JP2008307670A - トルク工具装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トルク工具において、締付け作業時に締め付け以外の操作を必要とせず迅速に作業が可能であるとともに、締付けが適切に行なわれたか否かの判定を瞬時に行うことで、連続した締付け作業が行うことができるトルク工具装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ボルト等を締付けたトルク値を測定し、その測定トルク値を無線通信手段により送信可能なトルク工具１と、測定トルク値を受信してそのトルク値が適切であるか否かの判定を行う情報処理手段を有する情報処理端末２０とで構成されるトルク工具装置により、トルク工具１には合否判定のために装置を備える必要が無く軽量化可能であり、さらにＩＳＭバンドの周波数帯を利用して無線通信を行うことにより、瞬時に判定結果を送受信可能となるため、トルク工具１による締付けを連続して迅速に行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ねじの締付けを行うトルク工具と、トルク工具の測定トルク値が予め設定した設定のトルク値であるか否かを判定する締付情報処理端末とからなるトルク工具装置に係り、トルク工具と情報処理端末とが双方向に無線通信を行って、ねじの締付けが適切に行われたか否かを作業者に速やかに報知することを可能とするものである。

従来、トルクレンチ等のトルク工具において、ボルト等の締付けに伴って測定した測定トルク値が設定トルク値に達すると、ランプの点灯やブザーの音、軽い衝撃などにより設定したトルク値に達したことを作業者に知らせるようにしたものが提案されている。

特許文献１には、トルク測定値がトルク設定値に達したか否かの判定を行い、作業者に判定結果を示すことが可能なトルクレンチが記載されている。このトルクレンチでは、設定部７０にて予め必要なトルク設定値を入力して内部メモリに記憶しておき、実際に締付けを行うと、そのトルク測定値がトルク設定値に達したか否かなどの判定が行われ、その結果がブザー３２０やＬＥＤ３３０で出力される。従って、このトルクレンチによれば、作業者は適正なトルク値で締付けが行われたか否かを確認できるため、必要なトルクでボルト等の締付けができる。

さらに、ボルト等の締付けトルク値などのデータを収集してボルト等の締付け状態を管理するために、締付けトルク値などのデータをトルクレンチのメモリに記憶することのできるトルクレンチも知られている。
特開２００６−２８９５３５号公報

上記のトルクレンチにより、適正なトルクでねじの締付を行うことが可能であるが、その一方でトルクレンチ自体にボルト等の締付けに必要な設定トルク値を入力するための入力手段や、締付トルクが適正か否かの判定手段、締付トルク値等を記憶するメモリなどを備える必要が生じ、トルクレンチの重量が増えたり、備え付ける機器が大きくなったりし、締付け作業の邪魔になる場合がある。

また、トルクレンチ側で締付トルクなどのデータを保存する必要がある場合には、一回の締付動作毎に保存するための操作または一回の締付動作の終了を指示するリセット操作を行なう必要がある。連続して次々とねじの締付を行わなければならない場合には、締付ごとにデータ保存のための操作やリセット操作を行なうとなると、締付作業以外の操作が煩雑になり迅速な作業の妨げになる。

また、従来の無線で情報伝送を行うトルク工具では、通常、周波数が数十ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ帯の電波を利用して無線通信を行っており、例えば、ラジコンなどにも使用される４０ＭＨｚ帯や、データ伝送用等として用いられる４２９ＭＨｚ帯を利用するものがある。しかし、周波数の割り当ては各国によって異なるため、日本において使用可能な周波数を用いていても、必ずしも世界中で使用できるとは限らない。

また、例えば周波数が４０ＭＨｚ程度であると波長は約７．５ｍであるため、波長の１／２または１／４の長さのアンテナを用いたとしても、非常に長いアンテナが必要となり、トルク工具を小型軽量化できない。

さらに、周波数が低ければ通信速度も遅いため、情報を伝送するのに時間がかかり締付け作業を連続して迅速に行うことができないという問題もある。

そこで、本願発明は、トルク工具と締付情報処理端末とで双方向に無線通信を行うことにより、トルク工具にて締付情報の処理や記録のための設定などの操作を行う必要をなくし、ねじの締付が適正であるか否かの判定結果を瞬時に得ることが可能な、締付け作業効率の高いトルク工具装置を提供することを目的とする。

また、より小型化、軽量化されたトルク工具を有するトルク工具装置を提供することを目的とする。

さらに、本願発明に係るトルク工具装置の無線通信を特定の周波数帯の電波を使用して行うことにより、使用される国がかわっても周波数を変更する必要の無いトルク工具装置を提供することを目的とする。

本願発明にかかるトルク工具装置は、ねじの締付に応じたトルク値を測定するトルク測定手段と、少なくとも前記測定トルク値を含む情報を周波数２．４ＧＨｚ帯の電波で送信し、少なくとも報知情報を周波数２．４ＧＨｚ帯の電波で受信可能な第１の無線通信手段と、受信した情報に応じた報知を行なう第１の報知手段とを有するトルク工具と、
前記第１の無線通信手段との間で情報を周波数２．４ＧＨｚ帯の電波で送受信可能な第２の無線通信手段と、前記第２の無線通信手段により伝達された情報を処理する情報処理手段とを有し、その処理結果を前記第２の通信手段を介して前記第１の無線通信手段に報知情報として送信する締付情報処理端末と、で構成されるトルク工具装置であって、
前記締付情報処理端末は、前記第１の無線通信手段により送信された少なくとも前記測定トルク値を含む情報を受信すると、前記情報処理手段において、受信した前記測定トルク値が予め設定された設定トルク値であるか否かの合否判定処理を行い、該合否判定処理の結果を前記第１の無線通信手段に送信し、
前記報知手段は、前記第１の無線通信手段を介して前記情報処理端末から送信された前記合否判定処理の結果の報知を行なうことを特徴とする。

本発明のトルク工具装置によれば、トルク工具側には測定トルク値の合否判定を行うための手段を設けていないため、合否判定に要する処理装置や、測定トルク値や合否判定の結果を記憶しておくメモリ等の記憶手段を備える必要が無く、トルク工具の構成部材を最小限にすることができる。これによって、トルク工具の軽量化、小型化がなされ、作業効率がより向上する。

また、トルク工具は測定トルク値の送信と合否結果の受信および合否に対応した報知を行なうのみであるため、締付作業時に締付情報の記憶や処理に伴う操作を行う必要が無く、締付作業を連続して行う場合にも迅速に作業を行うことができる。

特に、トグル機構を用いたトルク工具としてのトルクレンチにあっては、ボルト当を締め付ける作業は、トグル機構が動作するまで行えばよいので、現在の締付作業中のトルク値を気にすることなく締付作業が行え、結果としての合否判定が報知されるため、ボルト等の締付作業の効率を向上させ、併せて高精度なトルクの締付作業が行える。

さらに、本発明に係るトルク工具装置において、トルク工具と締付け情報処理端末との無線通信に使用している２．４ＧＨｚ帯の電波は、世界各国で共通して利用できる周波数帯であるＩＳＭバンドの一つであるため、２．４ＧＨｚ帯をＩＳＭバンドとして利用できる国であればどこでも使用可能であるという効果が得られる。

また、従来の数十〜数百ＭＨｚ帯の電波を利用するものに比べ、通信速度が非常に速くなるため、トルク工具からトルク値を送信後、合否判定結果を受信して報知するまでの時間が短くなり、作業効率が向上するという効果が得られる。また、送受信時の時間が短くなることで消費電力を低減できるため、電池寿命が延びるという効果もある。

本発明に係るトルク工具装置の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施形態にかかるトルク工具装置の概略図であり、トルク工具であるトルクレンチ１と締付情報処理端末（以下、処理端末とする）２０で構成される。図２はトルクレンチ１の構造図、図３はトルクレンチ１の回路図、図４は処理端末２０の回路図である。

図１に示す本実施形態に係るトルク工具装置においては、トルクレンチ１によりボルト等のねじの締付が行なわれると、その締付を完了した際の測定トルク値を含む情報が処理端末２０に送信される。処理端末２０は、トルク値を含む情報を受信し、そのトルク値が予め設定されている設定トルク値であるか否かの合否判定を行なう。測定トルク値が設定トルク値であれば合格（合否判定ＯＫ）、設定トルク値から外れていれば不合格（合否判定ＮＧ）とするが、詳しい合否判定処理については後述する。

そして、処理端末２０は、上記合否判定の後合否判定結果をトルクレンチ１に送信し、トルクレンチ１において報知手段により合否判定結果を作業者に知らせる。これによって、作業者はねじの締付を適正に行ったか否かを即座に判断することができる。さらに、処理端末２０は合否判定結果の送信とともにトルク値とその合否判定結果などを含む情報をパソコン（ＰＣ）やプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）によって構成される外部接続機器３０に外部出力可能であり、外部出力された情報はパソコンなどで管理、分析が可能である。

なお、合否判定において合否の判定基準となる設定トルク値は、実際には後述するように設定トルク値を挟む下限値と上限値とで決まる範囲として設定されるものであり、締付けトルク値がその範囲内であれば合格と判定する。この設定トルク値は処理端末２０において、または処理端末２０に接続される外部接続機器３０により、必要な締付けトルク値に応じて予め設定しておくことができる。

また、本実施形態のトルク工具装置は、トルクレンチ１と処理端末２０の間におけるトルク値を含む情報および合否判定結果の送受信を、ＩＳＭバンドの２．４ＧＨｚ帯の電波を用いて行っている。そのため、数十ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ帯の電波の場合に比べ高速通信が可能となり、処理端末２０などの外部機器で合否判定を行っても無線通信によるタイムラグはほとんど無く、締付け終了とほぼ同時に判定結果が得られる。従って、無線通信を行うことによる作業効率が低下することは無い。

さらに、トルクレンチ１と処理端末２０の無線通信は、トルクレンチ１と処理端末２０で一定の規則のもとに高速に周波数を変化させて電波の送受信を行う、周波数ホッピング方式を使用して行うのが好ましい。送信する周波数を他の無線機器が使用していたり、送信する周波数と同一周波数のノイズが発生していた場合でも違う周波数において正常な通信を行うことが可能であり、通信エラーを低減することができるからである。

以上のような構成により、トルクレンチ１には締付トルク測定手段、無線通信手段および合否判定結果報知手段のみを備えればいいため、トルクレンチ１に設置する装置を小型化できる。また、トルク値などの情報処理は処理端末２０で全て行うため、トルクレンチ１側で測定値の記録などデータ処理に関する操作などが不要となり、作業者はねじの締め付けと報知された合否判定結果を確認するという二つの動作のみを行えばよい。また、２．４ＧＨｚ帯の電波により高速通信が可能となるため、作業効率をさらに向上することができる。

次に、トルクレンチ１および処理端末２０の具体的な構成について説明する。

トルクレンチ１は、ボルト又はナットに嵌合するソケット（不図示）が装着されるヘッド３ａ、中空の柄部３ｂおよびグリップ部３ｃとからなるトルクレンチ本体３、柄部３ｂ内に配置され歪を測定するための歪みゲージ１２およびＣＰＵ９等からなるトルク測定手段、アンテナ５と無線モジュール８（およびＣＰＵ９）からなる無線通信手段、そして報知手段であるＬＥＤ６、とにより構成されている。また、図２に示すようにトルクレンチ本体３のヘッド３ａと柄部３ｂは、柄部３ｂの内部で後述するトグル機構７により連結されている。

そして、ＣＰＵ９や無線モジュール８、トルクレンチ１の作動を検知するためのホール素子１１などの各回路はトルクレンチ本体３に設置された金属製ケース２内に配置され、ＬＥＤ６およびトルク値を表示するための液晶表示部４が当該ケース２表面に配置されている。なお、アンテナ５は本実施形態においてはケース２の外部に配置されているが、ケース２を電波を遮断しない材料で形成する場合にはケースに内蔵してもよい。

上述のトグル機構７は、ヘッド３ａを柄部３ｂの内部と連結する部材であり、トルクレンチ１でボルト等を締め付けるとヘッド３ａが回動してトグル機構７が動作し始める。そして、締付けるトルク値が所定のトルク値に達すると、トグル機構７が作動し軽い衝撃を伴ってヘッド３ａに対して柄部３ｂが急激に回動し、ヘッド３ａと柄部３ｂとの剛体的な連結が解除される。この軽い衝撃によって作業者は所定のトルク値に達したことを認識できるため、締付けトルク値がオーバートルクになる前に締め付けを即座に解除できる。

トグル機構７が作動するトルク値は、トグル機構７を付勢するトグルバネ１４の付勢力を調製することで変更可能である。

ここで、上述のトグル機構７は、従来、トルクレンチに用いられている周知の構成で、ヘッド３ａの後端部に接続される前作動体と、柄部３ｂ内に配置され、柄部３ｂの後端側に配置されたトグルバネ１４により前方に向けて付勢される後作動体と、前作動体と後作動体との間を連結する連結ピンとにより構成し、前作動体と後作動体との対向面を柄部３ｂの軸方向に対して互いに平行な傾斜面に形成している。なお、ヘッド３ａは柄部３ｂ内まで後端部が差し込まれ、柄部３ｂに対して枢支ピンにより揺動可能としている。

上記構成のトグル機構７は、柄部３ｂを回動させてボルトを締め付けると、締め付けるトルクの上昇に伴ってヘッド３ａに作用する反力により前作動体がトグルバネ１４を連結ピンを介して付勢し、連結ピンにより後作動体が後退する。さらに後作動体が後退すると、前作動体が連結ピンを介して揺動することで、前作動体と後作動体との剛体的な連結が解除され、その際の軽い衝撃により作業者が所定トルク値に達したことを認識できるものである。

なお、トグル機構７の可動部には永久磁石１３が設けられ、これと対応する位置のケース２内に不図示のホール素子１１が設けられており、トグル機構７の動作によって永久磁石１３とホール素子１１が近づいて電圧が発生し、この電圧によってトグル機構７の作動を検知するようになっている。即ち、ホール素子１１はトグル機構の作動状態を検知するスイッチとして機能しており、トグル機構７が剛体的連結状態である正規位置にセットされており、ホール素子１１の出力電圧が所定電圧より低い状態（スイッチＯＦＦ）と、正規位置からずれた動作状態になり、出力電圧が所定電圧を超えたトグル機構の作動状態（スイッチＯＮ）とを検知する。

処理端末２０は、ＣＰＵ２５および設定トルク値を記憶する設定値メモリ２６からなる情報処理手段、アンテナ２２および無線モジュール２４等からなる無線通信手段、そして報知手段であるＬＥＤ２１、などから構成されている。

なお、上述のように本実施形態のトルクレンチ１および処理端末２０の無線通信手段は、周波数２．４ＧＨｚの電波により双方向に通信可能な無線通信手段である。

以上のように構成されるトルクレンチ１および処理端末２０の動作・処理を図５および図６に示すフローチャートに基づいて説明する。

まず、図５に示すトルクレンチ１における動作の流れを説明する。

まずトルクレンチ１を用いてねじを締めると、締め付ける力によって歪ゲージ１２がトルクレンチの歪を検知する（ステップＳＴ（以下、ＳＴと表記する）１０１）。次にＣＰＵ９において歪ゲージ１２で検知した歪からトルク値を演算する（ＳＴ１０２）。その後、トグル機構７が作動して（ＳＴ１０３）作業者が締め付けを停止し、トルクレンチ１に対する締め付けが解除されたとＣＰＵ９が判断すると（ＳＴ１０４）、入力されたトルク値のうち最大のトルク値（ピークトルク値）である測定トルク値とトルクレンチ１の識別番号を処理端末２０に対して無線通信手段により送信し（ＳＴ１０５）、送信処理を終了する。この締付け中に演算されたトルク値は、液晶表示部４に随時表示可能である。

なお、本実施形態のトルクレンチ１では、トグル機構７の正規位置の状態（スイッチＯＦＦ）から、作業者が締付けを開始して、トグル機構７の作動状態（スイッチＯＮ）をホール素子１１の出力電圧により検知し、作業者が締付けを停止してトグル機構７を再び正規位置の状態に戻すと（スイッチＯＦＦ）、ＣＰＵ９が締付が解除されたと判断し、トルクレンチ１の１回の締付動作の終了となる。

また、ＳＴ１０５にて処理端末２０に送信するトルク値は、トグル機構７が作動して上記スイッチＯＮの状態になるまでに測定されたトルク値のうちの最大のトルク値（ピークトルク値）を、測定トルク値とする。従って、ホール素子１１の出力電圧が所定電圧を超えてスイッチＯＮ状態にならない限りは処理端末２０へのトルク値の送信は行われないため、歪みゲージ１２が微小な歪を検知したとしてもその度に合否判定が行われることは無い。

次に、トルクレンチ１における情報の受信処理を説明する。ピークトルク値などの情報を送信後、処理端末２０からの無線通信を待受している状態において、合否判定結果を受信した場合には（ＳＴ１０６）、ＣＰＵ９にて合否判定結果の判別を行い（ＳＴ１０７）、測定トルク値が設定トルク値であったことを示す合否判定ＯＫである場合にはＳＴ１０８に進み、緑色ＬＥＤ６ａの点灯を行う。また、測定トルク値が設定トルク値を外れていたため、合否判定ＮＧを受信した場合にはＳＴ１０９に進み、赤色ＬＥＤ６ｂの点灯を行う。

また、ＳＴ１０６において合否結果を受信しない場合には、ＳＴ１１０に進みＳＴ１０５において識別番号およびピークトルク値を送信してから０．１２秒経過したか否かの判別を行う。０．１２秒経過していない場合にはＳＴ１０６とＳＴ１１０を繰り返す。０．１２秒経過した場合には処理端末２０との通信が成立しなかったとしてＣＰＵ９にてタイムアウトエラーと判定し（ＳＴ１１１）、赤色ＬＥＤ６ｂを点滅させて（ＳＴ１１２）処理を終了する。この赤色ＬＥＤ６ｂの点滅によって作業者は、トルクレンチ１と処理端末２０との無線通信が正常に行われなかったことが認識できる。

なお、本実施形態のトルク工具装置において、トルクレンチ１で締付けを行って測定トルク値を処理端末２０に送信し、処理端末２０で合否判定を行ってトルクレンチ１でＬＥＤ６を点灯するまでに、通信速度によっても変化するが、１２ミリ秒程度を要する。本実施形態では０．１２秒経過しても結果を受信しない場合には、何らかの障害が生じているとしてタイムアウトエラーとするが、この規定時間は０．１２秒に限られず、任意に設定できるものである。

以上がトルクレンチ１側の測定トルク値の測定から合否判定結果の報知までの流れである。

次に図６に示す処理端末２０の処理を説明する。トルクレンチ１からその識別番号と測定トルク値を含む情報をアンテナ２２等の無線通信手段を介して受信すると（ＳＴ２０１）、ＣＰＵ２５が受信した識別番号が処理端末２０において合否判定を行う対象とされているか否かの判別を行う（ＳＴ２０２）。受信した識別番号が登録されている番号と適合した場合には、以降の合否判定処理に進む。登録されていない番号であれば、受信した情報を破棄して処理を終了する。

受信した識別番号が登録されている番号と適合した場合には、ＣＰＵ２５において、受信したトルク値が処理端末２０の設定値メモリ２６に記憶された設定トルク値であるか否かの判定を行う。

具体的には設定トルク値の下限値をａ、上限値をｂとし、受信したトルク値をＸとすると、まず、ａ＜Ｘであるか否かの判別、つまり、受信した測定トルク値が許容される下限値より大きいか否かの判別を行う（ＳＴ２０３）。

ＳＴ２０３において受信した測定トルク値が下限値ａよりも大きいと判別された場合にはＳＴ２０４に進み許容される上限値未満であるか否かの判別を行う。即ち、ｂ＞Ｘであるか否かの判別を行い、トルク値がｂ未満である場合には合否判定ＯＫであると判定し、合否判定ＯＫの情報をトルクレンチ1に送信する（ＳＴ２０５）とともに、処理端末２０において合否判定ＯＫを示す緑色ＬＥＤ２１ａを点灯する（ＳＴ２０６）。

一方、受信した測定トルク値Ｘが、ＳＴ２０３において許容される下限値ａ以下またはＳＴ２０４において上限値ｂ以上であると判別された場合には、測定トルク値は設定トルク値から外れているため、合否判定ＮＧと判定され、トルクレンチ１に合否判定ＮＧの情報が送信される（ＳＴ２０８）とともに、処理端末２０の赤色ＬＥＤ２１ｂを点灯する（ＳＴ２０９）。なお、トルクレンチ１からの締付けトルク値等の情報の受信、およびトルクレンチ１への合否判定結果の送信は、２．４ＧＨｚ帯の周波数の電波で行う。

そして、上記いずれかの合否判定結果をトルクレンチ１に送信し、ＬＥＤ２１を点灯させるとともに、ＳＴ２０７において、判定を行った識別番号、測定トルク値および判定結果を外部接続機器３０に外部出力し、記憶させる。以上が処理端末２０における処理の流れである。

なお、受信した測定トルク値や合否判定の結果を記憶する必要がない場合には、外部接続機器３０を本処理端末２０に接続する必要はなく、ＳＴ２０７は省略される。この場合、トルク値などの情報を蓄積することはできないが、処理端末２０において合否判定だけ行うことが可能である。

次に図７に示すタイミングチャートに基づいて、トルクレンチ１と処理端末２０が行う各動作のタイミングを時間の経過に沿って説明する。図７には、測定トルク値が測定トルク値であった場合を（１）合否判定ＯＫの場合、設定トルク値外の場合を（２）合否判定ＮＧの場合としてそれぞれ示している。なお、図７（２）の各タイミング番号のうち（１）と同じ動作については同じ番号を付す。

まず、（１）合否判定ＯＫの場合のトルクレンチ１と処理端末２０の動作を説明する。ねじの締付を開始しトルクレンチ１が作動して、トルク値が測定されると（Ｔ１）、トルクレンチ１から測定トルク値とトルクレンチ１の識別番号を含む情報が処理端末２０に対して２．４ＧＨｚ帯の電波で送信される（Ｔ２）。処理端末２０は上記情報を受信し（Ｔ３）、識別番号により合否判定対象の情報であるか判別し、判定対象であると判別した場合には測定トルク値が設定トルク値であるか否かの合否判定を行う（Ｔ４）。（１）の場合は、測定トルク値が設定トルク値であり合否判定ＯＫと判定され、処理端末２０がこの合否判定結果をトルクレンチ１に対して２．４ＧＨｚ帯の電波で送信する（Ｔ５）。送信された合否判定結果をトルクレンチ１が受信すると（Ｔ６）、合否判定ＯＫを表す緑色のＬＥＤ６ａを点灯する（Ｔ７）。

次に（２）合否判定がＮＧの場合について説明する。処理端末２０において合否判定を行なう動作までは（１）合否判定ＯＫの場合と同様である（Ｔ１〜Ｔ３）。そして、（２）の場合には、測定トルク値が設定トルク値外であり、合否判定ＮＧと判定される（Ｔ１３）。処理端末２０はこの判定情報をトルクレンチ１に送信し（Ｔ１４）、トルクレンチ１は判定情報を受信して（Ｔ１５）、合否判定ＮＧを表す赤色のＬＥＤ６ｂを点灯する（Ｔ１６）。

以上がトルクレンチ１と処理端末２０の動作および情報通信の流れである。なお、Ｔ８からＴ１２の動作は処理端末２０から外部接続機器３０にトルク値および識別番号を含む情報を外部出力する処理である。この外部出力処理も、上述したトルクレンチ１におけるタイムアウトエラーと同様に、規定時間内（０．５秒以内）に行われなかった場合にはタイムアウトエラーとし、処理端末の赤色ＬＥＤ２１ｂを点滅表示して作業者に知らせる事ができる。また、外部出力処理を行わない場合には、このＴ８からＴ１２の処理は省略される。

このように、本実施形態のトルク工具装置の情報通信は、トルクレンチ１から処理端末２０へトルク値が送信されると、処理端末２０において合否判定がなされ、その合否判定結果情報が再びトルクレンチ１に戻ってくるというものである。従って、トルクレンチ１から処理端末２０への通信が正常に行なわれているか否か、および、処理端末２０からトルクレンチ１への通信が正常に行なわれているか否かについて、情報通信が成立していることを知らせるための新たな別の信号を送受信する必要は無く、トルクレンチ１におけるＬＥＤ６の点灯による合否判定結果の表示によって、合否の確認と同時に通信の成立の確認も行うことができる。

なお、Ｔ２とＴ３、Ｔ５とＴ６およびＴ１４とＴ１５におけるトルクレンチ１と処理端末２０との電波の送受信は２．４ＧＨｚ帯の電波で行い、さらに周波数ホッピング方式により行うのが好ましい。周波数ホッピング方式によれば、送信する周波数を他の無線機器が使用していたり、送信する周波数と同一周波数のノイズが発生していた場合でも、他の周波数により電波の送受信を行うので、タイムアウトエラーを防止できるからである。

以上の本実施形態においては、処理端末２０に合否判定結果の報知手段であるＬＥＤ２１を配置しているが、処理端末２０で報知する必要がない場合には省略してもよい。なお、その場合には上述の処理端末２０における報知動作は行なわれない。

また、本実施形態においては、トルクレンチ１のケース２に液晶表示部を設けているが、トルクレンチ１側で締付け中にトルク値を確認する必要がない場合には、省略してもよい。その場合には、さらにトルクレンチ１の小型化、軽量化が可能となる。

本実施形態においては、トルクレンチ１と処理端末２０との双方向無線通信時に、トルクレンチ１の識別番号を測定トルク値と併せて送受信しているが、トルク工具装置の無線通信可能範囲内に他のトルク工具装置が存在しないような場所で、かつトルクレンチ１を１台のみで使用するような場合には、電波を識別する必要が無いため識別番号を送信しなくてもよい。ただし、処理端末２０において複数のトルクレンチ１から情報を受信して処理する場合などには、トルク値をトルクレンチごと識別して管理をしやすくするために、識別番号をトルク値と共に送受信することが好ましい。また、トルク工具と処理端末とを一グループとするトルク工具装置が複数同時に同じ場所で使用される場合にも、対応するトルクレンチと処理端末との間で無線通信が行われるように、識別番号を送受信することが好ましい。

本実施形態では、トルクレンチ１において合否判定結果をＬＥＤ６の点灯により報知しているが、ＬＥＤ以外の照明器具を用いてもよい。また、ブザー音や振動、これらの組み合わせにより報知してもよい。

本実施形態では、トルクレンチ１にトグル機構７を設けているが、所望のトルク値で締付けるために液晶表示部４の表示や処理端末２０における合否判定の報知のみで十分である場合には備える必要は無い。また、本実施形態のトルクレンチ１ではＣＰＵ９においてトグル機構の作動の検知７および締付けの終了の判断をホール素子１１が出力する電圧の増減により行っているが、これに限られるものではなく、他のセンサーや歪みゲージ１２の歪み検知やリミットスイッチ等で行うことも可能である。

本実施形態においてはトルク工具としてトルクレンチを用いたが、これに限られるものではなく、トルクドライバーなどその他のトルク工具についても同様に利用できるものである。

以上のように、本願発明に係るトルク工具装置によれば、２．４ＧＨｚ帯の電波で情報の送受信を行うため、無線通信を非常に高速に行うことが可能である。従って、トルク工具によりねじの締付けを完了すると、完了と略同時にその締付けが適正であったかの判定が得られるため、連続して迅速にねじの締付け作業を行うことができる。また、世界各国でＩＳＭバンドとして利用されている２．４ＧＨｚ帯の電波を利用することで、周波数を変更することなく、日本以外の国においてもグローバルに使用可能である。さらに、処理端末２０は合否判定結果の送信とともにトルク値とその合否判定結果などを含む情報をパソコン（ＰＣ）やプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）によって構成される外部接続機器３０に外部出力可能であり、外部出力された情報はパソコンなどで管理、分析が可能である。

本実施形態のトルクレンチ１および情報処理端末２０からなるトルク工具装置の概略図。 図１に示すトルクレンチ１の構造図。 図1に示すトルクレンチ１の回路図。 図1に示す情報処理端末２０の回路図。 図1に示すトルクレンチ１の動作を示すフローチャート。 図1に示す情報処理端末２０の動作を示すフローチャート。 図1に示すトルク工具装置の動作を示すタイミングチャート。

符号の説明

１ トルクレンチ
２ ケース
３ トルクレンチ本体
４ 液晶表示部
５ アンテナ
６ ＬＥＤ
６ａ 緑色ＬＥＤ
６ｂ 赤色ＬＥＤ
７ トグル機構
８ 無線モジュール
９ ＣＰＵ
１１ ホール素子
１２ 歪ゲージ
１３ 永久磁石
１４ バネ
２０ 情報処理端末
２１ ＬＥＤ
２１ａ 緑色ＬＥＤ
２１ｂ 赤色ＬＥＤ
２２ アンテナ
２４ 無線モジュール
２５ ＣＰＵ
２６ 設定値メモリ
３０ 外部接続機器

Claims (11)

1. ねじの締付に応じたトルク値を測定するトルク測定手段と、少なくとも前記測定トルク値を含む情報を周波数２．４ＧＨｚ帯の電波で送信し、少なくとも報知情報を周波数２．４ＧＨｚ帯の電波で受信可能な第１の無線通信手段と、受信した情報に応じた報知を行なう第１の報知手段とを有するトルク工具と、
   前記第１の無線通信手段との間で情報を周波数２．４ＧＨｚ帯の電波で送受信可能な第２の無線通信手段と、前記第２の無線通信手段により伝達された情報を処理する情報処理手段とを有し、その処理結果を前記第２の通信手段を介して前記第１の無線通信手段に報知情報として送信する締付情報処理端末と、で構成されるトルク工具装置であって、
   前記締付情報処理端末は、前記第１の無線通信手段により送信された少なくとも前記測定トルク値を含む情報を受信すると、前記情報処理手段において、受信した前記測定トルク値が予め設定された設定トルク値であるか否かの合否判定処理を行い、該合否判定処理の結果を前記第１の無線通信手段に送信し、
   前記報知手段は、前記第１の無線通信手段を介して前記情報処理端末から送信された前記合否判定処理の結果の報知を行なうことを特徴とするトルク工具装置。
2. 前記トルク工具と締付情報処理端末とは周波数ホッピング方式を用いて前記情報の送受信を行うことが可能であることを特徴とする請求項１に記載のトルク工具装置。
3. 前記締付情報処理端末は、前記合否判定処理の結果に応じた報知を行なう第２の報知手段を有することを特徴とする請求項1または２に記載のトルク工具装置。
4. 前記第１の無線通信手段から送信される情報は、前記測定トルク値と当該トルク工具の識別番号を含む情報であって、
   前記締付情報処理端末は、受信した前記情報に含まれる識別番号が前記情報処理手段に予め記憶された識別番号であるか否か判別し、記憶された番号であれば前記受信した情報に含まれる測定値について前記合否判定処理を行い、記憶された番号でなければ前記合否判定処理を行なわないことを特徴とする請求項1から３のいずれかに記載のトルク工具装置。
5. 前記トルク工具は、前記トルク値の測定開始後、締付けが解除されるまでに測定された最大トルク値を前記測定トルク値として送信することを特徴とする請求項1から４のいずれかに記載のトルク工具装置。
6. 前記合否判定の基準となる設定トルク値が変更可能であることを特徴とする請求項1から５のいずれかに記載のトルク工具装置。
7. 前記第１および第２の報知手段は、光、音および振動のいずれか、またはこれらを組み合わせて報知することを特徴とする請求項1から６のいずれかに記載のトルク工具装置。
8. 前記締付情報処理端末は、受信した前記測定トルク値を含む情報および前記合否判定処理の結果を情報管理用のコンピュータに送信可能であることを特徴とする請求項1から７のいずれかに記載のトルク工具装置。
9. 前記第１の報知手段は、前記測定トルク値を含む情報の送信後規定時間内に前記情報処理端末からの前記合否判定処理の結果を受信しない場合には、前記合否判定処理の結果を受信できなかったことを示す報知を行うことを特徴とする請求項1から８のいずれかに記載のトルク工具装置。
10. 第１の無線通信手段と第２の無線通信手段とは、前記情報を周波数２．４ＧＨｚ帯の電波で送受信可能であることによって、前記トルク工具と前記締付情報処理端末との間で高速通信が可能であることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のトルク工具装置。
11. 前記トルク工具は、締め付けるトルクが所定値に達したことをトグル機構による機械的動作で感知することを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載のトルク工具装置。