１を有している。
図１、図３に示すごとく、トルクセンサ４５は、回転主軸４の外周に配設してあり、回転主軸４に加わる締付トルクＰを測定し、この測定信号を異常診断コンピュータ１２へ送信するよう構成してある。回転速度検出器３３は、サーボモータ３１に連結してあり、サーボモータ３１の回転速度Ｖを検出し、この検出信号を異常診断コンピュータ１２へ送信するよう構成してある。
【００６６】
図８に示すごとく、電子制御コントローラ１１は、ナットランナ２に、ボルト８５のねじ込みとしての移動動作Ａ１、Ａ２と、ボルト８５の締付けとしての締付動作Ｂとを行わせるよう構成してある。より具体的には、図７〜図９に示すごとく、電子制御コントローラ１１は、移動動作Ａ１、Ａ２として、被締付対象８における被締付部位８１へのボルト８５の締付けを開始した後、保持ソケット６に保持するボルト８５の頭部８５１が、被締付部位８１における締付面８１１に当接し、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が所定のクラッチ作動規定値（上昇規定値）Ｐ１になるまで、サーボモータ３１を高速回転させるよう構成してある。また、電子制御コントローラ１１は、締付動作Ｂとして、締付トルクＰの測定値がクラッチ作動規定値Ｐ１になったとき、サーボモータ３１を高速回転よりも遅い回転速度Ｖで低速回転させるよう構成してある。
【００６７】
そして、図９に示すごとく、異常診断コンピュータ１２においては、トルクセンサ４５からの測定信号を受けて、締付トルクＰの測定値が、所定のクラッチ作動規定値Ｐ１になったとき、時間ｔの計測を開始し、締付トルクＰの測定値が、再びクラッチ作動規定値Ｐ１以下になった後、所定のクラッチ作動完了規定値Ｐ２になるまで時間ｔの計測を継続する。そして、この計測時間ｔが、所定のクラッチ動作正常時間ｔ１以上である場合には、異常診断コンピュータ１２は、クラッチ機構５が正常に動作してボルト８５の締付けが正常に行われたことを検知する。一方、上記計測時間ｔが、所定のクラッチ動作正常時間ｔ１未満である場合には、異常診断コンピュータ１２は、クラッチ機構５が正常に動作せず、ボルト８５の締付けが正常に行われたことを検知する。
【００６８】
以下に、本例の締付診断システム１及び締付診断方法につき、図１〜図１０と共に詳説する。
本例のナットランナ２は、２次元又は３次元に移動する移動ロボット（図示略）に取り付けてあり、被締付対象８における複数の被締付部位８１へ移動して、複数の被締付部位８１へ締付部材としてのボルト８５を順次締め付けることができるものである。
図７に示すごとく、本例の被締付対象８は、締付部材としてのボルト８５のねじ部８５２を挿通させる貫通穴８１Ａを形成した第１部品８Ａと、貫通穴８１Ａに挿通したボルト８５のねじ部８５２を螺合させるねじ穴８１Ｂを形成した第２部品８Ｂとからなる。
【００６９】
移動ロボットの移動先端部には、ナットランナ２を被締付対象８における被締付部位８１へ接近させるための進退手段７が取り付けてある。この進退手段７は、シリンダー、モータ等のアクチュエータと、このアクチュエータによってナットランナ２を進退するようガイドするガイド部７１とを有している。本例のアクチュエータは、エアシリンダーからなる。そして、ナットランナ２は、移動ロボットによって被締付対象８における所定の被締付部位８１まで移動した後、進退手段７によって被締付部位８１へ接近するよう構成してある。
また、移動ロボット及び進退手段７は、種々の制御コンピュータ等によって制御することができる。図１に示すごとく、異常診断コンピュータ１２、制御コントローラ等は、同じコンピュータ１０内に形成することができ、上位のコンピュータ内に形成することもできる。
【００７０】
本例のクラッチ機構５は、図４に示すごとく、減速機３２の出力軸３２１に連結した保持軸部３４と回転主軸４とを一体的に回転させる原位置係合状態５０１と、図６に示すごとく、減速機３２の出力軸３２１に連結した保持軸部３４を回転主軸４に対して相対的に回転させた後（図５参照）、再び減速機３２の出力軸３２１に連結した保持軸部３４と回転主軸４とを一体的に回転させる動作位置係合状態５０２とを形成するよう構成されている。図３、図４に示すごとく、クラッチ機構５は、保持軸部３４の外周に配設した上側クラッチ部材５１と、回転主軸４の上端部に連結した下側クラッチ部材５２と、上側クラッチ部材５１の下面に形成したクラッチ面５１１と下側クラッチ部材５２の上面に形成したクラッチ面５２１との間に挟持させた複数のボール５３（鋼球）とを有している。
また、クラッチ機構５、保持軸部３４、減速機３２の出力軸３２１及び回転主軸４の上端部は、クラッチケース５４内に収容してある。
【００７１】
図４に示すごとく、上側クラッチ部材５１のクラッチ面５１１には、周方向一方側Ｃ１へ向けて下方への突出量が大きくなる上側傾斜山部５１２が形成してあり、下側クラッチ部材５２のクラッチ面５２１には、周方向他方側Ｃ２へ向けて上方への突出量が大きくなる下側傾斜山部５２２が形成してある。そして、クラッチ機構５が、原位置係合状態５０１にあるときには、上側傾斜山部５１２と下側傾斜山部５２２との周方向の位置がずれており、これらの間に形成されたクラッチ空間５３０にボール５３が配置されている。
【００７２】
また、上側傾斜山部５１２の周方向他方側Ｃ２の基部には、上側原位置隆起部５１３が形成されており、上側傾斜山部５１２の周方向一方側Ｃ１の頂点部には、上側動作位置隆起部５１４が形成されている。また、下側傾斜山部５２２の周方向一方側Ｃ１の基部には、下側原位置隆起部５２３が形成されており、下側傾斜山部５２２の周方向他方側Ｃ２の頂点部には、下側動作位置隆起部５２４が形成されている。
【００７３】
そして、同図に示すごとく、クラッチ機構５が、原位置係合状態５０１にあるときには、クラッチ空間５３０内にあるボール５３は、上側原位置隆起部５１３と下側原位置隆起部５２３との間に周方向から挟持されている。
また、上側傾斜山部５１２及び下側傾斜山部５２２は、それぞれ上側クラッチ部材５１及び下側クラッチ部材５２の周方向における複数箇所に形成してあり、周方向の複数箇所に形成されたクラッチ空間５３０内には、それぞれボール５３が配置されている。
【００７４】
図３に示すごとく、保持軸部３４の外周の上端側には、バネ用座板３４１が設けてあり、保持軸部３４の外周側において、バネ用座板３４１と上側クラッチ部材５１との間には、付勢バネ３４２が配置してある。上側クラッチ部材５１は、付勢バネ３４２による付勢力を受けて下側クラッチ部材５２の方向へ押圧されている。
また、上側クラッチ部材５１は、保持軸部３４の外周に、上下にスライド可能な状態で配設してある。上側クラッチ部材５１は、周方向の複数箇所において、軸方向へ複数個のボールを並べて構成したボールキー５５によって、保持軸部３４に対して回り止めがなされていると共に、保持軸部３４に対して上下にスライドできるようになっている。
【００７５】
そして、サーボモータ３１を回転させる際に、回転主軸４に負荷が加わっていないときには、図４に示すごとく、上側原位置隆起部５１３と下側原位置隆起部５２３との間に周方向にボール５３を挟持した状態で、付勢バネ３４２による付勢力を受けて、上側クラッチ部材５１と下側クラッチ部材５２とによる原位置係合状態５０１が形成される。
次いで、サーボモータ３１を回転させる際に、回転主軸４に所定の負荷（付勢バネ３４２の付勢力による回転摩擦トルクよりも大きな負荷トルク）が加わったときには、図５に示すごとく、クラッチ機構５の原位置係合状態５０１が解除され、ボール５３が、上側原位置隆起部５１３と下側原位置隆起部５２３とを乗り越えて、上側傾斜山部５１２と下側傾斜山部５２２との間を転がる。そして、図６に示すごとく、ボール５３が、上側動作位置隆起部５１４と下側動作位置隆起部５２４との間に周方向に挟持されるまで、下側クラッチ部材５２に対して上側クラッチ部材５１が、付勢バネ３４２による付勢力に抗して相対的に回転し、動作位置係合状態５０２が形成される。
【００７６】
図７に示すごとく、本例の保持ソケット６は、スプリング（付勢手段）４１による付勢力を受けた状態で回転主軸４に、同一軸心を有して連結してある。スプリング４１は、回転主軸４の外周側において、回転主軸４と保持ソケット６との間に挟持して配置してある。回転主軸４及びスプリング４１と、保持ソケット６の後端部は、ケース４２内に配置されている。保持ソケット６は、回転主軸４と共に回転可能であると共に、スプリング４１を収縮させながら回転主軸４の側へ引っ込むよう構成されている。
【００７７】
保持ソケット６の保持凹部６１に保持するボルト８５を被締付部位８１に締め付ける際には、スプリング４１による弾性反発力によってボルト８５を被締付部位８１へ押圧することができる。進退手段７により、ボルト８５を保持するナットランナ２を被締付部位８１へ接近させたときには、スプリング４１による付勢力に抗して保持ソケット６を回転主軸４の側へ引っ込ませ、スプリング４１による反発弾性力を保持ソケット６からボルト８５に与えることができる。そして、この状態で、サーボモータ３１によって保持ソケット６を回転させることにより、ボルト８５のねじ部８５２を第２部品８Ｂにおけるねじ穴８１Ｂへ締め込むことができる。
【００７８】
本例の回転速度検出器３３は、エンコーダとした。これ以外にも、回転速度検出器３３は、タコジェネレータ等の種々の検出器とすることもできる。
トルクセンサ４５は、回転主軸４に生じるトルクを測定することができる種々のセンサを用いることができる。例えば、トルクを測定する原理によって、ひずみゲージ式、磁歪効果式、位相差検出方式、機械的反力式等のトルクセンサ４５を用いることができる。
【００７９】
本例の電子制御コントローラ１１は、移動動作Ａ１、Ａ２として、サーボモータ３１をより高速で回転させてボルト８５のねじ込みをより高速で行う第１段階の移動動作Ａ１と、この第１段階の移動動作Ａ１に比べてサーボモータ３１の回転速度Ｖを低下させてボルト８５のねじ込みを行う第２段階の移動動作Ａ２とを行うよう構成してある。
【００８０】
次に、本例の締付診断システム１を用いてボルト８５の締付診断を行う方法、及び本例の作用効果につき、図１０のフローチャートと共に説明する。
まず、制御コンピュータ等によって移動ロボットを制御して、ボルト８５を保持させたナットランナ２を、被締付対象８における被締付部位８１に対する対向位置まで移動させる（図１０のステップＳ１０１）。そして、制御コンピュータ等によって、進退手段７を制御し、ボルト８５を保持するナットランナ２を、被締付部位８１へ接近（前進）させる。
このとき、ボルト８５のねじ部８５２が第１部品８Ａの貫通穴８１Ａに挿通されると共に、ねじ部８５２の先端部が第２部品８Ｂのねじ穴８１Ｂに当接する。そして、ナットランナ２をさらに前進させることによって、スプリング４１を収縮させながら保持ソケット６が回転主軸４の方向へ引っ込む（図７参照）。
【００８１】
次いで、電子制御コントローラ１１は、第１段階の移動動作Ａ１として、サーボモータ３１を所定時間高速回転させてボルト８５のねじ込みを行い、第２段階の移動動作Ａ２として、サーボモータ３１の回転速度Ｖを低下させてボルト８５のねじ込みを行う（Ｓ１０２）。そして、電子制御コントローラ１１は、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が、所定のクラッチ作動規定値Ｐ１になるまで、第２段階の移動動作Ａ２を行う（Ｓ１０３）。
こうして、電子制御コントローラ１１は、サーボモータ３１を高速回転させる２段階の移動動作Ａ１、Ａ２を行うことにより、保持ソケット６に保持するボルト８５を高速で回転させ、被締付対象８における被締付部位８１へのボルト８５の締付けを高速で行うことができる。これにより、ボルト８５の締付けを行う時間を短縮することができる。
【００８２】
ところで、保持ソケット６に保持するボルト８５の頭部８５１が、被締付部位８１における締付面８１１に当接したときには、回転主軸４に負荷が加わる又は回転主軸４に加わる負荷トルクが上昇し、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が上昇する。このとき、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が所定のクラッチ作動規定値（上昇規定値）Ｐ１になったときには（Ｓ１０３がＹｅｓの場合）、電子制御コントローラ１１は、サーボモータ３１の回転速度Ｖをさらに低下させる（Ｓ１０４）。なお、電子制御コントローラ１１は、回生ブレーキ、電磁ブレーキ等を用いてサーボモータ３１の回転速度Ｖを迅速に低下させることができる。
【００８３】
そして、電子制御コントローラ１１は、サーボモータ３１を低速回転させる締付動作Ｂを行うことにより、保持ソケット６に保持するボルト８５を低速で回転させ、被締付対象８における被締付部位８１へのボルト８５の締付けを低速で行うことができる。これにより、ボルト８５を被締付部位８１へ安定して締め付けることができる。
【００８４】
また、回転主軸４に加わる負荷トルクが、付勢バネ３４２の付勢力による回転摩擦トルクよりも大きくなったときには、図５に示すごとく、クラッチ機構５によって回転主軸４と減速機３２との係合状態が解除される。そして、減速機３２が回転主軸４に対して所定回転量だけ相対的に回転する間に、電子制御コントローラ１１がサーボモータ３１の回転を高速回転から低速回転に切り替えることができ、この切替えを行う際に、急激な衝撃トルクがボルト８５の頭部８５１と締付面８１１との間に生ずることを防止することができる。そのため、上記締付動作Ｂをより安定して行うことができる。
【００８５】
また、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が所定のクラッチ作動規定値Ｐ１になったときには、異常診断コンピュータ１２は、時間ｔの計測を開始する（Ｓ１０５）。
そして、異常診断コンピュータ１２は、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が、再びクラッチ作動規定値Ｐ１以下になったことを検出した後、締付トルクＰの測定値が、所定のクラッチ作動完了規定値Ｐ２になるまで時間ｔの計測を継続する（Ｓ１０６）。その後、締付トルクＰの測定値が、所定のクラッチ作動完了規定値Ｐ２になったときには（Ｓ１０６がＹｅｓの場合）、異常診断コンピュータ１２は、時間ｔの計測を終了する（Ｓ１０７）。
【００８６】
こうして、異常診断コンピュータ１２は、時間ｔを計測し、この計測時間ｔが所定のクラッチ動作正常時間ｔ１以上である場合には（Ｓ１０８がＹｅｓの場合）、クラッチ機構５が正常に動作したことを検出することができる（Ｓ１０９）。
一方、異常診断コンピュータ１２は、上記計測時間ｔが所定のクラッチ動作正常時間ｔ１未満である場合には（Ｓ１０８がＮｏの場合）、クラッチ機構５が正常に動作しなかったことを検出することができる（Ｓ１１０）。
【００８７】
その後、電子制御コントローラ１１は、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が所定の締付完了規定値Ｐ３に到達するまでサーボモータ３１を低速回転させる。そして、締付トルクＰの測定値が所定の締付完了規定値Ｐ３になったときには、サーボモータ３１の回転を停止して締付動作Ｂを完了する（図８参照）。
そして、異常診断コンピュータ１２は、上記計測時間ｔが所定のクラッチ動作正常時間ｔ１以上であった場合には、ボルト８５の締付けが正常に行われたことを検知することができる（Ｓ１０９）。
【００８８】
一方、異常診断コンピュータ１２は、上記計測時間ｔが所定のクラッチ動作正常時間ｔ１未満であった場合には、ボルト８５の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる（Ｓ１１０）。また、この場合には、クラッチ機構５に何らかの異常が生じたと考えられ、作業者等は、早期に対策を行うことができる。
【００８９】
このように、本例の締付診断システム１によれば、クラッチ機構５に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構５の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構５を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構５の動作状態を監視することにより、ボルト８５の締付けが正常に行われているかを監視することができ、ボルト８５の締付けを安定して行うことができる。
【００９０】
それ故、本例の締付診断システム１によれば、クラッチ機構５の異常を迅速に検知することができ、ボルト８５の締付けを安定して行うことができる。
【００９１】
（実施例２）
本例は、上記実施例１に対して、異常診断コンピュータ１２による異常判定の仕方が異なる例である。
本例の異常診断コンピュータ１２は、図１１に示すごとく、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が所定のクラッチ作動規定値（上昇規定値）Ｐ１になった後、回転速度検出器３３による回転速度Ｖの測定値から積算したボルト８５の締付角度Ｒが、所定の締付正常角度Ｒ１に到達したときには、クラッチ機構５が正常に動作してボルト８５の締付けが正常に行われたことを検知する。一方、本例の異常診断コンピュータ１２は、上記ボルト８５の締付角度Ｒが、所定の締付正常角度Ｒ１に到達しなかったときには、クラッチ機構５が正常に動作せず、ボルト８５の締付けが正常に行われなかったことを検知する。
【００９２】
本例の締付診断システム１を用いてボルト８５の締付診断を行う際には、上記実施例１と同様に、電子制御コントローラ１１は、２段階の移動動作Ａ１、Ａ２を行って、保持ソケット６に保持するボルト８５を高速で回転させ、被締付対象８における被締付部位８１へのボルト８５の締付けを高速で行うことができる（図１２のステップＳ２０１、Ｓ２０２）。第２段階の移動動作Ａ２を行う際に、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が所定のクラッチ作動規定値Ｐ１になったときには（Ｓ２０３がＹｅｓの場合）、電子制御コントローラ１１は、サーボモータ３１の回転速度Ｖを低速回転にして締付動作Ｂを行う（Ｓ２０４）。また、このとき、異常診断コンピュータ１２は、回転速度検出器３３による回転速度Ｖの測定値を積算して、サーボモータ３１の回転量の計測を開始する（Ｓ２０５）。
【００９３】
そして、異常診断コンピュータ１２は、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が、所定の締付完了規定値Ｐ３になるまで、サーボモータ３１の回転量の計測を継続する（Ｓ２０６）。その後、電子制御コントローラ１１は、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が、所定の締付完了規定値Ｐ３になったときには（Ｓ２０６がＹｅｓの場合）、サーボモータ３１の回転を停止して締付動作Ｂを完了し、異常診断コンピュータ１２は、回転量の計測を終了する（Ｓ２０７）。
【００９４】
その後、異常診断コンピュータ１２は、上記回転量からボルト８５の締付角度（締付回転量）Ｒを算出し、この締付角度Ｒが所定の締付正常角度Ｒ１以上である場合には（Ｓ２０８がＹｅｓの場合）、クラッチ機構５が正常に動作したことを検出することができる（Ｓ２０９）。そして、この場合には、異常診断コンピュータ１２は、ボルト８５の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
一方、異常診断コンピュータ１２は、上記ボルト８５の締付角度Ｒが所定の締付正常角度Ｒ１未満である場合には（Ｓ２０８がＮｏの場合）、クラッチ機構５が正常に動作しなかったことを検出することができる（Ｓ２１０）。そして、この場合には、異常診断コンピュータ１２は、ボルト８５の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。また、この場合には、クラッチ機構５に何らかの異常が生じたと考えられ、作業者等は、早期に対策を行うことができる。
【００９５】
このように、本例の締付診断システム１及び締付診断方法によっても、クラッチ機構５に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構５の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構５を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構５の動作状態を監視することにより、ボルト８５の締付けが正常に行われているかを監視することができ、ボルト８５の締付けを安定して行うことができる。本例においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００９６】
（実施例３）
本例も、上記実施例１に対して、異常診断コンピュータ１２による異常判定の仕方が異なる例である。
本例の異常診断コンピュータ１２は、図１３に示すごとく、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値がクラッチ作動規定値（上昇規定値）Ｐ１になった後、締付トルクＰの測定値が所定の締付完了規定値Ｐ３に到達するまでに要した時間ｔが、所定の締付正常時間ｔ２以上であるときには、クラッチ機構５が正常に動作してボルト８５の締付けが正常に行われたことを検知する。一方、本例の異常診断コンピュータ１２は、上記締付トルクＰの測定値が所定の締付完了規定値Ｐ３に到達するまでに要した時間ｔが、所定の締付正常時間ｔ２未満であるときには、クラッチ機構５が正常に動作せず、ボルト８５の締付けが正常に行われなかったことを検知する。
【００９７】
本例の締付診断システム１を用いてボルト８５の締付診断を行う際には、上記実施例１と同様に、電子制御コントローラ１１は、２段階の移動動作Ａ１、Ａ２を行って、保持ソケット６に保持するボルト８５を高速で回転させ、被締付対象８における被締付部位８１へのボルト８５の締付けを高速で行うことができる（図１４のステップＳ３０１、Ｓ３０２）。第２段階の移動動作Ａ２を行う際に、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が所定のクラッチ作動規定値Ｐ１になったときには（Ｓ３０３がＹｅｓの場合）、電子制御コントローラ１１は、サーボモータ３１の回転速度Ｖを低速回転にして締付動作Ｂを行う（Ｓ３０４）。また、このとき、異常診断コンピュータ１２は、時間ｔの計測を開始する（Ｓ３０５）。
【００９８】
そして、異常診断コンピュータ１２は、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が、所定の締付完了規定値Ｐ３になるまで時間ｔの計測を継続する（Ｓ３０６）。その後、電子制御コントローラ１１は、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が、所定の締付完了規定値Ｐ３になったときには（Ｓ３０６がＹｅｓの場合）、サーボモータ３１の回転を停止して締付動作Ｂを完了し、異常診断コンピュータ１２は、時間ｔの計測を終了する（Ｓ３０７）。
【００９９】
次いで、異常診断コンピュータ１２は、上記計測時間ｔが所定の締付正常時間ｔ２以上である場合には（Ｓ３０８がＹｅｓの場合）、クラッチ機構５が正常に動作したことを検出することができる（Ｓ３０９）。そして、この場合には、異常診断コンピュータ１２は、ボルト８５の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
一方、異常診断コンピュータ１２は、上記計測時間ｔが所定の締付正常時間ｔ２未満である場合には（Ｓ３０８がＮｏの場合）、クラッチ機構５が正常に動作しなかったことを検出することができる（Ｓ３１０）。そして、この場合には、異常診断コンピュータ１２は、ボルト８５の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。また、この場合には、クラッチ機構５に何らかの異常が生じたと考えられ、作業者等は、早期に対策を行うことができる。
【０１００】
このように、本例の締付診断システム１及び締付診断方法によっても、クラッチ機構５に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構５の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構５を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構５の動作状態を監視することにより、ボルト８５の締付けが正常に行われているかを監視することができ、ボルト８５の締付けを安定して行うことができる。本例においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【０１０１】
また、本例の締付診断システム１及び締付診断方法においては、以下のように応用することもできる。
異常診断コンピュータ１２は、上記計測時間ｔが所定の締付正常時間ｔ２以上であって、所定の締付許容時間以下であるときに、ボルト８５の締付けが正常に行われたことを検知することができる。すなわち、ボルト８５のねじ部８５２に、ねじ山潰れ、ボルト８５の浮き、被締付部位８１の締付面８１１の異常等の問題が生じたときには、ボルト８５の締付時間が通常よりも長くかかると考えられる。
【０１０２】
図１５には、ボルト８５のねじ部８５２にねじ山潰れが発生したときのサーボモータ３１の回転速度Ｖの波形と締付トルクＰの波形とを示す。この場合は、所定の締付許容時間ｔ３を経過しても、締付トルクＰの測定値が締付完了規定値Ｐ３にならないため、異常診断コンピュータ１２は、クラッチ機構５以外の異常が発生したことを検出して、ボルト８５の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。
また、図示は省略するが、トルクセンサ４５が故障した場合には、締付時間と締付角度Ｒとの関係に時間的なずれが生じると考えられる。そのため、異常診断コンピュータ１２は、締付トルクＰの波形を監視することにより、トルクセンサ４５に生じた異常を検出することも可能である。
【０１０３】
（実施例４）
本例も、上記実施例１に対して、異常診断コンピュータ１２による異常判定の仕方が異なる例である。
本例の異常診断コンピュータ１２は、図１６に示すごとく、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値がクラッチ作動規定値（上昇規定値）Ｐ１になった後、回転速度検出器３３によって測定する回転速度Ｖが、所定の規定時間継続して所定の締付正常回転速度Ｖ１以上に維持されたときには、クラッチ機構５が正常に動作してボルト８５の締付けが正常に行われたことを検知する。一方、本例の異常診断コンピュータ１２は、上記回転速度検出器３３によって測定する回転速度Ｖが、所定の規定時間継続して所定の締付正常回転速度Ｖ１以上に維持されなかったときには、クラッチ機構５が正常に動作せず、ボルト８５の締付けが正常に行われなかったことを検知する。
【０１０４】
本例の締付診断システム１を用いてボルト８５の締付診断を行う際には、上記実施例１と同様に、電子制御コントローラ１１は、２段階の移動動作Ａ１、Ａ２を行って、保持ソケット６に保持するボルト８５を高速で回転させ、被締付対象８における被締付部位８１へのボルト８５の締付けを高速で行うことができる（図１６のステップＳ４０１、Ｓ４０２）。第２段階の移動動作Ａ２を行う際に、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が所定のクラッチ作動規定値Ｐ１になったときには（Ｓ４０３がＹｅｓの場合）、電子制御コントローラ１１は、サーボモータ３１の回転速度Ｖを低速回転にして締付動作Ｂを行う（Ｓ４０４）。また、このとき、異常診断コンピュータ１２は、時間ｔの計測を開始する（Ｓ４０５）。
【０１０５】
そして、異常診断コンピュータ１２は、回転速度検出器３３によって測定する回転速度Ｖが、所定の締付正常回転速度Ｖ１未満になるまで、時間ｔの計測を継続する（Ｓ３０６）。その後、電子制御コントローラ１１は、締付トルクＰの測定値が所定の締付完了規定値Ｐ３になったときに（Ｓ４０６がＹｅｓの場合）、サーボモータ３１の回転を停止して締付動作Ｂを完了し、異常診断コンピュータ１２は、時間ｔの計測を終了する（Ｓ４０７）。また、このときには、回転速度検出器３３によって測定する回転速度Ｖが、所定の締付正常回転速度Ｖ１未満になる（ゼロ以下になる）。
【０１０６】
次いで、異常診断コンピュータ１２は、上記計測時間ｔが所定の締付正常時間ｔ２以上である場合には（Ｓ４０８がＹｅｓの場合）、クラッチ機構５が正常に動作したことを検出することができる（Ｓ４０９）。そして、この場合には、異常診断コンピュータ１２は、ボルト８５の締付けが正常に行われたことを検知することができる。
一方、異常診断コンピュータ１２は、上記計測時間ｔが所定の締付正常時間ｔ２未満である場合には（Ｓ４０８がＮｏの場合）、クラッチ機構５が正常に動作しなかったことを検出することができる（Ｓ４１０）。そして、この場合には、異常診断コンピュータ１２は、ボルト８５の締付けが正常に行われなかったことを検知することができる。また、この場合には、クラッチ機構５に何らかの異常が生じたと考えられ、作業者等は、早期に対策を行うことができる。
【０１０７】
このように、本例の締付診断システム１及び締付診断方法によっても、クラッチ機構５に何らかの異常が生じたときには、迅速にこれを検出することができる。そのため、クラッチ機構５の管理が容易になり、例えば、定期的な分解点検、交換等を行わなくても、クラッチ機構５を正常な状態に維持することができる。
また、クラッチ機構５の動作状態を監視することにより、ボルト８５の締付けが正常に行われているかを監視することができ、ボルト８５の締付けを安定して行うことができる。本例においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【０１０８】
（実施例５）
本例は、クラッチ機構５が正常に動作してボルト８５の締付けが正常に行われた場合と、クラッチ機構５が正常に動作せず、ボルト８５の締付けが正常に行われなかった場合とについて、サーボモータ３１の回転速度Ｖの波形と締付トルクＰの波形とを示す例である。図１７〜図２０は、回転速度検出器３３によって検出したサーボモータ３１の回転速度Ｖと、トルクセンサ４５によって検出した締付トルクＰとの時間的変化を示すグラフである。
【０１０９】
図１７には、クラッチ機構５が正常に動作してボルト８５の締付けが正常に行われた場合を示す。この場合、同図に示すごとく、ボルト８５の頭部８５１が被締付部位８１の締付面８１１に当接したときには、クラッチ機構５における原位置係合状態５０１が解除され、クラッチ機構５におけるボール５３が一対の原位置隆起部５１３、５２３を乗り越えるために、締付トルクＰが一時的に上昇する（図１７のａ部）。その後、回転主軸４に対して減速機３２が相対的に回転するため、締付トルクＰが所定時間低下し（図１７のｂ部）、クラッチ機構５が動作位置係合状態５０２になったときには、締付トルクＰが徐々に上昇することがわかる（図１７のｃ部）。
【０１１０】
また、サーボモータ３１の回転速度Ｖは、締付トルクＰが一時的に上昇したときに、低速回転に切り替えられる。そして、締付トルクＰの測定値が締付完了規定値Ｐ３になったときには、サーボモータ３１の回転が停止され、その回転速度Ｖはゼロになる（図１７においては逆回転させているためゼロ以下になっている。）。
【０１１１】
図１８〜図２０には、クラッチ機構５が正常に動作せず、ボルト８５の締付けが正常に行われなかった場合を示す。各図に示すごとく、クラッチ機構５が正常に動作しないときには、ボルト８５の頭部８５１が被締付部位８１の締付面８１１に当接したときに、クラッチ機構５における原位置係合状態５０１が正常に解除されず、締付トルクＰが一時的に上昇した後（各図のａ部）、締付トルクＰが所定時間低下することなく、上昇することがわかる（各図のｃ部）。そして、この場合には、クラッチ機構５が正常に動作した場合に比べて、ボルト８５の締付時間が短くなっていることがわかる（これに伴って締付角度Ｒも小さくなる。）。
【０１１２】
また、図２１は、横軸に、締付角度Ｒ（締付トルクＰの測定値がクラッチ作動規定値Ｐ１になってから締付完了規定値Ｐ３になるまでに、ボルト８５の頭部８５１が回転した角度）をとり、縦軸に、締付時間（締付トルクＰの測定値がクラッチ作動規定値Ｐ１になってから締付完了規定値Ｐ３になるまでに要した時間）をとって、クラッチ機構５が正常に動作した場合Ｇと正常に動作しなかった場合Ｂとについて両者の関係を示すグラフである。
【０１１３】
同図に示すごとく、クラッチ機構５が正常に動作したときには、締付角度Ｒが大きくなると共に締付時間が長くなり、両者は比例的な関係を有していることがわかる。これに対し、クラッチ機構５が正常に動作しなかったときには、締付時間が極端に短くなり、締付角度Ｒも小さくなることがわかる。
このことより、上記実施例１〜４に示した締付診断システム１及び締付診断方法によれば、クラッチ機構５の正常又は異常を判定することが容易であることがわかる。
【０１１４】
図２２、図２３は、横軸に締付角度Ｒをとり、縦軸に締付トルクＰをとって、クラッチ機構５が正常に動作したときの締付トルクＰの波形を示す図である。図２２は、繰り返しによるばらつきを示し、図２３は、ナットランナ２の個体差によるばらつきを示す。なお、クラッチ機構５が正常に動作したときには、その動作により約２５〜３５°の角度ｒだけ減速機３２が回転主軸４に対して相対的に回転することがわかる。
【０１１５】
（比較例）
従来のナットランナにおいては、締付部材としてのボルト８５の締付けが正常に行われたか否かは、トルクセンサ４５による締付トルクＰの測定値が、所定の締付完了規定値Ｐ３の１／２の大きさになった時点から締付完了規定値Ｐ３になるまでの締付時間と締付角度Ｒとの関係から判定していた。この場合、図２４に示すごとく、締付角度Ｒと締付時間との関係において、クラッチ機構５が正常に動作した場合Ｇと正常に動作しなかった場合Ｂとの差が顕著にならなかった。
したがって、上述した実施例１〜４の締付診断システム１及び締付診断方法を用いることにより、クラッチ機構５の動作不良の有無を精度よく判定できると共に、ボルト８５の締付不良の有無も精度よく判定できることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】実施例１における、締付診断システムの電気的構成を示す説明図。
【図２】実施例１における、ナットランナの全体を示す説明図。
【図３】実施例１における、ナットランナにおけるクラッチ機構の周辺を示す断面説明図。
【図４】実施例１における、原位置係合状態にあるクラッチ機構の周辺を示す断面説明図。
【図５】実施例１における、過渡状態にあるクラッチ機構の周辺を示す断面説明図。
【図６】実施例１における、動作位置係合状態にあるクラッチ機構の周辺を示す断面説明図。
【図７】実施例１における、保持ソケット及び被締付対象の周辺を示す断面説明図。
【図８】実施例１における、横軸に時間をとり、縦軸に回転速度及び締付トルクをとって、回転速度及び締付トルクの変化を示すグラフ。
【図９】実施例１における、横軸に時間をとり、縦軸に締付トルクをとって、締付トルクの変化の一部を拡大して示すグラフ。
【図１０】実施例１における、締付診断システムの動作を示すフローチャート。
【図１１】実施例２における、横軸に時間をとり、縦軸に回転速度及び締付トルクをとって、回転速度及び締付トルクの変化を示すグラフ。
【図１２】実施例２における、締付診断システムの動作を示すフローチャート。
【図１３】実施例３における、横軸に時間をとり、縦軸に回転速度及び締付トルクをとって、回転速度及び締付トルクの変化を示すグラフ。
【図１４】実施例３における、締付診断システムの動作を示すフローチャート。
【図１５】実施例３における、横軸に時間をとり、縦軸に回転速度及び締付トルクをとって、ボルトにねじ山潰れが発生したときの回転速度及び締付トルクの変化を示すグラフ。
【図１６】実施例４における、締付診断システムの動作を示すフローチャート。
【図１７】実施例５における、横軸に時間をとり、縦軸に回転速度及び締付トルクをとって、クラッチ機構が正常に動作した場合の回転速度及び締付トルクの変化を示すグラフ。
【図１８】実施例５における、横軸に時間をとり、縦軸に回転速度及び締付トルクをとって、クラッチ機構が正常に動作しなかった場合の回転速度及び締付トルクの変化を示すグラフ。
【図１９】実施例５における、横軸に時間をとり、縦軸に回転速度及び締付トルクをとって、クラッチ機構が正常に動作しなかった場合の回転速度及び締付トルクの変化を示すグラフ。
【図２０】実施例５における、横軸に時間をとり、縦軸に回転速度及び締付トルクをとって、クラッチ機構が正常に動作しなかった場合の回転速度及び締付トルクの変化を示すグラフ。
【図２１】実施例５における、横軸に締付角度をとり、縦軸に締付時間をとって、クラッチ機構が正常に動作した場合と正常に動作しなかった場合とについて両者の関係を示すグラフ。
【図２２】実施例５における、横軸に締付角度をとり、縦軸に締付トルクをとって、クラッチ機構が正常に動作したときの締付トルクの波形を示すグラフ。
【図２３】実施例５における、横軸に締付角度をとり、縦軸に締付トルクをとって、クラッチ機構が正常に動作したときの締付トルクの波形を示すグラフ。
【図２４】比較例における、横軸に締付角度をとり、縦軸に締付時間をとって、クラッチ機構が正常に動作した場合と正常に動作しなかった場合とについて両者の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 締付診断システム
１１ 電子制御コントローラ
１２ 異常診断コンピュータ
２ ナットランナ
３１ サーボモータ
３２ 減速機
３３ 回転速度検出器
３４ 保持軸部
４ 回転主軸
４１ スプリング（付勢手段）
４５ トルクセンサ
５ クラッチ機構
５１ 上側クラッチ部材
５２ 下側クラッチ部材
５３ ボール
６ 保持ソケット
６１ 保持凹部
７ 進退手段
８ 被締付対象
８１ 被締付部位
８１１ 締付面
８５ 締付部材（ボルト）
８５１ 頭部
８５２ ねじ部
Ａ１ 第１段階の移動動作
Ａ２ 第２段階の移動動作
Ｂ 締付動作
Ｐ 締付トルク
Ｐ１ クラッチ作動規定値（上昇規定値）
Ｐ２ クラッチ作動完了規定値
Ｐ３ 締付完了規定値
ｔ 時間
ｔ１ クラッチ動作正常時間
ｔ２ 締付正常時間
Ｖ 回転速度
Ｖ１ 締付正常回転速度
Ｒ 締付角度
Ｒ１ 締付正常角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを異常診断コンピュータによって判定するよう構成した締付診断システムにおいて、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記異常診断コンピュータは、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、該締付トルクの測定値が、所定の低下規定値以下に所定時間低下した状態が続いたときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知するよう構成してあることを特徴とする締付診断システム。
【請求項２】
ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを異常診断コンピュータによって判定するよう構成した締付診断システムにおいて、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記異常診断コンピュータは、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、上記回転速度検出器による回転速度の測定値から積算した上記締付部材の締付角度が、所定の締付正常角度に到達したときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知するよう構成してあることを特徴とする締付診断システム。
【請求項３】
ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを異常診断コンピュータによって判定するよう構成した締付診断システムにおいて、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記異常診断コンピュータは、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、該締付トルクの測定値が所定の締付完了規定値に到達するまでに要した時間が、所定の締付正常時間以上であるときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知するよう構成してあることを特徴とする締付診断システム。
【請求項４】
ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを異常診断コンピュータによって判定するよう構成した締付診断システムにおいて、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記異常診断コンピュータは、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、上記回転速度検出器によって測定する回転速度が、所定の規定時間継続して所定の締付正常回転速度以上に維持されたときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知するよう構成してあることを特徴とする締付診断システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記クラッチ機構は、上記係合状態にあるときには、一対のクラッチ部材のクラッチ面同士の間にボールを挟持した状態を付勢バネによる付勢力を受けて維持すると共に、一方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した一方の原位置隆起部と、他方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した他方の原位置隆起部との間に上記ボールを周方向に挟持しており、
上記係合状態を解除するときには、上記ボールが上記一方の原位置隆起部と上記他方の原位置隆起部とを乗り越えて、当該ボールが、一方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した一方の動作位置隆起部と、他方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した他方の動作位置隆起部との間に周方向に挟持されるまで、当該ボールを介して上記一方のクラッチ部材と上記他方のクラッチ部材とが上記付勢バネによる付勢力に抗して相対的に回転するよう構成してあることを特徴とする締付診断システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において、上記保持ソケットは、付勢手段を介して上記回転主軸に取り付けてあると共に、当該保持ソケットに保持する上記締付部材を上記被締付部位に締め付ける際に、上記付勢手段による弾性反発力によって上記締付部材を上記被締付部位へ押圧するよう構成してあることを特徴とする締付診断システム。
【請求項７】
請求項６において、上記ナットランナは、該ナットランナを上記被締付対象における被締付部位へ接近させるための進退手段に取り付けてあり、該進退手段は、上記ナットランナを上記被締付対象における被締付部位まで移動させる移動ロボットに取り付けてあり、
上記進退手段により、上記ナットランナを上記被締付対象における被締付部位へ接近させて、上記付勢手段に反発弾性力を発生させた後、上記電子制御コントローラが上記移動動作を開始するよう構成してあることを特徴とする締付診断システム。
【請求項８】
ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを判定する締付診断方法において、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、該締付トルクの測定値が、所定の低下規定値以下に所定時間低下した状態が続いたときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することを特徴とする締付診断方法。
【請求項９】
ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを判定する締付診断方法において、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、上記回転速度検出器による回転速度の測定値から積算した上記締付部材の締付角度が、所定の締付正常角度に到達したときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することを特徴とする締付診断方法。
【請求項１０】
ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを判定する締付診断方法において、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、該締付トルクの測定値が所定の締付完了規定値に到達するまでに要した時間が、所定の締付正常時間以上であるときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することを特徴とする締付診断方法。
【請求項１１】
ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを判定する締付診断方法において、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、上記回転速度検出器によって測定する回転速度が、所定の規定時間継続して所定の締付正常回転速度以上に維持されたときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することを特徴とする締付診断方法。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか一項において、上記クラッチ機構は、上記係合状態にあるときには、一対のクラッチ部材のクラッチ面同士の間にボールを挟持した状態を付勢バネによる付勢力を受けて維持すると共に、一方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した一方の原位置隆起部と、他方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した他方の原位置隆起部との間に上記ボールを周方向に挟持しており、
上記係合状態を解除するときには、上記ボールが上記一方の原位置隆起部と上記他方の原位置隆起部とを乗り越えて、当該ボールが、一方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した一方の動作位置隆起部と、他方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した他方の動作位置隆起部との間に周方向に挟持されるまで、当該ボールを介して上記一方のクラッチ部材と上記他方のクラッチ部材とが上記付勢バネによる付勢力に抗して相対的に回転するよう構成してあることを特徴とする締付診断方法。
【請求項１３】
請求項８〜１２のいずれか一項において、上記保持ソケットは、付勢手段を介して上記回転主軸に取り付けてあると共に、当該保持ソケットに保持する上記締付部材を上記被締付部位に締め付ける際に、上記付勢手段による弾性反発力によって上記締付部材を上記被締付部位へ押圧するよう構成してあることを特徴とする締付診断方法。
【請求項１４】
請求項１３において、上記ナットランナは、該ナットランナを上記被締付対象における被締付部位へ接近させるための進退手段に取り付けてあり、該進退手段は、上記ナットランナを上記被締付対象における被締付部位まで移動させる移動ロボットに取り付けてあり、
上記進退手段により、上記ナットランナを上記被締付対象における被締付部位へ接近させて、上記付勢手段に反発弾性力を発生させた後、上記電子制御コントローラが上記移動動作を開始するよう構成してあることを特徴とする締付診断方法。
【請求項１】
ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを異常診断コンピュータによって判定するよう構成した締付診断システムにおいて、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記異常診断コンピュータは、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、該締付トルクの測定値が、所定の低下規定値以下に所定時間低下した状態が続いたときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知するよう構成してあることを特徴とする締付診断システム。
【請求項２】
ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを異常診断コンピュータによって判定するよう構成した締付診断システムにおいて、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記異常診断コンピュータは、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、上記回転速度検出器による回転速度の測定値から積算した上記締付部材の締付角度が、所定の締付正常角度に到達したときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知するよう構成してあることを特徴とする締付診断システム。
【請求項３】
ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを異常診断コンピュータによって判定するよう構成した締付診断システムにおいて、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記異常診断コンピュータは、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、該締付トルクの測定値が所定の締付完了規定値に到達するまでに要した時間が、所定の締付正常時間以上であるときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知するよう構成してあることを特徴とする締付診断システム。
【請求項４】
ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを異常診断コンピュータによって判定するよう構成した締付診断システムにおいて、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記異常診断コンピュータは、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、上記回転速度検出器によって測定する回転速度が、所定の規定時間継続して所定の締付正常回転速度以上に維持されたときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知するよう構成してあることを特徴とする締付診断システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記クラッチ機構は、上記係合状態にあるときには、一対のクラッチ部材のクラッチ面同士の間にボールを挟持した状態を付勢バネによる付勢力を受けて維持すると共に、一方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した一方の原位置隆起部と、他方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した他方の原位置隆起部との間に上記ボールを周方向に挟持しており、
上記係合状態を解除するときには、上記ボールが上記一方の原位置隆起部と上記他方の原位置隆起部とを乗り越えて、当該ボールが、一方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した一方の動作位置隆起部と、他方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した他方の動作位置隆起部との間に周方向に挟持されるまで、当該ボールを介して上記一方のクラッチ部材と上記他方のクラッチ部材とが上記付勢バネによる付勢力に抗して相対的に回転するよう構成してあることを特徴とする締付診断システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において、上記保持ソケットは、付勢手段を介して上記回転主軸に取り付けてあると共に、当該保持ソケットに保持する上記締付部材を上記被締付部位に締め付ける際に、上記付勢手段による弾性反発力によって上記締付部材を上記被締付部位へ押圧するよう構成してあることを特徴とする締付診断システム。
【請求項７】
請求項６において、上記ナットランナは、該ナットランナを上記被締付対象における被締付部位へ接近させるための進退手段に取り付けてあり、該進退手段は、上記ナットランナを上記被締付対象における被締付部位まで移動させる移動ロボットに取り付けてあり、
上記進退手段により、上記ナットランナを上記被締付対象における被締付部位へ接近させて、上記付勢手段に反発弾性力を発生させた後、上記電子制御コントローラが上記移動動作を開始するよう構成してあることを特徴とする締付診断システム。
【請求項８】
ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを判定する締付診断方法において、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、該締付トルクの測定値が、所定の低下規定値以下に所定時間低下した状態が続いたときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することを特徴とする締付診断方法。
【請求項９】
ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを判定する締付診断方法において、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、上記回転速度検出器による回転速度の測定値から積算した上記締付部材の締付角度が、所定の締付正常角度に到達したときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することを特徴とする締付診断方法。
【請求項１０】
ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを判定する締付診断方法において、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、該締付トルクの測定値が所定の締付完了規定値に到達するまでに要した時間が、所定の締付正常時間以上であるときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することを特徴とする締付診断方法。
【請求項１１】
ボルト等の締付部材の締付けを電動で行うナットランナを、電子制御コントローラによって制御し、上記締付部材の締付けが正常に行われたかを判定する締付診断方法において、
上記ナットランナは、サーボモータと、
該サーボモータの回転速度を減速する減速機と、
該減速機により減速された回転速度で回転する回転主軸と、
該回転主軸に所定の負荷が加わった後、該回転主軸と上記減速機との係合状態を解除し、該回転主軸に対して該減速機を所定回転量だけ相対的に回転させるためのクラッチ機構と、
上記締付部材を保持すると共に、上記回転主軸の回転を受けて回転する保持ソケットと、
上記回転主軸に加わる締付トルクを測定するトルクセンサと、
上記サーボモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを有しており、
上記電子制御コントローラは、被締付対象における被締付部位への締付部材の締付けを開始した後、上記保持ソケットに保持する上記締付部材の頭部が、上記被締付部位における締付面に当接し、上記トルクセンサによる締付トルクの測定値が所定の上昇規定値になるまで、上記サーボモータを高速回転させる移動動作と、上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になったとき、上記サーボモータを上記高速回転よりも遅い回転速度で低速回転させる締付動作とを行うよう構成してあり、
上記締付トルクの測定値が上記上昇規定値になった後、上記回転速度検出器によって測定する回転速度が、所定の規定時間継続して所定の締付正常回転速度以上に維持されたときには、上記クラッチ機構が正常に動作して上記締付部材の締付けが正常に行われたことを検知することを特徴とする締付診断方法。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか一項において、上記クラッチ機構は、上記係合状態にあるときには、一対のクラッチ部材のクラッチ面同士の間にボールを挟持した状態を付勢バネによる付勢力を受けて維持すると共に、一方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した一方の原位置隆起部と、他方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した他方の原位置隆起部との間に上記ボールを周方向に挟持しており、
上記係合状態を解除するときには、上記ボールが上記一方の原位置隆起部と上記他方の原位置隆起部とを乗り越えて、当該ボールが、一方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した一方の動作位置隆起部と、他方のクラッチ部材のクラッチ面に形成した他方の動作位置隆起部との間に周方向に挟持されるまで、当該ボールを介して上記一方のクラッチ部材と上記他方のクラッチ部材とが上記付勢バネによる付勢力に抗して相対的に回転するよう構成してあることを特徴とする締付診断方法。
【請求項１３】
請求項８〜１２のいずれか一項において、上記保持ソケットは、付勢手段を介して上記回転主軸に取り付けてあると共に、当該保持ソケットに保持する上記締付部材を上記被締付部位に締め付ける際に、上記付勢手段による弾性反発力によって上記締付部材を上記被締付部位へ押圧するよう構成してあることを特徴とする締付診断方法。
【請求項１４】
請求項１３において、上記ナットランナは、該ナットランナを上記被締付対象における被締付部位へ接近させるための進退手段に取り付けてあり、該進退手段は、上記ナットランナを上記被締付対象における被締付部位まで移動させる移動ロボットに取り付けてあり、
上記進退手段により、上記ナットランナを上記被締付対象における被締付部位へ接近させて、上記付勢手段に反発弾性力を発生させた後、上記電子制御コントローラが上記移動動作を開始するよう構成してあることを特徴とする締付診断方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００９−１２５９０７（Ｐ２００９−１２５９０７Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０６４２４（Ｐ２００７−３０６４２４）
【出願日】平成１９年１１月２７日（２００７．１１．２７）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２７日（２００７．１１．２７）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
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