JP2000108048A - トルク測定管理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルクレンチに固定される発信機と遠隔地の
受信機の一対の送受信機セットの小型化と低価格化。 【解決手段】 トルクレンチ２に電気的に接続され、機
械的に固定される発信機２１と、遠隔地に設置される受
信機３１の送受信機セットを、自動車のキーレスエント
リーシステムに採用されている電波送信方式の携帯送信
機と非携帯受信機の送受信機セットを一部改造したもの
で構成する。既存の携帯送信機を一部改造した発信機２
１は小型で低価格であり、トルクレンチ２に固定しても
嵩張らずにトルクレンチ２の手動操作を容易なものに、
既存の受信機を一部改造した受信機３１も低価格で改造
されて、送受信機セット価格が従来品の１／３程度まで
低価格化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車製造工場等
でトルクレンチを使ってボルトやナット等の被締付け部
材のトルク保証等をするトルク測定管理システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車ボディの製造工場においては、車
両ボディにシートレールやシートベルト等をボルト止め
する室内（ボディ内）作業工程、車両ボディに燃料タン
ク等をボルト止めする室外（ボディ外）作業工程などの
様々な作業工程がある。これら作業工程で必要に応じて
行われる複数本の締付けボルトのトルク保証は、例えば
図４に示すようなリミットスイッチ付きトルクレンチ２
を使って行われる。

【０００３】図４（Ａ）に示されるトルクレンチ２は先
端側にナット部３を、後端側に取手部４を有する手動工
具である。トルクレンチ２は、図４（Ｂ）の破線に示す
ようなトルク検知手段５を内蔵し、このトルク検知手段
５にリミットスイッチ６が直結される。リミットスイッ
チ６はトルクレンチ２の上面一部にネジ止め等で固定さ
れ、リミットスイッチ６から延びるコード７の先端がト
ルク管理設備８に接続される。

【０００４】トルクレンチ２のナット部３を被締付け部
材の例えば締付けボルト１に嵌合させ、このトルクレン
チ２を手動操作してボルト１を締め付けていくと、締付
けトルクが予めトルクレンチ自体に設定された所定値に
なった時点でトルク検知手段５が作動して、リミットス
イッチ６をオフからオンに切り換え、リミットスイッチ
６のオン信号（トルク検知信号）がコード７を介してト
ルク管理設備８に送信される。１本のトルクレンチ２で
複数本のボルトを順に締付け、そのボルト締め毎にトル
ク管理設備８にリミットスイッチオン信号を送信する。
この送信毎にトルク管理設備８は、規定トルクで締め付
けられたボルトの本数をカウントする等して、ボルト締
め忘れ防止や締付けトルク不足防止等のトルク保証管理
が行われる。

【０００５】以上のようなトルク保証のためのボルト締
め作業は、作業員がトルクレンチ２を手にして車両ボデ
ィの内外の様々な作業環境下で行われる。このボルト締
め作業においては、トルクレンチ２から延びるリミット
スイッチ６のコード７が車両ボディや人体に引っ掛かる
等してボルト締め作業の邪魔をし、また、コード７が引
き回せない場所でのボルト締め作業ができない不便さが
ある。

【０００６】そこで、上記トルク保証のためのボルト締
め作業を簡便なものにするトルク測定管理システムとし
て、トルクレンチとトルク管理設備の間に電波を使った
小型の発信機と受信機を配備した無線式送受信システム
が一般的になっている。その具体例を図５に示し説明す
ると、トルクレンチ２には小型の電波交信方式の発信機
１１が固定され、この発信機１１と対を成す受信機１２
が電波到達距離内の遠隔地に設置される。受信機１２と
トルク管理設備８は、コード１３等で接続される。

【０００７】発信機１１はトルクレンチ２にネジ止め等
で固定される市販品で、図４（Ｂ）に示すトルクレンチ
２のトルク検知手段５と連動して得られたトルク検知信
号を予め発信機１１に設定された識別コード信号に置換
えたＦＭ波の電波信号を発信する。受信機１２も発信機
１１と対をなす市販品で、発信機１１から発信された電
波を受信して検波し、発信機の識別コード信号をトルク
検知信号に置換えてトルク管理設備８に送信する。この
場合もトルク管理設備８は、規定トルクで締め付けられ
たボルトの本数をカウントする等して、ボルト締め忘れ
防止や締付けトルク不足防止等のトルク保証管理を行
う。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図５の無線式送受信シ
ステムにおいては、コードの無いトルクレンチの取り扱
いが便利になり、トルクレンチを使ったボルト締め作業
が容易になって、ボルト等の被締付け部材のトルク保証
管理の作業性が良くなる。また、トルクレンチに固定す
る発信機とこれと対の受信機に既存の市販品が利用でき
る設備投資的な有利さがあり、換言するとこの有利さか
ら電波交信方式の発信機と受信機のセットに市販品を使
用している。

【０００９】ところで、車両ボディの製造工場において
は、１工場内で数１０から数１００本のトルクレンチを
使って締付けボルトのトルク保証を行うことがあって、
これら多数本のトルクレンチの１本ずつに市販品の発信
機と受信機の１セットを設置しているが、このような用
途においては発信機と受信機の１セット価格が割高とな
り、その価格低減化が難しい。

【００１０】また、市販品の発信機と受信機は一応小型
化されているが、手動工具のトルクレンチにとって発信
機はなお嵩張る大きさとなっているのが現状である。こ
のため発信機ケースを細長いトルクレンチに固定する
と、トルクレンチを狭い場所に挿入してボルト締めする
ときに発信機ケースの角がボルト締め作業の邪魔をする
ことがある。

【００１１】また、各トルクレンチに固定される個々の
発信機には、他のトルクレンチの発信機と識別するため
の識別コードが設定されて、この識別コードを受信機で
識別するようにしている。市販品の送受信機の場合は、
通常の用途においてその識別コードの種類を多くする必
要性が無く、識別コードの種類は多くて１６０種類程度
である。そのため、１工場内で使用できるトルクレンチ
の本数が識別コードの種類の１６０本程度までに制限さ
れ、この制限で車両ボディの製造工場のように１工場内
で数１００本のトルクレンチを使ってトルク管理を行う
ことができない不便さがあった。

【００１２】以上の問題点の解決策として、市販品の送
信機と受信機の内蔵部品、電気回路を改造してより小型
化し、識別コードの種類を数１００程度に増大した改造
品を新規に設計して製造し、改造品の発信機をトルクレ
ンチに固定することが考えられる。しかし、このように
送信機と受信機を新規に改造して製造するとなると、改
造品の製造原価が高くなってトルク測定管理システムに
採用することが難しくなる。実際、送信機と受信機の改
造が原価的に難しいことから、送信機と受信機の１セッ
トを市販品で済ませて、上記問題は仕方ないものとして
処理されているのが現状である。

【００１３】本発明の目的は、原価的に有利で小型化可
能な無線交信方式の送信機と受信機を採用したトルク測
定管理システムを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明のトルク測定管理システムは、被締付け部材を予
め設定されたトルク値まで締付けるとトルク検知信号を
発生するトルク検知手段を内蔵するトルクレンチに固定
され、同トルクレンチのトルク検知信号を特有の識別コ
ード信号に置換えた電波信号を発信する発信機と、この
発信機からの発信電波を受信して発信電波の識別コード
と予め記憶された識別コードの比較照合結果に基づいて
被締付け部材のトルク保証信号を外部のトルク管理設備
に出力する受信機を備えたトルク測定管理システムであ
って、上記発信機を、自動車のキーレスエントリーシス
テムにおける電波交信方式の携帯発信機に電池を交換可
能に内蔵させ、同携帯発信機の電波発信用入力手段をト
ルクレンチのトルク検知手段に連結したもので構成し、
上記受信機を、上記携帯発信機と対を成すキーレスエン
トリーシステムの受信機で構成した。

【００１５】即ち、本発明は、自動車のキーレスエント
リーシステムの電波交信方式の発信機と受信機を一部改
造してトルク測定管理システムに採用するもので、キー
レスエントリーシステムの既存の発信機は手のひらに入
る小型の携帯品であり、この発信機を電池交換構造に
し、発信機の電波発信用入力手段をトルクレンチのトル
ク検知手段に連結するように一部改造して、発信機をト
ルクレンチに固定する。このような発信機の一部改造
は、低原価で実施できる。

【００１６】なお、キーレスエントリーシステムの既存
の受信機は、自動車のバッテリー電源から１２ｖの直流
電源を得ていることから、この既存の受信機を１００ｖ
の商用電源で使用可能とするために、交流１００ｖを直
流１２ｖに変換する電源ユニットを内蔵させるように一
部改造するのが望ましい。この一部改造も低原価で実施
できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
〜図３を参照して説明する。尚、図４及び図５を含む全
図を通じて、同一部分には同一符号を付して説明の重複
を避ける。

【００１８】図１に示されるトルク測定管理システム
は、トルクレンチ２に固定される発信機２１と電波到達
距離内の遠隔地に設置される受信機３１を、自動車のキ
ーレスエントリーシステムで使用されている電波交信方
式の携帯発信機と非携帯の受信機を一部改造して使用し
たことを特徴とする。発信機２１はトルクレンチ２にネ
ジ等で固定され、受信機３１はトルク管理設備８の近く
に設置されてコード４０等でトルク管理設備８に接続さ
れる。

【００１９】発信機２１と受信機３１の電気回路例を図
２に示す。発信機２１は、識別コードが手動で設定され
るコード設定部２２と、識別コード信号とトルク検知信
号を発信する出力部２３と、ＦＭ波発生のためのキャリ
ア発生部２４、ＦＭ変調部２５、アンテナ２６を有し、
出力部２３に電波発生用入力手段２８が接続され、全体
に交換可能な電池２７を備えた電源回路が接続される。

【００２０】発信機２１は、自動車のキーレスエントリ
ーシステムの電波交信式携帯発信機を一部改造したもの
で、例えば、電池交換不可の既存携帯発信機において電
池２７を交換可能に改造し、既存携帯発信機の電波発信
のための手動操作スイッチを入力手段２８に改造する。
この一部改造された発信機２１は、その入力手段２８を
既存のトルクレンチ２のトルク検知手段５に連結した状
態で、トルクレンチ２の上面一部に固定される。トルク
レンチ２が締付けボルト１を所定のトルク値まで締め付
けると、トルク検知手段５が作動して入力手段２８をオ
ン状態に切り換えて、出力部２３からトルク検知信号を
識別コード信号に置換えたＦＭ波信号がアンテナ２６よ
り発信される。

【００２１】受信機３１はＦＭ発信機２１と対を成すＦ
Ｍ受信機で、発信機２１から発信された電波を受信して
検波し、発信機２１の識別コード信号をトルク検知信号
に置換えてトルク管理設備８に送信する。受信機３１
は、アンテナ３２を備えた入力部３３、接点出力部３
４、電源ユニット３５を有する。入力部３２は発信機２
１からの発信電波を検波して、発信電波の識別コード信
号を予め記憶させた識別コードと比較照合し、その結果
信号で接点出力部３４にオン指令信号を出力する。接点
出力部３４は、オンするとトルク管理設備８にトルク検
知信号を出力する。トルク管理設備８は、規定トルクで
締め付けられたボルトの本数をカウントする等して、ボ
ルト締め忘れ防止や締付けトルク不足防止等のトルク保
証管理を行う。

【００２２】この受信機３１は、自動車のキーレスエン
トリーシステムにおける既存の非携帯式受信機を一部改
造したもので、その改造部所は例えば電源ユニット３５
である。即ち、既存の受信機は自動車バッテリーを電源
にしているため、本発明システムで使用する場合は電源
ユニット３５で１００ｖの商用電源３６を例えば１２ｖ
の直流電源に降圧する。

【００２３】以上の発信機２１と受信機３１の既存の送
受信機からの一部改造は、その改造箇所が回路的に簡単
であることから低価格で実施できる。また、キーレスエ
ントリーシステムの既存の送受信機は、元々に小型で低
価格であり、この小型で低価格である有利さをほとんど
損なうことなく一部改造が可能である。実際、本発明採
用の発信機２１を試作したトライ機の外装ケースは外径
４０ｍｍで厚さ５ｍｍの略円形ケースで構成でき、図５
の従来発信機に比べて数段に小型化されることが分かっ
ている。また、受信機３１においてもその外装ケースが
１００ｍｍ×８０ｍｍ×３０ｍｍの矩形ケースとなっ
て、図５の従来受信機に比べて大幅に小型化されること
が分かっている。また、発信機２１と受信機３１の１セ
ットの価格は、改造費を含めても図５の１セットの送受
信機の価格の１／３程度まで下げることができる。

【００２４】更に、自動車のキーレスエントリーシステ
ムに使用されている電波交信方式の送受信機に設定され
る識別コードの種類は全世界の自動車台数以上の２の４
０乗通りとされており、本発明システムで採用する発信
機２１と受信機３１の識別コードの種類も実質無制限に
設定できる。従って、１工場内でトルクレンチ２を数１
００と使用してトルク管理をすることも容易に可能とな
る。

【００２５】また、自動車のキーレスエントリーシステ
ムにおける既存の送受信機を一部改造した発信機２１と
受信機３１は、図５の従来の送受信機より高感度である
ことが実験で実証された。その実験例を図３（Ａ）〜
（Ｄ）で説明する。尚、図３は車両ボディ製造工場で実
施した送受信可能範囲の実験例で、図中の５０は車両ボ
ディ、５１はトルクレンチを手にする作業員、矢印Ｆｒ
は車両ボディ５０の前方方向を示す。

【００２６】図３（Ａ）は、フロントガラスとリアガラ
スの無い前艤装の車両ボディ５０に対して室外作業をし
たときの送受信可能範囲を示す。この場合は図５の従来
送受信機を使用した既存機と図１の本発明システムにお
ける送受信機を使用したトライ機が共に車両ボディ５０
の全方向に７ｍ以上の電波到達距離を達成して、既存機
とトライ機の感度に差が無いことが確認された。

【００２７】図３（Ｂ）は、フロントガラスとリアガラ
スの無い前艤装でバックドアを閉じた車両ボディ５０に
対して室内作業をしたときの送受信可能範囲を示す。こ
の場合は既存機の送受信可能範囲が車両ボディ５０の両
側方から前方だけとなるのに対して、トライ機は全方向
に７ｍ以上の電波到達距離を達成して、既存機よりトラ
イ機が高感度であることが実証された。

【００２８】図３（Ｃ）は、フロントガラスとリアガラ
スの無い前艤装の車両ボディ５０に対して燃料タンクの
取付ボルト締付けの室外作業をしたときの送受信可能範
囲を示す。この場合は既存機とトライ機が共に車両ボデ
ィ５０の全方向に７ｍ以上の電波到達距離を達成して、
既存機とトライ機の感度に差が無いことが確認された。

【００２９】図３（Ｄ）は、フロントガラスとリアガラ
スを取付けた後艤装でバックドアを開いた車両ボディ５
０に対して室内作業をしたときの送受信可能範囲を示
す。この場合は既存機の送受信可能範囲が車両ボディ５
０の両側方から後方５ｍ程度だけとなるのに対して、ト
ライ機は全方向に７ｍ以上の電波到達距離を達成して、
既存機よりトライ機が高感度であることが実証された。

【００３０】尚、本発明において使用されるトルクレン
チの種類は様々であり、このトルクレンチに固定される
発信機の形状も角形等に様々に変更が可能である。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、トルクレンチに固定さ
れる発信機とこれと対を成す受信機が自動車のキーレス
エントリーシステムに使用される電波交信方式の携帯発
信機と非携帯の受信機を一部改造したものであるので、
１セットの送受信機の原価を安くでき、かつ、特に発信
機の大幅な小型化が可能となって、発信機をトルクレン
チに固定しても嵩張らずにボルト締め作業の邪魔になら
ずトルク測定管理の作業が簡便なものとなる。また、自
動車のキーレスエントリーシステムの送受信機に設定さ
れる識別コードの種類は２の４０乗と多く、この識別コ
ードがそのまま本発明システムの送受信機に適用される
ので、１工場で数１００以上と多数本のトルクレンチを
使ってトルク測定管理をする場合でも問題が無くて、多
種多様な製造工場で実施できるトルク測定管理システム
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明システムの概要を示す斜視図。

【図２】図１システムにおける発信機と受信機の回路の
一実施形態を示すブロック図。

【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明システムによる送受信
機のトライ機と従来システムによる送受信機の既存機の
１工場内での各種条件下における送受信可能範囲を示す
平面図。

【図４】（Ａ）は従来の有線式トルク測定管理システム
の概要を示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）におけるトルクレ
ンチとリミットスイッチの回路図。

【図５】従来の電波交信式トルク測定管理システムの概
要を示す斜視図。

【符号の説明】

１ 被締付け部材（ボルト） ２ トルクレンチ ５ トルク検知手段 ８ トルク管理設備 ２１ 発信機 ２７ 電池 ２８ 入力手段 ３１ 受信機 ３５ 電源ユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被締付け部材を予め設定されたトルク値
   まで締付けるとトルク検知信号を発生するトルク検知手
   段を内蔵するトルクレンチに固定され、同トルクレンチ
   のトルク検知信号を特有の識別コード信号に置換えた電
   波信号を発信する発信機と、この発信機からの発信電波
   を受信して発信電波の識別コードと予め記憶された識別
   コードの比較照合結果に基づいて被締付け部材のトルク
   保証信号を外部のトルク管理設備に出力する受信機を備
   えたトルク測定管理システムであって、 上記発信機が、自動車のキーレスエントリーシステムに
   おける電波交信方式の携帯発信機に電池を交換可能に内
   蔵させ、同携帯発信機の電波発信用入力手段をトルクレ
   ンチのトルク検知手段に連結したものであり、 上記受信機が、上記携帯発信機と対を成すキーレスエン
   トリーシステムの受信機であることを特徴とするトルク
   測定管理システム。