JP2005121527A - トルク工具の測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トルク工具のリミットスイッチの動作確認とトルク測定の同時実行と、リミットスイッチの作動タイミングの良否判定を行なえるトルク工具の測定装置を提供。
【解決手段】トルクレンチの精度を測定する測定装置２０には、トルクレンチのリミットスイッチのプラグが差し込まれるコネクタｃが設けられ、リミットスイッチがオンすると確認ランプLAMPが点灯する。またトルク測定で得られたピークのタイミングと、リミットスイッチがオンするタイミングとの比較で、リミットスイッチのオンするタイミングの良否を判定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、トルクレンチ、トルクドライバー等のトルク工具のトルク値を検査、あるいは調整等のために測定するトルク工具の測定装置に関するものである。

トルクレンチ、あるいはトルクドライバー等のトルク工具は、トルク値を任意に設定できるタイプ、あるいはトルク値が固定されているタイプのものが提供されている。

そして、このようなトルクレンチ或いはトルクドライバーの設定値の精度を専用の測定装置によって検査していた。検査の方法としては、例えばトルクレンチのトルク設定値を１０Ｎ・ｍにセットした状態でこのトルクレンチを測定装置の所定位置に装着し、トルクレンチのレバーを手動或いは自動で回動し、例えば該トルクレンチに設けられている表示部が該設定値の１０Ｎ・ｍを示した時に、該測定装置側の表示部に表示されたトルク値を読み取り、双方の値からトルクレンチの設定値の誤差を求めるようにしている。

このようなトルク工具、例えばトルクレンチにあっては、ヘッド部材がレバー部材に対して回動可能に取り付けられ、バネ部材でトグル機構を一方向に押し付け、該レバー部材に加わる締付反力が該バネ部材で規定されるトルク値を越えると、該トグル機構が前記バネ部材のバネ力に抗して反対方向に作動することにより前記ヘッド部材を回動させ、作業者にボルト等の被締結部材が設定トルク値で締め付けられたことを知らせ、前記レバー部材の更なる回動操作の中止を促すようにしている。

なお、前記ヘッド部材が前記トグル機構を前記バネ部材のバネ力に抗して反対方向に移動させる状態をトルクレンチの作動あるいはトグルの作動と称す。

また、トルクレンチにあっては、前記トグル機構の作動を検知するリミットスイッチ（ＬＳ）等のスイッチが設けられており、有線あるいは無線によりトルクレンチの作動を検知できるようになっている。このスイッチからのスイッチ信号は、例えばボルトの締め付けを管理する管理装置に入力され、ボルトの締め付け忘れをチェックできるようにしている。

上述したスイッチ付のトルクレンチにおいて、例えばリミットスイッチがトルクレンチのレバー部材側に取り付けられ、前記トグル機構側に前記リミットスイッチをスイッチング動作させる作動部材が設けられており、前記トグル機構の動作に従って移動する前記作動部材により前記リミットスイッチがスイッチング動作されるようになっている。そして、トルクレンチの作動タイミングと前記リミットスイッチがオンとなるタイミングとを所定のタイミングに調整するようにしている。

しかしながら、リミットスイッチがオンとなるか否かの動作確認のテストは行なっていたが、トルクレンチの作動タイミングに対して前記リミットスイッチがオンとなるタイミングが所定のタイミングから外れているか否かは判定できなかった。このため、トグルの作動の最適位置にリミットスイッチがオンとなるようにリミットスイッチをセットするのが難しく、目視検査により確認しながらリミットスイッチの位置調整等を行っていたため、スイッチがオンとなる位置にばらつきがあった。

また、前記測定装置では、トルクレンチのトルク値の測定は行っているが、リミットスイッチの動作確認は行われていなかった。このため、のトルク値の測定結果と、リミットスイッチの動作確認を同時に管理することが望まれていた。

本願発明の目的は、このような従来の問題に鑑みなされたもので、リミットスイッチなどの作動確認スイッチの動作確認と、トルクレンチやトルクドライバ等のトルク工具のトルク測定とを同時に実行でき、また作動確認スイッチの動作タイミングの良否判定を行なえるトルク工具の測定装置を提供するものである。

本願発明の目的を実現する第１の構成は、請求項１に記載のように、設定トルクに達すると締め付け軸部に取り付けられた被締め付け部材に対する締め付け力の伝達が解除される解除機構を有すると共に、該解除機構の動作によってオンする動作確認スイッチを有するトルク工具が取り外し可能に装着され、該トルク工具の前記締め付け軸部に係合する測定軸部に捩じりトルクを発生させるトルク工具装着部と、前記測定軸部で発生した捩じりトルクを測定し、測定値のピークを求める測定演算手段と、前記トルク工具装着部に装着されたトルク工具の前記動作確認スイッチのスイッチ信号が入力されるスイッチ信号入力手段と、前記スイッチ信号入力手段にスイッチ信号が入力されると、動作確認を報知する動作確認手段と、前記測定演算手段で求めた測定値のピークの発生と前記スイッチ信号入力手段に入力されるスイッチ信号の発生タイミングとを比較し、前記動作確認スイッチの動作タイミングの良否を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果を表示する判定表示手段と、を有することを特徴とするトルク工具の測定装置にある。

本願発明の目的を実現する第２の構成は、請求項２に記載のように、上記した第１の構成で、前記演算測定手段で演算した演算結果を各トルク工具毎に記憶する記憶手段を有し、前記判定手段による判定結果を前記記憶手段に前記トルク工具毎に記憶させることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、トルク工具として、例えばリミットスイッチ付きのトルクレンチを測定する際、トグル機構等の解除機構が作動してリミットスイッチなどの動作確認スイッチがオンするか否かの検査を同時に行なうことができる。

また、判定手段により動作確認スイッチの調整不良、あるいは取り付け不良などで適正に取り付けられていないことを簡単に知ることができるので、再調整を機械的に行なえ、動作確認スイッチの動作タイミングを一定に維持することができる。

請求項２に係る発明によれば、トルクレンチなどのトルク工具の履歴を知ることが出来る。

図１〜図３は本発明の実施の形態を示す。

図１は本発明を有効に実施できる作動確認スイッチを備えたトルク工具としてのトルクレンチを示す図、図２はトルク工具の測定装置の外観図を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図を示す。図３は図２の測定装置の回路ブロック図を示す。

図１において、（ａ）は外観平面図、（ｂ）は（ａ）に示すケースを取り除いた状態を示す平面図、（ｃ）は（ｂ）のＡーＡ矢視断面図、（ｄ）は作動確認スイッチとしてのリードスイッチのＯＦＦ状態、（ｅ）はリードスイッチのＯＮの状態を示す。

トルクレンチ１は、チューブ形状に形成されたレバー２に対してヘッド３が不図示のトグル機構を介して取り付けられ、例えばヘッド３に装着された角軸などの取り付け軸部に装着された不図示のソケットを不図示のナットに取り付けてレバー２のグリップ部４を握ってレバー２を回動すると、ナットが締め付けられ、所定のトルクに達すると前記トグル機構が作動してレバー２がヘッド３に対して“カッチン”という衝撃を伴って回動する。その際、前記トグル機構の作動によって動作するヘッド３に設けたスタッドピン５が回動し、作動スイッチがＯＮする。

この作動スイッチは、扁平状に形成したレバー２の外壁部を貫通し、平面方向に移動可能なスタッドピン５と、スタッドピン５の先端部に固定された永久磁石６と、永久磁石６の移動に伴ってＯＮ、ＯＦＦするリードスイッチ７とにより構成されている。

レバー２の外面には基台８が固定され、この基台８に基板９が取り付けられ、この基板９にリードスイッチ７及びスイッチ信号を出力する回路を構成する電子部品１０、電池１１が装着される電池室等が取り付けられている。また、カバー１２により基板９を覆うようにしており、カバー１２はビス１３により基台８に取り付けられる。

そして、前記トグル機構の作動によりスタッドピン５が移動すると、スタッドピン５に固定された永久磁石６によってリードスイッチ７がＯＮする。１４は上記回路からの確認信号を無線により出力するアンテナで、受信器（不図示）でこの確認信号を受信し、図２に示す測定装置でこの確認信号を処理する。

なお、本実施の形態のトルクレンチに設けた確認スイッチは、無線により図２に示す測定装置で受信できるようにしているが、確認スイッチとして図１（ｆ）に示すリミットスイッチ１５を用い、リミットスイッチ１５のオンで出力される確認信号を有線により出力するタイプのトルクレンチに対しては、図２に示す測定装置にプラグ１６が接続される確認スイッチ用コネクタｃが用意されている。

図２に示す測定装置２０は、台部２１の上面に、トルクレンチ１のヘッド３に設けられた角軸（不図示）が嵌合する測定軸部２２が取り付けられている。この測定軸部２２は、ハンドル２３を回転するとその回転方向により、右回りあるいは左回りに回転する。ハンドル２３が回転するとねじ軸（不図示）が回転し、このねじ軸に螺合する不図示のナット部材が螺進する。このナット部材には、一端部側が測定軸部２２に固定される不図示のレバー部材の他端部側が連結され、前記ナット部材の螺進に従って前記レバー部材が旋回することで測定軸部２２が回転する。

台部２１には、水平方向に延びるトルクレンチガイドレール２４が固定されており、ガイドレール２４には長さ方向の任意の位置にトルクレンチ１のグリップ部４が装着されるロック台２５が固定できるようになっている。ロック台２５には、トルクレンチ１のグリップ部４の両側面に当接する当接バー２６ａ、２６ｂが固定されると共に、ロック台２５に装着されたトルクレンチ１のレバー２を囲む安全ガイド２７が取り付けられている。

トルクレンチ１のヘッド３から突出する角軸を測定軸部２２に嵌合し、グリップ部４を安全ガイド２７に通してロック台２５に装着する。右ねじ用のトルクレンチの場合にはハンドル２３を右に回転するようになっており、測定軸部２２が反時計方向に回転し、トルクレンチ１も反時計方向に回転するが、直ぐに当接バー２６ａにグリップ部４が当接してトルクレンチ１の回動が停止し、測定軸部２２が捩じられる。

測定軸部２２には歪みゲージ等のセンサーが取り付けられており、このセンサーの信号に基づいて、図３に示す測定演算装置がトルク値を演算する。

ハンドル２３を回し続けると、測定軸部２２の捩じれトルクも増加し、やがてトルクレンチ１のトグル機構が動作する。

トグル機構が動作すると、測定軸部２３の捩じれトルクが急激に低下し、測定トルク値が急激に低下する。そして、トグル機構の動作が開始されてから終了するまでの間に、ヘッド３に設けたスタッドピン５が移動し、スタッドピン５の移動範囲のいずれかで確認スイッチであるリード７あるいはリミットスイッチ１５がオンする。そして、トルクレンチ１の確認スイッチであるリード７あるいはリミットスイッチ１５がオンすると、確認ランプLAMPが点灯する。

この確認スイッチがオンするタイミングが適正であるか否かを図３に示す測定演算装置により行なっている。

図３に示す測定演算装置は、測定軸部２２の捩じりトルクを検出するセンサー３０からの検出信号をアンプ３１で増幅し、Ａ/Ｄ変換回路３２でデジタル信号に変換してＣＰＵ演算部３３に入力する。

ＣＰＵ演算部３３では、センサー３０の検出信号に基づいて測定トルク値をリアルタイムに演算し、例えばタッチパネル付きの液晶表示器等から構成される表示部３６に演算値を表示する。また、前記トルクの演算値については、ピーク値か否かを判定する。トルクレンチ１のトグルが作動すると、前述のように、演算トルク値が急激に低下するので、この変位時点での演算値をピーク値と判断する。また、時計ＩＣ３４から時刻情報が入力され、演算トルク値を時刻情報に対応してメモリーＩＣ３８に記憶させている。

一方、トルクレンチ１の確認スイッチ（リード７、リミットスイッチ１５）からの確認信号が入力された時刻が前記時刻情報に同期して入力される。

本実施の形態において、前記確認スイッチがオンとなるタイミングは、前記測定ピークとなる時点よりも若干遅れを有した時点で、トグル機構の作動後にトルクレンチ１のヘッド３がレバー２に当接してレバー２の回動力が直接ヘッド３に加わる時点よりも手前としている（このタイミングを最適タイミングとする）。

この最適タイミングはメモリーＩＣ３８に記憶されており、ＣＰＵ演算部３３は前記確認スイッチの確認信号が出力されるタイミングが前記最適タイミングであると判断すると、判別ランプ３５を点灯させる。そして、その結果を記憶する。

したがって、トルクレンチ１の検査のための測定と、トグルの動作を確認するための確認スイッチのオンとなるタイミングの良否判定を一度に行なえ、また該確認スイッチがオン信号を出力するか否かも判定することができる。

また、メモリースイッチＳＷ２をオンすると、これらの判定結果を各トルクレンチ毎に記憶させることができ、トルクレンチの管理が行なえる。そして、次のトルクレンチの測定を行なう場合には、リセットスイッチＳＷ１をオンする。

また、図４は、表示部３６に表示される画面で、（ａ）は測定画面、（ｂ）は測定結果一覧表画面である。

図４（ａ）に示す測定画面において、１２０はＮ・ｍで表示する測定値表示部、１２０ａはオートメモリ機能のオン/オフ表示部、１２０ｂは過去の測定データ表示部である。１２１は測定ポイントのトルク表示部、１２２はリミットスイッチ（確認スイッチ）の動作確認（確認スイッチが適正タイミングが否か）を表示する動作確認表示部、１２５は測定方向（右あるいは左方向）表示を行う測定方向表示部、１２６は測定回数表示部、１２７は精度表示部である。

また、１２９は一回後の測定データ確認を選択するタッチスイッチの表示部、１３０は一回前の測定データ確認を選択するタッチスイッチ表示部、１３１は測定値表示部１２０の表示などを０とするオートゼロ選択用のタッチスイッチ表示部、１３２は一覧画面を選択するタッチスイッチ表示部、１３３は機種選択画面を選択するエスケープスイッチ表示部、１３４はMENU画面選択用のスイッチ表示部である。

トルクレンチの測定を行い、外部のメモリースイッチSW2をオンにすると、測定値が適正範囲に存在するか否かのために上下限を判定し、判定結果が適正であれば測定値を記憶し、不適の場合には再度メモリースイッチSW2をオンすると、その値を記憶する。外部のクリアスイッチSW1をオンすると、その値をクリアし、再度の測定に備える。

記憶するとカウンタがアップし、測定回数表示部１２６に表示されている指定測定回数に達すると、測定ポイントのトルクを表示するトルク表示部１２１に次の測定ポイントのトルク値が表示される。そして、全測定の終了後、再度メモリースイッチSW2をオンすると、図４（ｂ）に示す一覧表画面に切り換わる。

図４（ｂ）に示す一覧表の表示画面において、１２４は測定するトルクレンチの管理番号を表示する管理番号データ表示部、１２４は測定するトルクレンチの型式を表示する型式データ表示部である。

１２８は記憶したデータを表形式で表示する履歴表示部で、測定回数ごとの測定値が表示されると共に、平均値が平均値表示部１２８ｂに表示され、スイッチ動作確認表示部１２８ａにはリミットスイッチなどの確認スイッチの判定結果が表示される。また、過去の測定データは過去測定データ表示部１２８ｃに表示される。１３５は外部出力を選択するスイッチ表示部である。

なお、上記した実施の形態はトルクレンチのトルク値を測定する例を示したが、本発明はトルクレンチに限定されるものではなく、トルクドライバー等のトルク値が予め設定されるトルク工具について適用することができる。

本発明を有効に実施できるトルクレンチを示し、（ａ）は外観平面図、（ｂ）は（ａ）に示すケースを取り除いた状態を示す平面図、（ｃ）は（ｂ）のＡーＡ矢視断面図、（ｄ）はリードスイッチのＯＦＦ状態、（ｅ）はリードスイッチのＯＮの状態、（ｆ）はリミットスイッチを示す。 本発明の実施の形態を示すトルク工具の測定装置の外観図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図を示す。 図２の測定装置の回路ブロック図を示す。 図２の測定装置の表示画面を示し、（ａ）は測定画面、（ｂ）は一覧表示画面を示す。

符号の説明

１ トルクレンチ
２ レバー
３ ヘッド
４ グリップ部
５ スタッドピン
６ 永久磁石
７ リードスイッチ
８ 基台
９ 基板
１０ 電子部品
１１ 電池
１２ カバー
１３ ビス
１４ アンテナ
１５ リミットスイッチ
１６ プラグ２０ 測定装置
２１ 台部
２２ 測定軸部
２３ ハンドル
２４ ガイドレール
２５ ロック台
２６ａ、２６ｂ 当接バー
２７ 安全ガイド
ｃ コネクタ
LAMP 確認ランプ
３０ センサー
３１ 増幅器
３２ Ａ/Ｄ変換器
３３ ＣＰＵ演算部
３４ 時計ＩＣ
３５ 判定ランプ
３６ 表示部（スイッチ部）
３７ 確認スイッチ入力部
３８ メモリーＩＣ
１２０ 測定値表示部
１２０ａ オートメモリ機能のオン/オフ表示部
１２０ｂ 過去の測定データ表示部
１２１ 測定ポイントのトルク表示部
１２２ 動作確認表示部
１２５ 測定方向表示部
１２６ 測定回数表示部
１２７ 精度表示部
１２８ 履歴表示部
１２９〜１３４タッチスイッチの表示部
１２８ａ スイッチ動作確認表示部
１２８ｂ 平均値表示部
１２８ｃ 過去測定データ表示部

Claims (2)

1. 設定トルクに達すると締め付け軸部に取り付けられた被締め付け部材に対する締め付け力の伝達が解除される解除機構を有すると共に、該解除機構の動作によってオンする動作確認スイッチを有するトルク工具が取り外し可能に装着され、該トルク工具の前記締め付け軸部に係合する測定軸部に捩じりトルクを発生させるトルク工具装着部と、
   前記測定軸部で発生した捩じりトルクを測定し、測定値のピークを求める測定演算手段と、
   前記トルク工具装着部に装着されたトルク工具の前記動作確認スイッチのスイッチ信号が入力されるスイッチ信号入力手段と、
   前記スイッチ信号入力手段にスイッチ信号が入力されると、動作確認を報知する動作確認手段と、
   前記測定演算手段で求めた測定値のピークの発生と前記スイッチ信号入力手段に入力されるスイッチ信号の発生タイミングとを比較し、前記動作確認スイッチの動作タイミングの良否を判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定結果を表示する判定表示手段と、
   を有することを特徴とするトルク工具の測定装置。
2. 前記演算測定手段で演算した演算結果を各トルク工具毎に記憶する記憶手段を有し、前記判定手段による判定結果を前記記憶手段に前記トルク工具毎に記憶させることを特徴とする請求項１に記載のトルク工具の測定装置。
   

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