CN110099771A - 扭矩值设定系统、扭矩值设定装置以及扭矩值设定方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种具备能够测定紧固紧固件时的紧固扭矩为指定的紧固扭矩值的紧固工具和将紧固扭矩值设定在紧固工具的扭矩值设定装置的扭矩值设定系统，其中紧固工具具备将紧固扭矩值设定为任意值的扭矩值设定部，扭矩值设定装置具备与扭矩值设定部连接的连接部、驱动连接部的驱动部、为了在扭矩值设定部上设定紧固扭矩值而控制驱动部的控制部。

Description

扭矩值设定系统、扭矩值设定装置以及扭矩值设定方法

技术领域

本发明涉及扭矩值设定系统、扭矩值设定装置以及扭矩值设定方法。

背景技术

一直以来，已知作为通过测量将螺栓、螺母等紧固件紧固在紧固位置时的紧固扭矩来管理紧固扭矩的紧固工具有扭矩扳手。一般地，扭矩扳手包括所测定的紧固扭矩的数值不能变更的单功能型扭矩扳手和通过作业人员的操作能够对可以测定的紧固扭矩数值进行变更的预置型扭矩扳手。

机械式预置型扭矩扳手在紧固紧固件时，当紧固扭矩达到所设定的设定值时，来自弹簧的压缩力在使栓扣以连接部为中心转动的方向起作用。栓扣以连接部为中心进行转动，从而栓扣相对于头部滑动。扭矩扳手中，栓扣相对于头部滑动，当与盒体等其他地方接触，则从扭矩扳手发出声音和震动。作业人员通过从扭矩扳手发出的声音、震动，就能够确认紧固件的紧固扭矩值高于设定值。

预置型扭矩扳手在进行紧固扭矩的管理时，需要针对每个紧固位置适当地设定紧固扭矩的设定值。

另外在利用扭矩扳手的紧固位置的紧固扭矩管理技术中，公开了将特定的紧固位置的紧固扭矩的设定值从计算机发送到扭矩扳手的技术(比如参照专利文件1)。在该技术中，作业人员基于发送到扭矩扳手的设定值，进行调整使扭矩扳手的紧固扭矩控制在设定值范围内然后紧固紧固件。

专利文献

专利文件1特开2013-151043号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而专利文件1的扭矩扳手需要作业人员等操作扭矩扳手，手动进行紧固扭矩的设定。

在紧固作业中，为了能够追踪紧固件的紧固扭矩为合适的数值，提高追溯性，要求为扭矩扳手设定合适的紧固扭矩。另外为了提高紧固作业的追溯性，还要求所设定的紧固扭矩不得容易改变。

另外，机械式预置型扭矩扳手，为了维持测定精度，最好在保管时尽可能地卸下加在弹簧上的压缩力(比如置于紧固扭矩值的设定范围的原点位置)。

然而以往的机械式预置型扭矩扳手需要作业人员等进行紧固扭矩的设定。即以往的预置型扭矩扳手需要作业人员将紧固扭矩值设定在原点位置。

本发明的目的在于提高紧固件的紧固作业的追溯性。另外，本发明的另一个目的在于维持机械式预置型扭矩扳手的测定精度。

解决问题的手段

本发明是具备可以测定紧固紧固件时的紧固扭矩为指定的紧固扭矩值的紧固工具和将紧固扭矩值设定在所述紧固工具的扭矩值设定装置的扭矩值设定系统；紧固工具具备可以将紧固扭矩值设定为任意值的扭矩值设定部；扭矩值设定装置具备与扭矩值设定部连接的连接部、驱动连接部的驱动部、为了在扭矩值设定部上设定紧固扭矩值而控制驱动部的控制部。

另外，本发明中，控制部可以在设定紧固扭矩值前，校正紧固工具的扭矩值设定部的原点位置与驱动部的原点位置。

另外，本发明中，扭矩值设定部通过转动操作能够设定紧固扭矩值，驱动部是使扭矩值设定部转动的马达，连接部可以是与扭矩值设定部上设置的被接合部相接合的接合部。

另外，本发明中，扭矩值设定装置还可具备将紧固扭矩值输入控制部的输入部。

另外，本发明中，扭矩值设定装置还可以具备通信部，该通信部与信息处理装置之间进行紧固扭矩值的通信，在控制部上设定紧固扭矩值。

另外，本发明中，扭矩值设定装置还可以具备检测扭矩值设定部与连接部的连接状况的检测部，控制部可以储存扭矩值设定部与连接部的连接状况。

另外，本发明中，控制部还可以将扭矩值设定部与连接部的连接以及连接解除的日期时间作为连接状况储存。

另外，本发明中，控制部还可以将扭矩值设定部的紧固扭矩值设定在原点位置。

另外，本发明中，控制部还可以通过转动操作扭矩值设定部能够将紧固扭矩值设定在原点位置。

本发明是在能够测定紧固紧固件时的紧固扭矩为指定的紧固扭矩值的紧固工具上设置的扭矩值设定部上、设定紧固扭矩值的扭矩值设定装置。

本发明是针对能够测定紧固紧固件时的紧固扭矩为指定的紧固扭矩值的紧固工具的扭矩值设定部，由设定紧固扭矩值的扭矩值设定装置执行的扭矩值设定方法，扭矩值设定装置执行演算工序和紧固扭矩设定工序，其中所述演算工序是演算用来将紧固扭矩值设定在扭矩值设定部的驱动部的驱动量；所述紧固扭矩设定工序是基于驱动量驱动驱动部，在扭矩值设定部设定紧固扭矩值。

另外，本发明中，还可以在设定紧固扭矩值前，执行校正扭矩值设定部的原点位置与所述驱动部的原点位置的校正工序。

发明效果

根据本发明，能够提高紧固件的紧固作业的追溯性。另外，根据本发明能够维持机械式预置型扭矩扳手的测定精度。

附图说明

图1是显示本发明的实施方式涉及的扭矩值设定系统的示意图。

图2是显示由图1所示的扭矩值设定系统设定了扭矩值的扭矩扳手的一个实例的部分截面图。

图3是显示图2所示的扭矩扳手的扭矩值设定部附近的底视图。

图4是显示图1所示的扭矩值设定系统的扭矩值设定装置的连接部的一个实例的示意图。

图5是显示图1所示的扭矩值设定系统的扭矩值设定装置的连接部的另一个实例的示意图。

图6是显示扭矩值设定系统执行的扭矩值设定方法的一个实例的流程图。

具体实施方式

以下基于附图详细说明本发明涉及的紧固工具的扭矩值设定系统、扭矩值设定装置以及紧固工具的扭矩值设定方法的实施方式。在以下说明中，就扭矩值设定装置在作为具备扭矩值设定部的紧固工具的一个实例的扭矩扳手上设定扭矩值的实例进行说明。

图1是显示本发明的实施方式涉及的扭矩值设定系统1的示意图。

(扭矩扳手的扭矩值设定系统的构成)

就扭矩值设定系统1的构成进行说明

如图1所示，扭矩值设定系统1具备扭矩扳手10和扭矩值设定装置20。

扭矩扳手10是将螺栓、螺母等紧固件在指定的紧固位置上紧固的紧固工具的一个实例。扭矩扳手10能够测定在紧固紧固件时的紧固扭矩为指定值的紧固扭矩(以下称为“紧固扭矩值”)。

扭矩值设定装置20是在扭矩扳手10等紧固工具上设定紧固扭矩值的装置。

(扭矩扳手的构成)

图2是显示由图1所示的扭矩值设定系统1设定了紧固扭矩值的扭矩扳手10的一个实例的部分截面图。

扭矩扳手10是通常所说的机械式预置型扭矩扳手。扭矩扳手10具备盒体11、头部12、头栓13、栓扣14、连接部15、保持部16、弹簧17、扭矩值设定部18以及设定位置检测部19。

盒体11中收纳头部12、栓扣14等扭矩扳手10的构成元件，是构成扭矩扳手10的外形形状的近似筒状的部件。盒体11在其一端设置有头部12。另外盒体11在其另一端设置有作业人员用来抓握的把手部11b。

头部12具备棘轮头12a、臂部12b、联动部12c。头部12通过设置在棘轮头12a和臂部12b边界的头栓13，以相对于盒体11可以自由转动的方式被轴支承。

棘轮头12a从盒体11露出。在棘轮头12a上以可以自由拆装的方式安装有与紧固件相接合的未图示的套筒扳手(用以紧固螺栓或者螺母)。臂部12b收纳在盒体11内部。臂部12b可以在盒体11内部以头栓13为中心摇动。在臂部12b的顶端设置有与栓扣14连接的联动部12c。

栓扣14是近似矩形的板状部件。栓扣14一端与头部12的联动部12c连接，另一端通过连接部15与保持部16连接。栓扣14通过联动部12c在盒体11内部以可以摇动的方式被轴支承。

保持部16是近似筒状的部件。保持部16配置在盒体11内部，其与扭矩扳手10的轴方向(长边方向)相垂直的方向成为平面。保持部16在平面的一侧通过连接部15与栓扣14的另一端可以滑动的方式连接。保持部16在平面的另一侧与弹簧17的一侧相接。

弹簧17设置在盒体11的内部靠近把手部11b的位置。弹簧17是扭矩扳手10的长边方向为压缩方向的压缩弹簧。弹簧17可以使用如螺旋弹簧。

扭矩值设定部18比如设置在盒体11的把手部11b的顶端。扭矩值设定部18由设定螺栓18a、制动器18b、头部18c、锁定部18d、弹簧支承部18e而构成。

图3是显示扭矩扳手10的扭矩值设定部18附近的底视图。如图3所示，设定螺栓18a穿通设在制动器18b上的孔，只有头部18c露出在制动器18b的外面。设定螺栓18a的轴本体收纳在盒体11内部。头部18c上形成有齿轮、内六角等的被接合部。通过使头部18c与扭矩值设定装置20上设置的齿轮、六角扳手等的接合部相接合，从而能够使设定螺栓18a转动。

在设定螺栓18a上至少有一部分刻有外螺纹的螺丝牙。设定螺栓18a与弹簧支承部18e上设置的内螺纹相旋合。制动器18b通过头部18c相接而约束设定螺栓18a的移动量。

弹簧支承部18e的设在盒体11内侧的接触面与弹簧17相接。弹簧支承部18e向保持部16的方向压缩弹簧17。扭矩值设定部18通过使头部18c转动，从而设定螺栓18a所旋合的弹簧支承部18e的位置移动。因此，扭矩值设定部18能够改变弹簧17对保持部16的按压力。扭矩值设定部18通过转动操作设定螺栓18a，能够调节弹簧17的压缩程度，将紧固扭矩值设定为指定的值(比如每个紧固位置的紧固件上所确定的指定的紧固扭矩值)(参照图4以及图5)。

返回图2，锁定部18d设置在盒体11的把手部11b的上端(偏向头部12的端部)。锁定部18d即使使得设定螺栓18a转动，也不能变更扭矩值设定部18的紧固扭矩值。锁定部18d比如是与把手部11b同轴设置的联动部状的部件，沿着扭矩扳手10的长边方向可以改变相对于盒体11的相对位置。

设定位置检测部19设在能够检测出盒体11内部的设定螺栓11a的位置的位置。设定位置检测部19是检测设定螺栓19a、头部18c的位置等的传感器。设定位置检测部19由通过画像检测设定螺栓18a、头部18c的位置等的相机、红外线等发光部和受光元件(光敏二极管)的组合等构成。设定位置检测部19将检测到的设定螺栓18a、头部18c的位置等信息通过无线或者有线发送到扭矩值设定装置20的控制部23。

(扭矩扳手的动作)

就以上说明的扭矩扳手10的动作进行说明。

扭矩扳手10在紧固紧固件时，当紧固扭矩达到扭矩值设定部18所设定的设定值时，来自弹簧17的压缩力在使栓扣14以联动部12c为中心转动的方向起作用。通过使栓扣14以联动部12c为中心转动，栓扣14相对于头部12滑动。扭矩扳手10中，栓扣14相对于头部12滑动，当与盒体11等其他地方接触，则从扭矩扳手10发出声音和振动。

扭矩扳手10中，栓扣14相对于头部12滑动而产生的声音和震动，能够使操作人员意识到紧固扭矩到达了设定值。

(扭矩值设定装置的构成)

接着就扭矩值设定系统1的扭矩值设定装置20的构成进行说明。

如图1所示，扭矩值设定装置20具备连接部21、驱动部22、控制部23、通信部24和框体25。

连接部21设置在扭矩扳手10安装在扭矩值设定装置20的状态下，可以操作扭矩值设定部18的位置。连接部21与安装在扭矩值设定装置20上的扭矩扳手10的扭矩值设定部18连接。

图4是显示扭矩值设定装置20的连接部21的一个实例的示意图。另外，图5是显示图1所示的扭矩值设定装置20的连接部21的另一个实例的示意图。

如图4和图5所示，具体地，比如连接部21设置在框体25的收纳部25a。收纳部25a可以收纳扭矩扳手10的把手部11b。连接部21是可以与扭矩值设定部18的头部18c的齿轮、内六角等被接合部可相互接合的、图4所示的齿轮或者图5所示的六角扳手等的接合部。由于是可以与扭矩扳手10头部18c的被接合部相接合的接合部，故连接部21可以与扭矩值设定部18相连接。

驱动部22比如是伺服电动机、螺线管等之类的可以控制驱动量的执行器。驱动部22以基于控制部23的控制的驱动量使连接部21动作。

控制部(控制基板)23通常通过控制基板上安装的电子设备，执行扭矩值设定方法，实现扭矩值设定装置的功能。控制部23比如将紧固扭矩值的原点位置(任意的初始值或者扭矩值设定部18的设定范围的界限位置)等、紧固扭矩设定为任意的设定值。亦即控制部23与连接部21、驱动部22一并、作为原点设定部起作用。控制部23通过控制驱动部22的驱动量，藉由连接部21，操作扭矩值设定部18。控制部23基于扭矩扳手10的设定位置检测部19发送来的设定螺栓18a、头部18c的位置信息，通过操作扭矩值设定部18，将扭矩扳手10的紧固扭矩设定为设定值。

通信部(通信模块)24比如在与智能手机、平板电脑终端或者个人计算机等信息处理装置30之间，进行与紧固件的紧固位置相对应的紧固扭矩值的信息的通信。通信部24从扭矩扳手10的设定位置检测部19接受发送来的设定螺栓18a、头部18c的位置信息。藉由通信部24的通信路可以是无线通信或者有线通信之任一种。另外，通信部24与信息处理装置30的通信形式的种类没有限定，比如可以利用蓝牙(Bluetooth)(注册商标),红外线通信、USB(通用串行总线Universal Serial Bus)，WAN(广域网Wide Area Network)、LAN(局域网Local Area Network)等。

另外，扭矩值设定装置20除了如上所述通过通信部24与信息处理装置30的通信，在控制部23设定扭矩值以外，比如还可以由信息处理装置30的触摸屏等输入部，经过通信部24，在控制部23输入设定值。

另外，扭矩扳手10具备锁定扭矩值设定部18的锁定部18d的情况下，扭矩值设定装置20还可以具备解除锁定部18d的锁定操作部。锁定操作部操作设置在扭矩值设定装置20的扭矩扳手10的锁定部18d，切换是否接受对扭矩值设定部18的扭矩值设定操作。

另外，扭矩值设定装置20还可以在驱动部22附近具备设置在扭矩扳手10的设定位置检测部19。设定位置检测部19设置在扭矩值设定装置20上时，比如是相机，可以通过拍摄的图像检测设定螺栓18a等的位置。

(扭矩值设定装置的动作)

接着，利用流程图，就通过扭矩值设定系统1的扭矩值设定装置20的动作所实现的扭矩扳手10的扭矩值设定方法进行说明。

图6是显示扭矩值设定系统1所执行的扭矩值设定方法的一个实例的流程图。

作业人员将扭矩扳手10设置于扭矩值设定装置20的收纳部25a，则控制部23通过限位开关、光学传感器等检测部，检测出扭矩扳手10被设置于收纳部25a。亦即，检测部能够将扭矩值设定部18与扭矩值设定装置20的连接部21的连接作为扭矩值设定部18与扭矩值设定装置20的连接部21的连接状况检测出来。控制部23将检测出的扭矩扳手10设置于收纳部25a的连接状况的记录与日期时间等信息一并保存在保存部。控制部23通过扭矩值设定装置20设定紧固扭矩值，判定所设置的扭矩扳手10的机种(S101)。

通过判定机种，控制部23按照每个机种，针对不同的扭矩扳手10设定可以设定的紧固扭矩范围(比如20～100N·m、40～200N·m等)(S102)。

从信息处理装置30向扭矩值设定装置20的通信部24发送紧固扭矩值，则在控制部23的储存部中输入紧固扭矩值(S103)。另外，紧固扭矩的输入还可以从设置在扭矩值设定装置20的输入部进行。

控制部(控制基板)23基于S102所确定的紧固扭矩值的范围信息，为使紧固扭矩值设定在扭矩值设定部18，执行演算必要的驱动部22的驱动量的演算工序(S104)。

执行演算工序后，向扭矩值设定装置20输入对扭矩扳手10的扭矩值设定部18的紧固扭矩值的设定开始操作(S105)。控制部23进行解除扭矩扳手10的扭矩值设定部18的设定螺栓18a的锁定部18d的锁定状态的处理(S106)。

解除锁定状态后，控制部23在设定值的设定前，进行将设定值调整为任意的初始值或者扭矩值设定部18的设定范围的界限位置(以下称为“原点位置”)的处理(S107)。原点位置的调整处理是为了正确设定扭矩扳手10的设定值的校正工序。

将设定值调整为原点位置后，作为紧固扭矩设定工序，控制部23在扭矩值设定部18设定紧固扭矩值(S108)。为了设定紧固扭矩值，控制部23首先以算出的驱动量驱动驱动部22，将扭矩值设定部18从原点位置驱动到与紧固扭矩值相当的位置。

驱动部22的扭矩值的设定结束后，控制部23将扭矩扳手10的扭矩值设定部18的设定螺栓18a的锁定部18d锁定(S109)。锁定部18d锁定后，操作人员从收纳部25a将扭矩扳手10取出，控制部23通过未图示的上述检测装置检测到扭矩扳手10被从收纳部25a取出。亦即控制部23检测扭矩值设定部18和连接部21的连接的接触。控制部23将检测到扭矩值设定部18与连接部21的连接被解除的日期时间等连接状况的信息储存在储存部。

如上述说明，根据扭矩扳手10的扭矩值设定系统1，能够藉由扭矩值设定装置20设定扭矩扳手10的紧固扭矩值。这里扭矩值设定系统1通过连接部21操作扭矩扳手10的扭矩值设定部18，能够设定紧固扭矩值。亦即，根据扭矩值设定系统1，作业人员等不需要操作扭矩值设定部18，就能够进行指定的紧固扭矩值的设定。

另外，根据扭矩值设定系统1，由于不需要作业人员等操作扭矩值设定部18，所以能够确实地以指定的紧固扭矩值紧固紧固件。另外，根据扭矩值设定系统11，控制部23能够将从收纳部25a取出扭矩扳手10的检测日期时间等信息储存在储存部。

因此根据扭矩值设定系统1，能够适当地管理紧固件的紧固扭矩，提高紧固扭矩管理的追溯性。

另外扭矩值设定系统1通过连接部21操作扭矩扳手10的扭矩值设定部18，能够将在扭矩值设定部18所设定的紧固扭矩值设定在包括原点位置的任意位置。

因此根据扭矩值设定系统1，能够维持机械式预置型扭矩扳手的测定精度。

另外，上述说明不是进行限制，而只是单纯的示例。故对本领域技术人员来说在不脱离附件的权利要求范围，可以对上述实施方式进行变更，是显而易见的。

例如本实施方式中，作为紧固工具示例了扭矩扳手10，但是本发明涉及的紧固工具不限于此，作为紧固件紧固螺丝时测定紧固扭矩的通常说的扭矩螺丝刀都可以适用。

另外，本实施方式中，如图4以及图5所示，作为被接合部的形状显示了齿轮、内六角，作为接合部的形状，显示了齿轮、六角扳手，但是本发明涉及的被接合部、接合部的形状不限于此。被接合部、接合部的形状比如还可以是十字螺丝、十字螺丝刀之类的形状。

产业上的利用可能性

本发明能够在航空器、铁道、机动车等运输设备的整备等使用紧固部件的各个领域的紧固扭矩管理中广泛应用。

符号说明

1 扭矩值设定系统

10 扭矩扳手

11 盒体

11b 把手部

12 头部

12a 棘轮头

12b 臂部

12c 联动部

13 头栓

14 栓扣

15 连接部

16 保持部

17 弹簧

18 扭矩值设定部

18a 设定螺栓

18b 制动部

18c 头部

18d 锁定部

19 设定位置检测部

20 扭矩值设定装置

21 连接部

22 驱动部

23 控制部

24 通信部

25 框体

25a 收纳部

30 信息处理装置

Claims (12)

1.一种扭矩值设定系统，具备可以测定紧固紧固件时的紧固扭矩为指定的紧固扭矩值的紧固工具和将所述紧固扭矩值设定在所述紧固工具的扭矩值设定装置，所述扭矩值设定系统的特征在于，

所述紧固工具具备可以将所述紧固扭矩值设定为任意值的扭矩值设定部；

所述扭矩值设定装置具备与所述扭矩值设定部连接的连接部、驱动所述连接部的驱动部以及为了在所述扭矩值设定部上设定所述紧固扭矩值而控制所述驱动部的控制部。

2.根据权利要求1所述的扭矩值设定系统，其特征在于，所述控制部在设定所述紧固扭矩值之前，校正所述紧固工具的所述扭矩值设定部的原点位置与所述驱动部的原点位置。

3.根据权利要求1所述的扭矩值设定系统，其特征在于，

所述扭矩值设定部通过转动操作能够设定所述紧固扭矩值；

所述驱动部是使所述扭矩值设定部转动的马达；

所述连接部是与设置在所述扭矩值设定部的被接合部相接合的接合部。

4.根据权利要求1所述的扭矩值设定系统，其特征在于，所述扭矩值设定装置具备将所述紧固扭矩值输入所述控制部的输入部。

5.根据权利要求1所述的扭矩值设定系统，其特征在于，所述扭矩值设定装置具备通信部，所述通信部与信息处理装置之间进行所述紧固扭矩值的通信使得在所述控制部上设定所述紧固扭矩值。

6.根据权利要求1所述的扭矩值设定系统，其特征在于，所述扭矩值设定装置具备检测所述扭矩值设定部与所述连接部的连接状况的检测部；所述控制部储存所述扭矩值设定部与所述连接部的连接状况。

7.根据权利要求6所述的扭矩值设定系统，其特征在于，所述控制部将所述扭矩值设定部与所述连接部的连接以及连接解除的日期时间作为所述连接状况储存。

8.根据权利要求1所述的扭矩值设定系统，其特征在于，所述控制部将所述扭矩值设定部的所述紧固扭矩值设定在原点位置。

9.根据权利要求8所述的扭矩值设定系统，其特征在于，所述控制部能够通过转动操作所述扭矩值设定部，从而将所述紧固扭矩值设定在原点位置。

10.一种扭矩值设定装置，其在紧固工具的扭矩值设定部上设定紧固扭矩值，所述紧固工具可以测定紧固紧固件时的紧固扭矩为指定的紧固扭矩值，所述扭矩值设定部可以将所述紧固扭矩值设定为任意值，所述扭矩值设定装置的特征在于，所述扭矩值设定装置具备：

与所述扭矩值设定部连接的连接部；

驱动所述连接部的驱动部；以及

为了在所述扭矩值设定部上设定所述紧固扭矩值而控制所述驱动部的控制部。

11.一种扭矩值设定方法，是针对能够测定紧固紧固件时的紧固扭矩为指定的紧固扭矩值的紧固工具的扭矩值设定部，由设定所述紧固扭矩值的扭矩值设定装置所执行的扭矩值设定方法，其特征在于，

所述扭矩值设定装置执行：

演算用来将所述紧固扭矩值设定在所述扭矩值设定部的、驱动部的驱动量的演算工序；以及

基于所述驱动量驱动所述驱动部，并且在所述扭矩值设定部设定所述紧固扭矩值的紧固扭矩设定工序。

12.根据权利要求11所述的扭矩值设定方法，其特征在于，所述扭矩值设定装置在设定所述紧固扭矩值之前，执行校正所述扭矩值设定部的原点位置与所述驱动部的原点位置的校正工序。