CN1718373B - 紧固转矩测定装置及螺栓或螺母紧固机 - Google Patents

Abstract

紧固转矩测定装置及转矩显示紧固机。紧固转矩测定装置(4)具有可连接在紧固机主体(1)的第1输出轴(12)上的内轴(31)、可连接在第2输出轴(13)上的外轴(32)，在内轴(31)上设置紧固用承窝(21)，在外轴(32)上设置反力托(22)，在外轴(32)上具有畸变测量器(47)、显示对应该畸变测量器检测的畸变量的紧固转矩量的显示部(5)。在该测定装置(4)上可安装反力托(22)，所以可减轻紧固反力为了移动反力托(22)的工作，可在螺母的轴心的延长线上，使紧固机主体(1)、紧固转矩测定工具(9)、紧固用承窝(21)的轴心对齐在一直线上，正确地测定紧固转矩。

Description

紧固转矩测定装置及螺栓或螺母紧固机

技术领域

本发明涉及测定螺栓或螺母紧固机的紧固转矩的装置及可显示转矩的紧固机。

背景技术

现在的螺栓或螺母紧固机的紧固转矩的调整和确认，是利用紧固机主体上具有的转矩调整标度盘(参照图24的标记10)和人工扭力扳手的加紧而进行的。

具体地，首先比希望的紧固转矩值稍低地设定转矩调整标度盘(10)，而进行螺栓或螺母(以下代表性地叫做“螺母”)的紧固。

其原理是利用图22的X图所示的紧固机的紧固转矩与Y图所示的紧固机的负荷电流存在接近比例的关系这点，而利用转矩调整标度盘(10)设定目标转矩值。当负荷电流达到目标值时则紧固机的电动机停止。关于此时的实际紧固转矩，由于紧固机主体内装的减速机的齿轮效率等而与在调整标度盘上设定的值产生误差。

因此工人利用带转矩显示器扭力扳手加紧螺母，并确认实际紧固转矩。

转矩调整标度盘(10)设定成，反复几次上述转矩调整标度盘(10)的操作、紧固机对螺母的紧固、扭力扳手的加紧，则紧固机的实际紧固转矩值成为希望的转矩值。

在桥梁等大型金属架构造体上使用的螺母是大型的，利用手动紧固操作扭力扳手是劳动强度大的负担。又，在高处不便立足等难以使用扭力扳手的作业环境，安全方面也存在许多问题。

因此，如图24所示，提出了安装在紧固机主体(1)上使用的紧固转矩测定工具(9)。

它利用了图22的X图的紧固转矩与Z图所示的紧固机的畸变量存在大致比例关系的原理。

紧固机主体(1)具有在同轴上相互反向转动的第1输出轴(12)和第2输出轴(13)，要进行通常的紧固作业，则在第1输出轴(12)上安装紧固用承窝(21)，在第2输出轴(13)上安装反力托(22)，将紧固用承窝(21)卡合在螺母N上，将反力托(22)抵接该螺母N附近的其他螺母等突出物(图未示)而进行紧固。

紧固转矩测定工具(9)连结在紧固机主体(1)的第1输出轴(12)与紧固用承窝(21)之间使用。紧固转矩测定工具(9)，在中央轴部(91)的基端具有紧固机主体(1)的第1输出轴(12)的棱轴部(12a)嵌入的棱孔(92)，在前端具有嵌合在紧固用承窝(21)的基端的棱轴(93)。

在紧固转矩测定工具(9)的中央轴部(91)的表面贴附畸测量器(47)，在该轴部(91)的周围具有电路基板、转矩显示部及电池(都未图示)。

装有紧固转矩测定工具(9)的紧固机的转矩调整和确认首先与前述一样，比希望的转矩值稍微低地设定紧固机主体(1)上具有的转矩调整标度盘(10)。

在紧固机主体(1)的第2输出轴(13)上安装反力托(22)，将紧固用承窝(21)卡合在螺母N上，使反力托(22)抵接该螺母附近的突出物，紧固螺母N。

当紧固机的电动机流过的电流值达到既定值时电动机停止，与此时的紧固转矩测定工具(9)的轴部(91)的畸变量对应的紧固转矩显示在显示部上。

转矩调整标度盘(10)设定成反复几次上述转矩调整标度盘(10)的操作、螺母的紧固，紧固机的显示部上显示的实际紧固转矩的值成为希望的转矩值。

这样，通过观察显示部上显示的实际紧固转矩的值进行转矩调整标度盘的操作，可设定希望的转矩值，所以工人不必利用扭力扳手加紧，并测定紧固转矩。

因此，利用扭力扳手的加紧作业的劳动负担、危险性等问题都解决了。

上述紧固转矩测定工具(9)是一轴式的，反力托(22)必须安装在紧固机主体(1)的第2输出轴(13)上。

在直接将紧固用承窝(21)安装在紧固机主体(1)的第1输出轴(12)上时，反力托(22)的反力托悬臂(20)只要在沿着该承窝的方向延长仅紧固用承窝(21)的长度即可。

但是，当在紧固机主体(1)与紧固用承窝(21)之间介入紧固转矩测定工具(9)时，反力托悬臂(20a)还必须延长到紧固转矩测定工具(9)的长度。这样，受紧固反力作用的紧固机主体(1)的第2输出轴(13)与抵在实际接受紧固反力的对方部件上的反力托悬臂(20a)前端的距离变长。此时，作用在反力托悬臂(20a)上的反力放倒悬臂地大幅度动作。因此，螺母紧固时，应该在螺母的轴心的延长线上对齐在一直线上的紧固机主体(1)、紧固转矩测定工具(9)、紧固用承窝(21)的轴心不稳定，有可能显示相对螺母的轴心倾斜的状态下的紧固转矩，即不正确的转矩值。

如果紧固机主体(1)的转矩调整结束，则一般是取下紧固转矩测定工具(9)，将紧固用承窝(21)直接连接在紧固机主体(1)上而进行紧固作业。此时，反力托(22)也必须更换悬臂长度短的。并且由于悬臂的长度不同转矩的传递效率也变化。即，在设定紧固转矩测定工具(9)时、取出时，紧固转矩的值产生误差。

本发明的目的在于提供一种在紧固机主体上装设和取下转矩测定装置时的紧固转矩的值尽可能不产生误差的转矩测定装置及转矩显示紧固机。

发明内容

本发明的紧固转矩测定装置(4)具有可连接在紧固机主体(1)的第1输出轴(12)上的内轴(31)、可连接在第2输出轴(13)上的外轴(32)，在内轴(31)的前端设置紧固用承窝(21)，在外轴(32)的前端设置反力托(22)，在外轴(32)上具有畸变测量器(47)，并具有将该畸变测量器检测的畸变量变换成对应的紧固转矩量的电路基板(7)及显示紧固转矩量的显示部(5)。

因为在紧固转矩测定装置(4)的显示部(5)上显示紧固转矩，所以不需要利用带转矩显示器扭力扳手加紧而测定转矩的作业。

因为在紧固转矩测定装置(4)上设置反力托(22)，所以与在紧固机主体(1)上安装反力托(22)时相比，可缩短反力托(22)的反力托悬臂(20)的长度。因此，可减轻紧固反力放倒反力托(22)的地动作，可在螺母的轴心的延长线上，使紧固机主体(1)、紧固转矩测定工具(9)、紧固用承窝(21)的轴心对齐在一直线上，而测定正确的紧固转矩。

如果将紧固转矩测定装置(4)可拆装地安装在紧固机主体(1)上，则可在正确设定紧固机主体(1)的紧固转矩后，从紧固机主体(1)上取下紧固转矩测定装置(4)，而将紧固用承窝(21)和反力托(22)直接安装在紧固机主体(1)上。即，可使紧固机尽可能减去紧固转矩测定装置(4)的一部分而轻量化地进行紧固作业。

如果不以在紧固机主体(1)上拆装紧固转矩测定装置(4)为前提，而是在紧固机上具有该紧固转矩测定装置(4)的转矩测定功能，则没有紧固转矩测定装置(4)拆装的麻烦，可一边确认紧固转矩一边进行紧固作业。

附图说明

图1是紧固转矩测定装置的分解正视图。

图2是紧固转矩测定装置的剖面图。

图3是在紧固机主体上装有紧固转矩测定装置的剖面图。

图4是紧固转矩测定装置主体的分解立体图。

图5是紧固转矩测定装置主体的剖面图。

图6是图5的A-A线剖面图。

图7是电路基板上的显示部及按钮开关的剖面图。

图8是第2实施例的紧固转矩测定装置的分解正视图。

图9是第2实施例的紧固转矩测定装置的剖面图。

图10是在紧固机主体上装有紧固转矩测定装置的剖面图。

图11是第3实施例的紧固转矩测定装置的分解正视图。

图12是第3实施例的紧固转矩测定装置的剖面图。

图13是在紧固机主体上连接了紧固转矩测定装置的剖面图。

图14是从紧固机主体上取下第4实施例的紧固转矩测定装置的状态的正视图。

图15是从紧固机主体上取下第4实施形式的紧固转矩测定装置的状态的剖面图。

图16是在紧固机主体上装有紧固转矩测定装置的状态的剖面图。

图17是从紧固机主体上取下第5实施例的紧固转矩测定装置的状态的正视图。

图18是从紧固机主体上取下第5实施例的紧固转矩测定装置的状态的剖面图。

图19是在紧固机主体上直接连接承窝装置的状态的剖面图。

图20是表示操作流程的前半部分的图。

图21是表示操作流程的后半部分的图。

图22是表示紧固转矩、负荷电流与畸变量的关系的图。

图23是其他实施例的转矩显示紧固机的主要部分剖面图。

图24是现在例的紧固转矩测定工具的使用说明图。

具体实施方式

以下，根据图示的实施例具体说明本发明。

[第1实施例(图1至图7)]

图1、图2表示从紧固机主体(1)上取下紧固转矩测定装置(4)，并且将紧固转矩测定装置(4)分开成装置主体(3)和承窝装置(2)的状态。图3表示在紧固机主体(1)上装有紧固转矩测定装置(4)的状态。

在紧固机主体(1)的前端，同轴地在内侧配置筒状的第1输出轴(12)，在外侧配置筒状的第2输出轴(13)。第1输出轴(12)和第2输出轴(13)相互反向转动地连接在行星齿轮减速机构(11)上。

行星齿轮减速机构(11)利用紧固机主体(1)内装的电动机(图未示)动作。

紧固机主体(1)具有调整紧固转矩的转矩调整标度盘(参照图24的标记10)。该标度盘是利用电动机流过的电流值与紧固转矩是近似比例的关系的原理调整紧固转矩的。

在前述第1输出轴(12)的内面，在圆周方向上相互交错地形成沿轴心的方向延伸的凸条(15)和凹条(16)。

第2输出轴(13)比第1输出轴(12)稍微向外侧延伸，在前端缘等间隔地突设有多个突片(17)。在第2输出轴(13)的前端部，旋合有相对紧固转矩测定装置(4)的防脱螺栓(18)。

紧固转矩测定装置(4)由装置主体(3)和承窝装置(2)构成。

在通常的紧固作业中，将承窝装置(2)直接连接在紧固机主体(1)上使用。

承窝装置(2)由紧固用承窝(21)和反力托(22)构成。

反力托(22)是在前端侧扩大的筒部件(23)的扩大部外周上与筒部件(23)的轴心垂直地突设反力托悬臂(20)而形成。

在反力托(22)的筒部件(23)上，在基端部开设有前述紧固机主体(1)的防脱螺栓(18)的前端可进入的圆周槽(29)。

在反力托(22)上比圆周槽(29)稍微前端一侧形成周壁(27)，在该周壁(27)上开设有前述紧固机主体(1)的第2输出轴(13)上的突片(17)可嵌合的切口(28)。

紧固用承窝(21)扩大可转动地收容在反力托(22)的筒部件(23)内的筒轴部(21a)的前端，并在扩大部上形成有螺母卡合孔(24)。

紧固用承窝(21)的筒轴部(21a)的基端从反力托(22)的筒部件(23)突出，在突出部的外周面上的圆周方向上相互交错地形成有沿紧固用承窝(21)的轴向延伸的凹条(26)和凸条(25)。该凹条(26)和凸条(25)可嵌合在前述紧固机主体(1)的第1输出轴(12)内面的凸条(15)和凹条(16)上。

如果取出加在反力托(22)的筒部件(23)前端的内面上的开口环(22a)，则可相对反力托(22)向前方拔出紧固用承窝(21)。因此可更换螺母卡合孔(24)的尺寸不同的紧固用承窝。

装置主体(3)具有筒状内轴(31)和可转动地同轴收容该内轴(31)的筒状外轴(32)。

内轴(31)的基端从外轴(32)的基端突出，在突出部外周面上的圆周方向上相互交错地形成沿轴向延伸的凹条(36)和凸条(35)。该凹条(36)和凸条(35)可嵌合在前述紧固机主体(1)的第1输出轴(12)内面的凸条(15)和凹条(16)上。

在外轴(32)的基端外周，开设有前述紧固机主体(1)的防脱螺栓(18)的前端可嵌入的圆周槽(38)，在圆周槽(38)前端侧的厚壁部上开设有前述紧固机主体(1)的第2输出轴(13)上的突片(17)嵌合的切口(37)。

外轴(32)的前端形成嵌合在前述反力托(22)的筒部件(23)的基端上的大小，在前端部，旋有在该筒部件(23)上的圆周槽(29)上的防脱螺栓(30)，在前端缘，在圆周方向上等间隔地突设有嵌合在筒部件(23)上的切口(28)内的突片(39)。

在外轴(32)上，在两端侧突设2个周壁(32e、32f)，一方的周壁(32e)比另一方的周壁(32f)外径小而壁的厚度大。在小径的周壁(32e)的周面上，开设有防止后述的筒状套(49)脱落的孔(32c)，在大径的周壁(32f)上，贯通周壁且在圆周方向上等间隔地开设有4个小螺丝孔(32g)。

在周壁(32e、32f)之间的中央部，在外轴(32)表面贴附畸变测量器(47)。

在实施例中，呈X字形的畸变测量器(47)在外轴(32)的圆周方向上等间隔地贴附4处。

畸变测量器(47)利用绕外轴(32)一周的保护层(48)覆盖。

在周壁(32e、32f)之间，在外轴(32)上同形状的2个块(41、41)隔着外轴(32)对置配置。

块(41)的内面形成沿着外轴(32)的圆弧状，外面形成比前述外轴(32)上的2个周壁(32e、32f)内大径的周壁(32f)的外径稍小径的圆弧面。

在块(41)的内面上，开设有避免与前述保护层(48)冲突的槽部(41a)。

在块(41)的外周，形成有圆周槽(42)及横切该圆周槽(42)地向轴向延伸的W字形凹部(43)。

圆周槽(42)成为连接前述各畸变测量器(47)与后述的电路基板(7、71)的配线(图未示)穿过的通道。

在各W字形凹部(43)上安装盒(44)，盒(44)收纳电池V。

在各块(41、41)的端面上，与前述外轴(32)上的大径周壁(32f)的4个小螺丝孔(32g)对应地开设有螺纹孔(41b)，各块(41、41)分别利用2根小螺丝(40b)固定在周壁(32f)上。

在块(41、41)的相互对置的两端面之间配置2个电路基板(7、71)。

两电路基板(7、71)是基板的端缘嵌入在块(41、41)的对置端面上开设的槽(45、45)中而被支承。

在一方的电路基板(7)上，配置有显示与前述畸变测量器(47)的畸变量对应的紧固转矩值的显示部(5)及向电路基板(7、71)通电用按钮开关(6)。

实施例的显示部(5)是4位数显示，各位数显示面(51)利用纵4根、横3根的亮灯条(52、52a)可显示“0”～“9”的数字，在各位数显示面的右下，设置有亮灯显示“.(点)”的点部(53)。在每个亮灯条(52)(52a)和点部(53)上分别配置有LED(图未示)。

在前述外轴(32)上越过2个周壁(32e、32f)覆盖筒状套(49)，并将贯通旋合在该套的周壁的一端的小螺丝(40)的前端无螺纹部(40a)嵌在前述小径周壁(32e)上的卡合孔(32c)内。在周壁(32e)上不作用小螺丝(40)的螺旋推力。

在套(49)上，对应前述电路基板(7)上的显示部(5)及按钮开关(6)开设有窗部(49a)，可从套(49)的外侧进行按钮开关(6)的操作。

前述外轴(32)上的4处畸变测量器(47)在电路基板(7)上构成桥电路(图未示)，在显示部(5)上显示与贴附有畸变测量器(47)的外轴(32)的4处的平均畸变量对应的紧固转矩值。

如图3所示，在装置主体(3)的内轴(31)及外轴(32)上，连接承窝装置(2)的紧固用承窝(21)及反力托(22)，构成紧固转矩测定装置(4)。

将紧固转矩测定装置(4)的内轴(31)基端嵌合在紧固机主体(1)的第1输出轴(12)上，将该装置(4)的外轴(32)基端插入紧固机主体(1)的筒状第2输出轴(13)，将第2输出轴(13)上的突片(17)嵌入外轴(32)上的切口(37)。

这样，第1输出轴(12)、装置主体(3)的内轴(31)和紧固用承窝(21)连结成可一体转动，第2输出轴(13)、装置主体(3)的外轴(32)和承窝装置(2)的反力托(22)连结成可与第1输出轴(12)的转动反向地一体转动。

如上所述，装有紧固转矩测定装置(4)的紧固机的转矩调整和确认，首先比希望的转矩值稍低地设定紧固机主体(1)上具有的转矩调整标度盘(10)。

按压紧固转矩测定装置(4)的按钮开关(6)，向电路基板(7、71)通电。

在紧固机主体(1)的第2输出轴(13)上安装反力托(22)，将紧固用承窝(21)卡合在螺母上，使反力托(22)抵接该螺母附近的突出物。

当使紧固机主体(1)的电动机工作时，反力托(22)阻止第2输出轴(13)转动，所以只有第1输出轴(12)转动。即，紧固用承窝(21)转动而紧固螺母。

当紧固机的电动机流过的电流值达到既定值时电动机停止，此时，4处畸变测量器(47)检测紧固转矩测定装置(4)的外轴(32)的畸变，畸变的平均值作为紧固转矩显示在显示部(5)上。

反力托(22)，在紧固机主体(1)上装设、取出紧固转矩测定装置(4)时，都可使用同一东西，不必如现在那样准备悬臂长度不同的2种反力托(22)。

在实施例中，贴附了畸变测量器(47)的外轴(32)与紧固机主体(1)的连接、该外轴(32)与承窝装置(2)的连接，是利用相互在轴向延伸的凸条与凹条，或者突片(17、39)与切口(37、28)的嵌合，即，相互在轴向延伸的凸条与凹条的嵌合进行的。因此，螺母紧固时，外轴(32)在穿过各畸变测量器(47)的圆周方向上不会在畸变量上产生大的误差。但是，当使防脱螺栓(18、30)的螺旋推力作用在外轴(32)上时则使测定的可靠性下降，所以在实施例中，利用在外轴(32)的圆周方向上等间隔地配置4处的畸变测量器(47)测定畸变量，显示测定的畸变的平均值从而提高测定的可靠性。

另外，向外轴(32)上安装畸变测量器(47)，不限于实施例那样的4处，是2、4、6处等2的倍数即可。畸变测量器(47)的数量越多，进行的紧固转矩的测定精度可越高。

如果从配合工人支持使用的螺栓螺母紧固机的大小的紧固转矩测定装置(4)的外轴(32)的周长及螺栓·螺母的紧固转矩所必需的精度的角度，则畸变测量器的安装优选4处。

设6处以上畸变测量器程度的转矩测定精度没有必要，而设2处畸变测量器转矩测定的可靠性不稳。

如上所述，在紧固转矩测定装置(4)的显示部(5)上显示紧固转矩，所以不必如现在那样需要利用带转矩显示器扭力扳手加紧的作业。

反力托悬臂(20)，在覆盖在紧固用承窝(21)上的反力托(22)的外周部分从与螺母同一的位置向外侧突设，所以，作用在反力托悬臂(20)上的紧固反力不会放倒紧固转矩测定装置(4)或紧固机主体(1)地作用。因此，可使紧固转矩测定装置(4)及紧固转矩测定装置(4)的轴心与螺母的轴心一致地进行螺母的紧固，可在显示部(5)上显示尽可能正确的紧固转矩值。

反复几次上述紧固机主体(1)的转矩调整标度盘(10)的操作、螺母的紧固，使显示在紧固转矩测定装置(4)的显示部(5)上的实际紧固转矩的值成为希望的转矩值地设定转矩调整标度盘(10)即可。

反力托(22)，在紧固机主体(1)上装设、取出紧固转矩测定装置(4)时，都可同样使用它，不必如现在那样准备悬臂长度不同的2种反力托(22)。

对多个螺母进行上述作业而确认转矩设定的可靠性后，从紧固机主体(1)上取出紧固转矩测定装置(4)，而直接将该紧固转矩测定装置(4)的承窝装置(2)连结在紧固机主体(1)上。即，将承窝装置(2)的紧固用承窝(21)基端的凹条(26)和凸条(25)嵌合在紧固机主体(1)的第1输出轴(12)的凸条(15)和凹条(16)上，将反力托(22)的基端嵌在第2输出轴(13)上，在反力托(22)上的切口(28)上卡合第2输出轴(13)上的突片(17)。

如上所述，如果将承窝装置(2)直接连结在紧固机主体(1)上，则可减轻紧固转矩测定装置(4)的装置主体(3)的重量，而进行螺母的紧固作业，并进行紧固机主体(1)的转矩调整，所以利用设定转矩紧固螺母，且紧固用承窝(21)的转动自动停止。

实施例的紧固转矩测定装置(4)的装置主体(3)的内轴(31)形成筒状而可减轻重量，又，在螺母紧固上，即使产生螺栓剩余长度(螺栓前端从螺母顶面冒出)，也可退到内轴(31)内。

[第2实施例(图8至图10)]

图8及图9表示从紧固机主体(1)上取下紧固转矩测定装置(4)，并且将紧固转矩测定装置(4)分开成装置主体(3)、紧固用承窝(21)及反力托(22)的状态。图10表示在紧固机主体(1)上装有紧固转矩测定装置(4)的状态。

紧固机主体(1)与前述第1实施例一样。

紧固转矩测定装置(4)的装置主体(3)，内轴(31)和外轴(32)的各前端部与第1实施例不同，其他部分一样。

装置主体(3)的外轴(32)的前端部形成短的多棱形轴部(32a)，在实施例中形成六棱轴部。

装置主体(3)的内轴(31)前端侧封闭，并可转动地贯通上述外轴(32)的多棱形轴部(32a)，且在前端突设棱轴(31a)。

紧固用承窝(21)在前端同轴地开设螺母卡合孔(24)，在基端开设棱孔(2a)，前述装置主体(3)的内轴(31)前端的棱轴(31a)可拆装地嵌在棱孔(2a)内。

反力托(22)是在环部(22b)的外周突设反力托悬臂(20)而形成。

该环部(22b)可一体转动地嵌合在上述装置主体(3)的外轴(32)的多棱形轴部(32a)上。防脱用的紧定螺栓(22c)贯通旋合在环部(22b)上。

反力托悬臂(20)从环部(22b)延伸到紧固用承窝(21)的前端地在外侧弯曲成大致直角。

与前述第1实施例相比，反力托(22)的反力托悬臂(20)是在沿着紧固用承窝(21)的轴心的方向仅形成紧固用承窝(21)长度的长度。因此，在紧固时，紧固用承窝(21)、装置主体(3)及紧固机主体(1)的轴心对齐在一直线上的稳定性下降。但是，与如图24所示的现在例那样比连接在紧固机主体(1)上的紧固转矩测定工具(9)在紧固机主体(1)的更内侧安装反力托(22)相比，可缩短反力托悬臂(20)的沿紧固用承窝(21)的轴向的长度，紧固时的稳定性比现在例好。

可从紧固机主体(1)上取下装置主体(3)，而将前述第1实施例的承窝装置(2)直接安装在紧固机主体(1)上，进行通常的螺母紧固作业。

[第3实施例(图11至图13)]

图11及图12表示从紧固机主体(1)上取下紧固转矩测定装置(4)，并且将紧固转矩测定装置(4)分开成装置主体(3)、紧固用承窝(21)及反力托(22)的状态。图13表示在紧固机主体(1)上装有紧固转矩测定装置(4)的状态。

装置主体(3)、紧固用承窝(21)及反力托(22)的安装关系与前述第2实施例一样。

紧固机主体(1)与装置主体(3)的安装关系与前述第1、第2实施例不同。

紧固机主体(1)的第2输出轴(13)是前端部形成多棱形轴部(13a)。紧固机主体(1)的第1输出轴(12)封闭前端侧而可转动地贯通上述第2输出轴(13)的多棱形轴部(13a)，并在前端突设棱轴(12a)。

在装置主体(3)的外轴(32)的基端，开设有紧固机主体(1)的第2输出轴(13)的多棱形轴部(13a)嵌合的卡合孔(32b)。在卡合孔(32b)的周壁上贯通旋合防脱用紧定螺栓(32d)。

在装置主体(3)的内轴(31)的基端，形成有紧固机主体(1)的第1输出轴(12)前端的棱轴(12a)嵌合的棱孔(32b)。

在装置主体(3)的外轴(32)的多棱形轴部(32a)上，可一体转动地嵌合反力托(22)的环部(22b)，在紧固用承窝(21)的棱孔(2a)上嵌合内轴(31)的棱轴(31a)，进行通常的螺母紧固作业。

[第4实施例(图14至图16)]

图14及图15表示从紧固机主体(1)上取下紧固转矩测定装置(4)的状态，图16表示在紧固机主体(1)上装有紧固转矩测定装置(4)的状态。

紧固转矩测定装置(4)与紧固机主体(1)的安装关系与前述第1、第2实施例一样。

在紧固转矩测定装置(4)的内轴(31)上，扩大前端部而形成有螺母卡合孔(24)。

在外轴(32)的内面前端，设置有用于内轴(31)防脱的开口环(22e)。内轴(31)可替换为螺母卡合孔(24)的尺寸不同的。

紧固转矩测定装置(4)的外轴(32)的前端外周，沿轴向延伸的凸条和凹条在圆周方向上交错并排地形成花键状。

在上述外轴(32)的前端安装有反力托(22)。

反力托(22)是在嵌合在上述外轴(32)前端的环部(22b)向外突设反力托悬臂(20)而形成的。在环部(22b)的内面形成有卡合在外轴(32)的凸条和凹条上的凹条和凸条，外轴(32)与反力托(22)一体转动。

可取出开口环(22d)而将反力托(22)从外轴(32)上拔出。

如上所述，如果在外轴(32)的前端外周的花键状的凹条和凸部上嵌合反力托(22)的凸条和凹条，则可利用反力托悬臂(20)将所受的反力均等地作用在外轴(32)的整周上，在外轴(32)的畸变上不产生偏差，可利用畸变测量器(47)尽可能正确地检测畸变量。

上述第4实施例时的情况下，紧固机主体(1)的转矩设定结束，而进行通常的螺母紧固作业时，取出紧固转矩测定装置(4)，而将前述图1所示的承窝装置(2)装在紧固机主体(1)上即可。

[第5实施例(图17至图19)]

图17表示从紧固机主体(1)上取下紧固转矩测定装置(4)的状态。图18表示在紧固机主体(1)上装有紧固转矩测定装置(4)的状态。

第5实施例如图18所示，是在紧固具有剪断用或反力承接用的端部T的螺栓B与螺母N的紧固机上实施的。

紧固转矩测定装置(4)与紧固机主体(1)的安装关系及紧固转矩测定装置(4)自身与前述第1实施例一样。

可拆装地连接在装置主体(3)的前端的承窝装置(2)由卡合在螺母上的螺母卡合承窝(21b)、可转动地配置在该承窝(21b)内且卡合在螺栓端部T上的螺栓端部卡合承窝(22b)构成。

在螺母卡合承窝(21b)的基端部开设可进入前述紧固机主体(1)的防脱螺栓(18)的前端或前述紧固转矩测定装置(4)的防脱螺栓(30)的孔或圆周槽等凹部(29a)。

在螺母卡合承窝(21b)上比上述凹部(29a)稍微靠前一侧形成周壁(27a)，在该周壁(27a)上，开设有紧固机主体(1)的第2输出轴(13)上的突片(17)或装置主体(3)的突片(39)可嵌合的切口(28a)。

在螺栓末端卡合承窝(22b)的基端外周面上，在圆周方向上交错形成有在圆周方向延伸的凹条(26a)和凸条(25a)。该凹条(26a)和凸条(25a)可嵌合在前述紧固机主体(1)的第1输出轴(12)内面的凸条(15)和凹条(16)或前述装置主体(3)的内轴(31)前端的凸条(33)和凹条(34)上。

而如图18所示，在装置主体(3)的内轴(31)及外轴(32)上连接承窝装置(2)的螺母卡合承窝(21b)和螺栓末端卡合承窝(22b)，构成紧固转矩测定装置(4)。并且，如前述一样地将紧固转矩测定装置(4)连接在紧固机主体(1)上。

图18中，标记(100)是弹簧，配置在装置主体(3)的内轴(31)内面的凸部(31c)与螺栓末端卡合承窝(22b)之间且其作用是对螺栓末端卡合承窝(22b)向前方施力而抵接在螺母卡合承窝(21b)的内周台阶部(21c)。

将螺栓末端T卡合在螺栓末端卡合承窝(22b)上，将螺母N卡合在螺母卡合承窝(21b)上，而使紧固机动作。

当紧固机主体(1)的第2输出轴(13)转动时，通过装置主体(3)的外轴(32)，承窝装置(2)的螺母卡合承窝(21b)也转动而紧固螺母N。

紧固反力通过紧固机主体(1)的第1输出轴(12)、装置主体(3)的内轴(31)、承窝装置(2)的螺栓末端卡合承窝(22b)而被螺栓B接住。

随着紧固的进行，螺栓轴部从螺母N的冒出量变大，但螺栓末端卡合承窝(22b)反抗弹簧(100)后退，所以不妨碍紧固。

利用剪断螺栓末端T前的转矩紧固螺栓·螺母时，卡合在螺栓末端T上的螺栓末端卡合承窝(22b)成为反力托。

剪断螺栓末端T时，卡合在螺母N上的螺母卡合承窝(21b)成为反力托。

图19表示在紧固机主体(1)上直接连接承窝装置(2)的状态。紧固转矩设定后的通常的紧固作业在图19的状态下进行。对螺栓末端卡合承窝(22b)施力的弹簧(100)抵接在紧固机主体(1)的行星齿轮支承架(11a)等上。

图22表示如前述那样螺母紧固时的紧固机上产生的转矩、与紧固机、具体地是相对紧固转矩测定装置(4)的装置主体(3)的外轴(32)]的畸变量、与紧固机的负荷电流的关系。当紧固机启动，螺栓的紧固开始时，紧固机产生的转矩(螺栓的紧固转矩)慢慢上升，与之成比例地紧固机的负荷电流也慢慢上升。

当在螺栓上导入一定的转矩，而停止向紧固机的电流供给时，导入螺栓的转矩保持原样(参照图22的虚线)，紧固机的发生转矩及负荷电流急剧下降。因此，与紧固机产生的转矩成比例的紧固转矩测定装置(4)的畸变量也急剧下降。即，螺栓紧固后到后面的螺栓的紧固开始前，不必检测畸变量。

因此申请人在本发明中提出：紧固转矩测定装置(4)高位维持紧固转矩后，切断向畸变传感器桥电路的电源供给，并且只在必要时向显示部(5)的LED通电从而没有无谓的电流消费，而延长紧固转矩测定装置(4)上安装的电池V的寿命。又提出：设计为可利用1个按钮开关(6)操作紧固转矩测定装置(4)的电路基板(7、71)上构成的控制电路，而减小电路基板(7)上的按钮开关(6)的配置空间。

通常，控制电路需要电源开关和设定(复位)开关2个以上的操作开关。又，搭载CPU的控制电路时，预先将CPU电源设为常On(待机电力)，或将电源设为On后，如果不按压设定开关则不能辨别设定了CPU[桥电源On+自动调零(后述)]。然而，如果在电路基板(7)上实装2个以上的开关，则零件数量增加且电路基板(7)的面积变大。又，如果将CPU电源设为常On则电池的消耗增大。因此，在本实施例中，在CPU的外部设置强制的自保持电路，从而在按钮开关(6)设为On期间，在向CPU提供电源的同时利用CPU输出自保持指令，即使开关为Off也继续提供电源。又，与此同时，设置按钮开关(6)的On/Off识别输入口，在按钮开关(6)为On时向该口输入开关On信号，从而可兼作电源On和设定用。

由于利用同一按钮开关(6)兼作电源的On/Off开关和设定开关，所以作为区别它的方法，以On时间[持续按压按钮开关(6)的时间]的不同来进行。在实施例中，电源On是设为1秒以上的长按压，设定是设为1秒以内的短按压(CPU可识别的最短时间以上)。电源利用自保持设为On期间，通过短按压按钮开关(6)变成设定。又，电源Off是将On时间设为3秒以上解除自保持电路，在离开按钮开关(6)的同时切断全部电源(也包括CPU电源)。

通过将电源On时间设为1秒、电源Off时间设为3秒，不仅与按钮开关(6)的短按压的设定区别开，而且还有效防止电源的误动作引起的On或Off。

图20、图21是控制电路操作的流程。

从启动开始在步骤1判断是否按压了按钮开关(6)。如果是“否”，则返回步骤1之前。如果是“是”，则移到步骤2(S2)开始向电路基板(7)上的CPU提供电源。

当开始向CPU提供电源则移到步骤3(S3)，判断按压按钮开关(6)的时间是否在1秒以上。如果是否则移到步骤4(S4)，结束向CPU提供电源，返回步骤1之前。如果是是则移到步骤5(S5)而自保持CPU电源，在步骤6(S6)开始向显示部(5)的LED提供电源。

然后移到数据设定动作，在步骤7(S7)显示部(5)仅1位数显示“0”，其他位数全部设为Off。在步骤8(S8)开始向畸变测量器(47)组成的桥电路和将其信号放大的模拟放大电路提供电源。经过稍微的时滞，在步骤9(S9)存储将转矩0(零)时从畸变测量器(47)的桥电路输出的电压的模拟值变换为数字值的值，并实行将减去该部分的值换算成转矩值而表示的“自动调零”。所谓自动调零(S9)，是在转矩测定器上一般带有的，是自动修正由于温度等干扰引起的转矩0(零)时从畸变测量器(47)的桥所输出的电压的变动的功能。

然后在步骤10(S10)，判断紧固转矩是否超过希望的转矩值，如果是否则返回步骤10(S10)之前，如果是是则进行步骤11(S11)测定转矩，并在显示部(5)上显示慢慢上升的紧固转矩。该转矩测定开始的水平考虑在紧固机主体(1)的定格转矩的10％左右合适，但如果可防止误动作，尽可能接近0(零)为好。

然后在步骤12(S12)判断是否检测到转矩峰值，如果是否则返回步骤12(S12)之前，如果是是则在步骤13(S13)结束对桥电路的电源供给。但是，显示部(5)保持在显示峰值的状态。

然后在步骤15(S15)判断是否按压了按钮开关(6)，如果是否则返回步骤15(S15)之前。

在步骤15(S15)如果是是则移到步骤16(S16)，判断按压按钮开关(6)的时间是否在3秒以上。如果是否则返回步骤7(S7)之前，准备下一次的转矩测定。

在步骤16(S16)如果是是则在步骤17(S17)结束对显示部(5)的电源供给。

然后在步骤18(S18)结束CPU电源的自保持，在步骤19(S19)判断是否解除了对按钮开关(6)的按压，如果是否则返回步骤19(S19)之前，如果是是则返回步骤1(S1)之前。

如上所述，通过仅限在测定所必需的时间向畸变测量器(47)的桥供给电源，从而抑制电池V的消耗，并且也可尽力抑制流过畸变测量器(47)的桥的电流所产生的焦尔热。并且，利用在CPU电源的没有自保持的状态下的按钮开关(6)的“1秒以上的按压”，构成电源On和自动调零兼用的操作。

又，利用按钮开关(6)的“3秒以下的按压”，成为2次以后的转矩测定的自动调零，利用在CPU电源的自保持的状态下的按钮开关(6)的“3秒以上的按压”而成为电源Off操作，利用1个按钮开关(6)而具有3种开关功能。这样，与配置3个开关相比，可减小开关配置面积，可防止开关的按压错误。

在上述中，将按钮开关(6)的按压时间的判断基准设为1秒和3秒，但当然不限于此，只要是操作的工人不感到太短或太长，当然可任意设定。

上述各实施例将承窝装置(2)可拆装地连结在紧固机主体(1)上，前提是如果一旦设定紧固转矩，则从紧固机主体(1)取出承窝装置(2)，但在将承窝装置(2)安装在紧固机主体上的情况下当然也可进行螺栓·螺母的紧固作业。

下面根据图23说明在紧固机的输出轴上设置畸变测量器(47)的转矩显示紧固机。

在紧固机的行星齿轮减速机构(11)的行星齿轮支承架(11a)上突设第1输出轴(12)，在行星齿轮减速机构(11)的内啮合齿轮(11b)上突设第2输出轴(13)。

第1输出轴(12)也可是与行星齿轮支承架(11a)一体的，或也可是利用行星齿轮支承架(11a)和花键卡合(12a)可一体转动地连结。

又，第2输出轴(13)也可是与内啮合齿轮(11b)一体的，或也可是在第2输出轴(13)上开设切口(37)而嵌入向内啮合齿轮(11b)的前端侧突设的多个突片(17)，从而可一体转动地连结。

在第1输出轴(12)的前端形成具有螺母卡合孔(24)的紧固用承窝(21)，在第2输出轴(13)的前端设置反力托(22)。

虽然反力托(22)与第2输出轴(13)也可是一体的，但在实施例中考虑方便组装及易损伤的反力托(22)的更换，将反力托(22)与第2输出轴(13)作成分体的。反力托(22)利用与前述第4实施例的紧固转矩测定装置(4)的外轴(32)与反力托(22)同样的连接构造安装在第2输出轴(13)上。

在第2输出轴(13)上安装有畸变测量器(47)、电路基板(7)、显示部(5)、电池(图未示)。它们的安装构造与在前述紧固转矩测定装置上，在外轴(32)上安装畸变测量器(47)、电路基板(7)、显示部(5)、电池(图未示)的构造一样。

内啮合齿轮(11b)与第2输出轴(13)的防脱是将与内啮合齿轮(11b)的轴心垂直地贯通该内啮合齿轮(11b)配置的销(12b)嵌在第2输出轴(31)的向着内啮合齿轮(11b)前端的嵌合部(12c)的孔、圆周槽等凹部(12d)内而进行的。

在内啮合齿轮(11b)的前端部，覆盖电路基板(7)等的筒状套(44)的端部遮住前述销(12b)地覆盖，使该销(12b)不会拔出。

上述图23所示的转矩显示紧固机如果第1输出轴(12)与行星齿轮支承架(11a)不是一体的，第2输出轴(13)与行星齿轮支承架(11a)是一体的，则与前述图14、图15、图16所示的实施例几乎一样，但为了避免与在紧固机主体(1)上可拆装地安装紧固转矩测定装置(4)是本发明的必要构成这点的误解，勉强在图23中追加说明。

上述说明是用于说明本发明的，不应该理解为限定权利保护的范围，或缩减该范围。又，本发明的各部分构成不限于上述实施例，在权利要求的范围所述的技术范围当然可有各种变形。

例如，实施例的紧固用承窝(21)在前端具有螺母卡合孔(24)，但不限于此。只要在紧固用承窝(21)前端突设卡合在六棱孔螺栓的该六棱孔内的六棱轴等具有卡合在对方螺栓·螺母上的孔或多棱形轴，则当然包含在本发明的紧固用承窝(21)内。

又，在实施例中，紧固转矩测定装置(4)在外轴(32)上不仅设置畸变测量器(47)，而且设置电路基板(7)及显示部(5)，但不限于此，电路基板(7)及显示部(5)可配置在紧固机上的适当处或紧固机以外的适当处。无法在畸变测量器(47)侧和电路基板(7)、显示部(5)侧配线时，利用无限传递信号即可。

Claims (12)

1.一种紧固转矩测定装置，是可拆装地连接在螺栓或螺母紧固机主体(1)上使用的紧固转矩测定装置(4)，而紧固机主体(1)同轴地具有可相互反向转动的第1输出轴(12)和第2输出轴(13)，

其特征在于：紧固转矩测定装置(4)具有可连接在紧固机主体(1)的第1输出轴(12)上的内轴(31)、可连接在第2输出轴(13)上的外轴(32)，在内轴(31)的前端设置紧固用承窝(21)和反力托(22)的任何一方，在外轴(32)的前端设置另一方，在外轴(32)上设置畸变测量器(47)，并具有将该畸变测量器检测的畸变量变换成对应的紧固转矩量的电路基板(7)、和显示紧固转矩量的显示部(5)。

2.如权利要求1所述的紧固转矩测定装置，其特征在于：紧固转矩测定装置(4)是承窝装置(2)可相对包含内轴(31)和外轴(32)的装置主体(3)拆装地连接，承窝装置(2)由在筒部件(23)上突设反力托悬臂(20)而形成的反力托(22)、和可转动地嵌在该反力托(22)的筒部件(23)上的紧固用承窝(21)构成。

3.如权利要求1所述的紧固转矩测定装置，其特征在于：紧固用承窝(21)可拆装地安装在内轴(31)前端突设的棱轴(31a)上，反力托(22)可拆装地安装在外轴(32)上。

4.如权利要求2所述的紧固转矩测定装置，其特征在于：紧固机主体(1)的两轴(12、13)与装置主体(3)的两轴(31、32)的连接、及装置主体(3)的两轴(31、32)与紧固用承窝(21)及反力托(22)的连接利用在沿紧固转矩测定装置(4)的轴心的方向离合的凸部与凹部的嵌合进行。

5.如权利要求1所述的紧固转矩测定装置，其特征在于：在外轴(32)上有间隔地设2个周壁(32e、32f)，在周壁(32e、32f)之间，在外轴(32)上贴附畸变测量器(47)，并且在周壁(32e、32f)之间内收容显示部(5)、电路基板(7)、按钮开关(6)及电池V，由跨越2个周壁(32e、32f)地嵌在外轴(32)上的筒状套(49)覆盖，并与该筒状套(49)上设的窗部(49a)对应地设定显示部(5)和按钮开关(6)的位置。

6.如权利要求1所述的紧固转矩测定装置，其特征在于：畸变测量器(47)在外轴(32)的圆周方向上大致等间隔地设在2的倍数处。

7.如权利要求1所述的紧固转矩测定装置，其特征在于：可利用1个按钮开关(6)的按压时间的长、短操作控制电路。

8.如权利要求1所述的紧固转矩测定装置，其特征在于：电路基板(7)，具有在螺栓或螺母的紧固转矩测定后直到下次紧固转矩测定前的自动调零操作之前可切断向畸变测量器的桥电路及模拟放大电路的电源供给的功能。

9.如权利要求1所述的紧固转矩测定装置，其特征在于：电路基板(7)和显示部(5)配置在外轴(32)上。

10.如权利要求1所述的紧固转矩测定装置，其特征在于：内轴(31)的外侧端部作为紧固用承窝(21)形成，反力托(22)安装在外轴(32)的外侧端部上。

11.如权利要求10所述的紧固转矩测定装置，其特征在于：内轴(31)能够在外轴(32)中拆装，上述外轴能够与具有不同尺寸的螺母卡合孔(24)的其它内轴(31)更换。

12.一种螺栓或螺母紧固机，包括权利要求1至11中任一项所述的紧固转矩测定装置(4)，以及具有第1输出轴(12)和第2输出轴(13)的螺栓或螺母紧固机主体(1)，紧固转矩测定装置(4)可拆装地连接在主体(1)上。

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