JP2009080026A - 締付けトルク測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で、オイルパルスレンチ等の衝撃トルクを発生させる締付け工具による締付トルクをより精度良く、且つ短時間に連続して測定可能とすること。
【解決手段】油圧リセット機構５０が、油圧シリンダ２０の第一連通路２２と第二連通路２３とを接続する管状の液体流路２４の第二連通路２３と油圧メータ４０との間に取り付けられており、液体流路２４の油圧メータ４０と第二連通路２３との間の部分を閉じておき、図示しないコックなどを介して操作者による液体流路２４を開ける旨の操作があったときにその部分を開くよう構成されている。このことにより、オイルパルスレンチによる締付けトルクを測定した後に、ジョイント２７を逆方向に回転させて油圧シリンダ２０内のプランジャ２５を元の位置まで戻さなくても、油圧メータ４０が差し示す圧力値が数値「０」となり、次のオイルパルスレンチによる締付けトルクを測定可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、オイルパルスレンチ等の衝撃トルクを発生させる締付け工具による締付けトルクを簡単に測定するための締付けトルク測定装置に関するものである。

例えば自動車等の機械製品の組立ラインにおいては、オイルパルスレンチ等の衝撃トルクを発生させる締付け工具（以下、オイルパルスレンチ等という）を用いてねじ類の締め付けが行われることが多い。オイルパルスレンチ等は、エアモータ等のモータの連続的な回転力をパルス発生機によって断続的なトルクに変換し、短時間にトルクを立ち上げて衝撃トルクを発生させることにより、小型で大きな締付けトルクを得ることができる。

また、機械製品の組立においては、ねじ類の締付けトルクが規定されている部位があり、このような部位のねじの締付けにおいては、締付けトルクが規定値に達しているかどうかを判定する必要がある。そこで、従来、ねじ類をオイルパルスレンチ等によってある程度締付けた後、さらに、手動式のトルクレンチを用いて規定トルクまで締付けるようにしていた。

しかしながら、上記従来の手動式のトルクレンチを用いて締付ける方法では、締付作業が煩雑であり、作業効率が低い。そこで、締付トルク検出装置を用いてオイルパルスレンチ等の締付けトルクを測定し、予め規定された締付けトルクが得られるよう調整したオイルパルスレンチ等を用いる方法がとられている。

具体的には、特許文献１に記載の締結工具の締付能力測定装置は、下部をスピンドルナットに螺合し、シリンダ内のプランジャを貫通したボルトを本体ブロックに備え、作動油を充填密封した前記シリンダに、作動油の流通量を調整するバルブを夫々設けた２つの油通路を設けると共に、前記本体ブロックには夫々ばね圧下にてピストンを嵌装した異径シリンダを複数設け、この異径シリンダを多数側と小数側の二ブロックに分け、この各ブロックの異径シリンダ群と各油通路とを締付条件により選択的に接続し、締付工具によるボルト締結により発生する作動油の圧力を検出して実作業時の軸力およびトルクを検知するようになしたことを特徴とする。

このように構成された締付能力測定装置を用いてオイルパルスレンチ等による締付けトルクを測定するには、次のような手順に従う。すなわち、オイルパルスレンチ等の先端をボルトに取り付け、オイルパルスレンチ等を作動させる。すると、オイルパルスレンチ等の作動に伴ってボルトが回転してプランジャがシリンダ内を移動し、シリンダ内の作動油に発生する圧力が上昇する。さらに、その作動油に発生する圧力を圧力センサにて検出する。また、次のオイルパルスレンチ等による締付けトルクを測定するためには、オイルパルスレンチ等を逆方向に作動させることでボルトを逆方向に回転させてプランジャを元の位置に戻し、作動油に発生する圧力を元の値まで下降させる。そして、次のオイルパルスレンチ等の先端をボルトに取り付け、そのオイルパルスレンチ等を作動させて締付けトルクを測定する。

また、特許文献２に記載の締付工具における締付トルクの検出及び調整装置は、駆動源により主軸を回動し、主軸に加わる締付トルクをその反力を受ける駆動源を収納した筐体の回動から検出するとともに、締付トルクを調整するようにした締付工具における締付トルクの検出及び調整装置において、前記筐体を締付工具の固定側に回動可能に支持し、この筐体に揺動レバーを取り付け、該揺動レバーと対向する締付工具の固定側に主ピストンを備えた主シリンダを配設し、該主シリンダと作動油回路を介して連通する、前記主ピストンより小径の副ピストンを備えた副シリンダを配設し、前記副ピストンの移動を検出する判別部材を配設するとともに、締付トルクの作用時に、前記筐体の回動を阻止するように、副ピストンが移行する方向と逆方向に副ピストンを付勢するばねを、その付勢力を調節可能に配設したことを特徴とする。

また、特許文献３に記載の締付工具の締付能力判定装置は、締付能力を判定する締付工具を用いて、密閉容器に形成した雌ねじに螺合した雄ねじを回転締付操作することによって、ピストンを押圧操作し、密閉容器に形成した小孔を介して密閉容器内の作動油の圧力が締付能力判定部材にかかるようにしている。そして、密閉容器内の作動油の圧力が締付能力判定部材にかかると、作動油の圧力を受けた小ピストンが、作動油の圧力に抗する方向に付勢するばね部材を圧縮して移動し、この小ピストンの移動に応じて移動する判定表示部材の位置によって、作動油の圧力の大きさ、すなわち、締付工具によって雄ねじに加えられたトルクの大きさを検出する。そして、調節部材によりばね部材の付勢力を調節することによって、任意に設定した締付条件下における、締付工具の締付能力を判定する。
特公平０７−５０００５号公報 特開昭６３−２１６６８２号公報 特開２００３−３４０７４１号公報

しかし、上述のような締結工具の締付能力測定装置においては、オイルパルスレンチ等による締付けトルクを連続して測定するには次のような問題があった。すなわち、オイルパルスレンチ等による締付けトルクを測定した直後には、プランジャが元の位置から移動し、且つシリンダ内の作動油に発生する圧力が上昇しているため、そのままでは次のオイルパルスレンチ等による締付けトルクを測定できず、ボルトを逆方向に回転させてプランジャを元の位置に戻すことでシリンダ内部の作動油に発生する圧力を元の値まで下降させる初期化を行う必要があり、そのためにオイルパルスレンチ等による締付けトルクを短時間に連続して測定できないという問題があった。

本発明は、このような不具合に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構造で、オイルパルスレンチ等の衝撃トルクを発生させる締付け工具による締付トルクをより精度良く、且つ短時間に連続して測定可能とする技術を提供することにある。

上記課題を解決するためになされた請求項１に係る締付けトルク測定装置は、筒状に形成され、その一端側には外部と連通する第一連通路が形成されるとともにその他端側には外部と連通する第二連通路が形成され、前記第一連通路と前記第二連通路とが管状の液体流路で接続され、その内部空間および前記液体流路内に液体が密封されたシリンダと、前記シリンダの内部に配置され、前記第一連通路と前記第二連通路との間で前記シリンダの内壁に密着しながら前記シリンダの軸方向に移動可能なプランジャと、前記シリンダの中心軸をその回転軸とし、オイルパルスレンチによる締付けトルクを受けて前記シリンダの周方向に回転可能な第一入力部と、前記第一入力部が前記オイルパルスレンチによる締付けトルクを受けて順方向に回転する際には前記シリンダ内の前記プランジャを前記シリンダの軸方向に沿って前記第一連通路へ向けて移動させ、前記第一入力部が逆方向に回転する際には前記シリンダ内の前記プランジャを前記シリンダの軸方向に沿って前記第二連通路へ向けて移動させ、前記第一入力部が回転しないときには前記プランジャの位置を保持する第一伝達機構と、前記液体による前記液体流路内の圧力値を検出する圧力検出部と、前記液体流路の前記圧力検出部と前記第二連通路との間の部分を閉じておき、所定条件を満たすときにはその部分を開く第一弁機構と、を備えることを特徴とする。

このように構成された本発明の締付けトルク測定装置によれば、次のような作用効果を奏する。すなわち、オイルパルスレンチによる締付けトルクを受けて第一入力部が順方向に回転すると、シリンダ内のプランジャがシリンダの軸方向に沿って第一連通路に向けて移動する。このとき、第一弁機構が液体流路の圧力検出部と第二連通路との間の部分を閉じておくので、液体による液体流路内の圧力がプランジャの移動に伴って上昇する。そして、圧力検出部が、液体による液体流路内の圧力値を検出する。また、測定対象のレンチによる外力と流体流路内の圧力とが釣り合うと第一入力部が回転しなくなるが、このような場合には、第一伝達機構が、プランジャの位置を保持する。しかし、このように液体による液体流路内の圧力が上昇した状態では、測定対象となる次のオイルパルスレンチの締付けトルクを測定できない。そこで、所定条件を満たすときには第一弁機構が液体流路の圧力検出部と第二連通路との間の部分を開く。なお、所定条件の具体例としては、操作者によって液体流路を開ける旨の操作があったときや、液体流路を開ける旨の信号を受信したときなどが挙げられる。すると、液体が液体流路内を第一連通路から第二連通路へ流れ、液体による液体流路内およびシリンダ内の圧力が、第一入力部が順方向に回転する前の値まで低下する。なお、所定条件を満たさなくなったときには第一弁機構が液体流路の圧力検出部と第二連通路との間の部分を閉じる。

このことにより、オイルパルスレンチによる締付けトルクを測定した後に、入力部を逆方向に回転させてシリンダ内のプランジャを元の位置まで戻さなくても、測定対象となる次のオイルパルスレンチによる締付けトルクを測定することが可能となる。したがって、簡単な構造で、オイルパルスレンチ等の衝撃トルクを発生させる締付け工具による締付トルクをより精度良く、且つ短時間に連続して測定することができる。

この場合、上述の第一伝達機構については、上述のように測定対象のレンチによる外力と流体流路内の圧力とが釣り合うことに起因して第一入力部が回転しないときにプランジャの位置をより確実に保持するために、次のように構成することが考えられる。すなわち、請求項２のように、第一伝達機構は、その一端がプランジャに固定されるとともにその他端がシリンダの外部に位置し、シリンダの軸方向に沿って移動可能な第一プランジャロッドと、互いに螺合され、オイルパルスレンチによる締付けトルクを受けて相対回転する第一雌螺子部材および第一雄螺子部材と、を有し、第一雄螺子部材は、その回転軸がシリンダの中心軸と平行となるように配置されており、第一入力部に連動して回転可能であり、さらに、第一雄螺子部材は、第一入力部の回転に伴って回転して第一雌螺子部との相対位置を変更することで、第一プランジャロッドとともにシリンダの軸方向に沿って移動可能であることが考えられる。

このように構成すれば、上述のように測定対象のレンチによる外力と流体流路内の圧力とが釣り合うことに起因して第一入力部が回転していないときには第一雄螺子部材が第一雌螺子部材に対して回転しにくくなって第一伝達機構がセルフロックされるので、プランジャの位置が動かないためにシリンダ内の液体の圧力が一定となり、圧力検出部による圧力値検出の精度が向上する。

なお、請求項３のように、上述の第一雌螺子部材および第一雄螺子部材それぞれはその歯の断面が台形形状に形成されていることが考えられる。このように構成すれば、第一伝達機構のセルフロック効果を維持しながら、第一雌螺子部材と第一雄螺子部材との相対回転がより滑らかになる。

ところで、上述のようにオイルパルスレンチによる締付けトルクを短時間に連続して測定するために、プランジャが第二連通路へ向けて移動する際にも液体による液体流路内の圧力値を検出するよう構成することが考えられる。具体的には、請求項４のように、シリンダの中心軸をその回転軸とし、第一入力部と対向する位置に配置され、オイルパルスレンチによる締付けトルクを受けてシリンダの周方向に回転可能な第二入力部と、第二入力部がオイルパルスレンチによる締付けトルクを受けて順方向に回転する際にはシリンダ内のプランジャをシリンダの軸方向に沿って第一連通路へ向けて移動させ、第二入力部が逆方向に回転する際にはシリンダ内のプランジャをシリンダの軸方向に沿って第二連通路へ向けて移動させ、第二入力部が回転しないときにはプランジャの位置を保持する第二伝達機構と、液体流路の圧力検出部と第一連通路との間の部分を閉じておき、所定条件を満たすときにはその部分を開く第二弁機構と、を備えることを特徴とする。なお、所定条件の具体例としては、操作者によって液体流路を開ける旨の操作があったときや、液体流路を開ける旨の信号を受信したときなどが挙げられる。

このように構成すれば、プランジャが第一連通路へ向けて移動する際だけでなく、プランジャが第二連通路へ向けて移動する際にも液体による液体流路内の圧力値を検出することができる。このことにより、オイルパルスレンチによる締付けトルクを測定した後に、入力部を逆方向に回転させてシリンダ内のプランジャを元の位置まで戻さなくても、次のオイルパルスレンチを第二入力部に取り付ければ、その締付けトルクを測定することが可能となる。したがって、オイルパルスレンチによる締付けトルクを短時間に連続して測定することができる。

この場合、上述の第二伝達機構については、測定対象のレンチによる外力と流体流路内の圧力とが釣り合うことに起因して第二入力部が回転しないときにプランジャの位置をより確実に保持するために、次のように構成することが考えられる。すなわち、請求項５のように、第二伝達機構は、その一端がプランジャに固定されるとともにその他端がシリンダの外部に位置し、シリンダの軸方向に沿って移動可能な第二プランジャロッドと、互いに螺合され、オイルパルスレンチによる締付けトルクを受けて相対回転する第二雌螺子部材および第二雄螺子部材と、を有し、第二雄螺子部材は、その回転軸がシリンダの中心軸と平行となるように配置されており、第一雄螺子部材および第二入力部に連動して回転可能であり、さらに、第二雄螺子部材は、第二入力部の回転に伴って回転して第二雌螺子部との相対位置を変更することで、第二プランジャロッドとともにシリンダの軸方向に沿って移動可能であることが考えられる。

このように構成すれば、上述のように測定対象のレンチによる外力と流体流路内の圧力とが釣り合うことに起因して第二入力部が回転していないときには第二雄螺子部材が第二雌螺子部材に対して回転しにくくなって第二伝達機構がセルフロックされるので、プランジャの位置が動かないためにシリンダ内の液体の圧力が一定となり、圧力検出部による圧力値検出の精度が向上する。

なお、上述の第二雌螺子部材および第二雄螺子部材それぞれはその歯の断面が台形形状に形成されていることが考えられる。このように構成すれば、第二伝達機構のセルフロック効果を維持しながら、第二雌螺子部材と第二雄螺子部材との相対回転がより滑らかになる。

以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
［第一実施形態］
図１は第一実施形態の締付けトルク測定装置１を示す平面図である。また、図２は第一実施形態の締付けトルク測定装置１を示す正面図であり、図３は第一実施形態の締付けトルク測定装置１を示す側面図である。

［締付けトルク測定装置１の構成の説明］
図１に示すように、締付けトルク測定装置１は、取付プレート１０と、油圧シリンダ２０と、ハウジング３０と、油圧メータ４０と、油圧リセット機構５０と、を備えている。以下、各構成について具体的に説明する。

［取付プレート１０の構成の説明］
図１に示すように、取付プレート１０は鉄などの金属製であり、略長方形の板状のプレート本体１１と、プレート本体１１の長手方向の端部の一方から略垂直方向へ延出する板状の壁部１２と、プレート本体１１の長手方向と直交する方向の両端部からそれぞれ延出する略長方形の板状の脚部１３，１４と、から構成されている。なお、プレート本体１１は、取付プレート１０を作業台などに載置する際に、脚部１３，１４から一段高くなるように形成されている。

プレート本体１１には、油圧シリンダ２０を取り付けるための四つの取付孔１１ａが形成されている。また、壁部１２の中央部には、円形の貫通孔１２ａが形成されている（図２（ａ）参照）。なお、プレート本体１１の取付孔１１ａおよび壁部１２の貫通孔１２ａについては、油圧シリンダ２０をプレート本体１１に取り付けた際に、後述する油圧シリンダ２０のプランジャロッド２６の中心線が壁部１２の貫通孔１２ａの中心線と一致するように設定されている。

また、壁部１２には、ハウジング３０を取り付けるための四つの取付孔１２ｂが貫通孔１２ａの周囲に形成されている。また、壁部１２の両端とプレート本体１１との間には板状の支持部材１５，１６がリブとして掛け渡されており、壁部１２は支持部材１５，１６によって支持されている。

また、脚部１３には、取付プレート１０を作業台などの固定するための三つの取付孔１３ａが形成されている。また、脚部１４についても脚部１３と同様に、取付プレート１０を作業台などの固定するための三つの取付孔１４ａが形成されている。

［油圧シリンダ２０の構成の説明］
図１に示すように、油圧シリンダ２０は、そのシリンダ本体２１が筒状に形成され、シリンダ本体２１の一端側には外部と連通する第一連通路２２が形成されるとともに、シリンダ本体２１の他端側には外部と連通する第二連通路２３が形成され、第一連通路２２と第二連通路２３とが管状の液体流路２４で接続され、その内部空間２１ａおよび液体流路２４内に作動油が密封された構造を有している。

また、油圧シリンダ２０には、当該油圧シリンダ２０を取付プレート１０のプレート本体１１に固定するための四つの貫通孔２０ａが形成されており、油圧シリンダ２０は、これら四つの貫通孔２０ａそれぞれに挿通した四つのビス２８をプレート本体１１の四つの取付孔１１ａにそれぞれ挿通してナット２９に取り付けることでプレート本体１１に固定されている。

また、油圧シリンダ２０は、シリンダ本体２１の内部に配置され、第一連通路２２と第二連通路２３との間でシリンダ本体２１の内壁に密着しながらシリンダ本体２１の軸方向に移動可能なプランジャ２５と、円柱状に形成された金属材料によって構成され、その一端がプランジャ２５の端面と第一連通路２３側で固定されるとともにその他端がシリンダ本体２１の外部（第二連通路２３側）に位置し、プランジャ２５とともにシリンダ本体２１の軸方向に沿って移動可能なプランジャロッド２６を有している。なお、プランジャロッド２６は第一プランジャロッドに該当する。

そして、プランジャロッド２６の他端にはジョイント２７が取り付けられている。このジョイント２７は、ジョイント本体２７ａ、台形ネジ部２７ｂおよびソケット２７ｃから構成される。

このうちジョイント本体２７ａは、円筒状に形成された金属材料によって構成され、その一端にはプランジャロッド２６がネジ結合により固定して取り付けられ、その他端には円柱状の台形ネジ部２７ｂが取り付けられている。

また、台形ネジ部２７ｂは、棒状に形成された金属材料によって構成され、その側部にはソケット２７ｃ側から見て右巻きの雄螺子２７ｄが形成されている。なお、雄螺子２７ｄはその歯の断面が先端ほど細くなる略台形形状に形成されている（図２（ｂ）参照）。また、台形ネジ部２７ｂは、その一端がジョイント本体２７ａに取り付けられるとともに、その他端にはオイルレンチを取り付けるためのソケット２７ｃが取り付けられている。なお、雄螺子２７ｄは第一雄螺子部材に該当する。

ソケット２７ｃは、円筒状に形成された金属材料によって構成され、その一端が台形ネジ部２７ｂの端末部に挿入されるとともに、他端にはオイルレンチを取り付けるための取付孔２７ｅが形成されている（図３参照）。なお、ソケット２７ｃが第一入力部に該当する。

さらに、ジョイント２７の各部は、その中心軸が油圧シリンダ２０のプランジャ２５の中心軸と一致するように配置されるとともに、プランジャ２５がシリンダ本体２１の内部で第一連通路２２と第二連通路２３との間を移動する際に、台形ネジ部２７ｂの雄螺子２７ｄがハウジング３０の貫通孔３０ａの内部に位置するように構成されている。

［ハウジング３０の構成の説明］
ハウジング３０は円板状に形成された金属材料によって構成されている。このハウジング３０の中央部には、その厚み方向に貫通する貫通孔３０ａが形成されている。そして、貫通孔３０ａの内壁には台形ネジ部２７ｂと螺合可能な雌螺子３０ｂが形成されている。なお、雌螺子３０ｂはその歯の断面が先端ほど細くなる台形形状に形成されている（図２（ｂ）参照）。なお、雌螺子３０ｂは第一雌螺子部材に該当する。

また、ハウジング３０には、四つの貫通孔３０ｃが貫通孔３０ａの周囲に形成されている。これら四つの貫通孔３０ｃは、ハウジング３０の貫通孔３０ａが壁部１２の貫通孔１２ａと連通する際に、壁部１２の四つの取付孔１２ｂにそれぞれ連通するように設定されている。そして、ハウジング３０は、その貫通孔３０ａを取付プレート１０の壁部１２の貫通孔１２ａと連通させた状態で、四つの貫通孔３０ｃをそれぞれ通したビス３１を壁部１２の四つの取付孔１２ｂに取り付けることで壁部１２に取り付けられている。

ハウジング３０の貫通孔３０ａには、ジョイント２７の台形ネジ部２７ｂが内挿されており、貫通孔３０ａの雌螺子３０ｂと台形ネジ部２７ｂの雄螺子２７ｄとが互いに螺合されて相対回転するようになっている。つまり、ハウジング３０は、ジョイント２７を回転可能に支持しており、ジョイント２７のソケット２７ｃを回転させるとプランジャロッド２６が前後に移動する。

なお、上述のプランジャロッド２６、ハウジング３０の貫通孔３０ａの内壁に形成された雌螺子３０ｂおよびジョイント２７の雄螺子２７ｄが第一伝達機構としての伝達機構３２を構成する。

以上により、伝達機構３２は、オイルパルスレンチ等による締付けトルクを受けてソケット２７ｃが順方向（ソケット２７ｃ側から見て時計回り）に回転する際には油圧シリンダ２０内のプランジャ２５を油圧シリンダ２０の軸方向に沿って第一連通路２２へ向けて移動させ（前進方向）、ソケット２７ｃが逆方向（ソケット２７ｃ側から見て反時計回り）に回転する際には油圧シリンダ２０内のプランジャ２５を油圧シリンダ２０の軸方向に沿って第二連通路２３へ向けて移動させ（後進方向）、ソケット２７ｃが回転しないときにはプランジャ２５の位置を保持する。

［油圧メータ４０の構成の説明］
油圧メータ４０は、油圧シリンダ２０の第一連通路２２と第二連通路２３とを接続する管状の液体流路２４の途中に取り付けられて、作動油による液体流路２４内の圧力値を検出する。なお、油圧メータ４０は圧力検出部に該当する。

［油圧リセット機構５０の構成の説明］
油圧リセット機構５０は、液体流路２４の第二連通路２３と油圧メータ４０との間に取り付けられている。この油圧リセット機構５０は、液体流路２４の油圧メータ４０と第二連通路２３との間の部分を閉じておき、図示しないコックなどを介して操作者による液体流路２４を開ける旨の操作があったときにその部分を開くよう構成されている。なお、油圧リセット機構５０は第一弁機構に該当する。

［オイルパルスレンチによる締付けトルクの測定手順の説明］
次に、オイルパルスレンチによる締付けトルクの測定手順を、図１を参照しながら説明する。

まず、オイルパルスレンチの先端をジョイント２７のソケット２７ｃの取付孔２７ｅに差し入れることで、オイルパルスレンチをジョイント２７のソケット２７ｃに取り付ける。

続いて、図示しないコックなどを操作することで、油圧リセット機構５０によって液体流路２４の油圧メータ４０と第二連通路２３との間の部分を開ける。すると、液体流路２４内の作動油が、圧力が高い第一連通路２２側から圧力が低い第二連通路２３側へと流れ、液体流路２４内の作動油の圧力が低下する。なおこのとき、油圧メータ４０が差し示す圧力値が数値「０」となるが、初回の測定時には油圧メータ４０が差し示す圧力値を数値「０」に調整する。そして、再びコックなどを操作することで、油圧リセット機構５０によって液体流路２４の油圧メータ４０と第二連通路２３との間の部分を閉じておく。

続いて、ジョイント２７のソケット２７ｃに取り付けたオイルパルスレンチを作動させる。すると、ジョイント２７のソケット２７ｃおよび台形ネジ部２７ｂがジョイント本体２７ａに対して順方向に回転し、互いに螺合されるハウジング３０の雌螺子３０ｂとジョイント２７の雄螺子２７ｄとが相対回転することで、プランジャロッド２６および油圧シリンダ２０内のプランジャ２５が油圧シリンダ２０の軸方向に沿って第一連通路２２へ向けて移動する。そして、オイルパルスレンチによる締付けトルクによって発生した推進力と油圧シリンダ２０および液体流路２４内の作動油の圧力とが等しくなると、プランジャロッド２６およびプランジャ２５の移動が停止し、ジョイント２７のソケット２７ｃおよび台形ネジ部２７ｂの順方向への回転も停止する。これを伝達機構３２のセルフロック効果と云い、このとき、この伝達機構３２のセルフロック効果によってジョイント２７のソケット２７ｃおよび台形ネジ部２７ｂの位置が保持される。そして、このときの油圧メータ４０が差し示す圧力値を出力トルクに換算したものがオイルパルスレンチによる締付けトルクの値を示す。

また、オイルパルスレンチによる締付けトルクを連続して測定する場合には、先に締付けトルクを測定したオイルパルスレンチをジョイント２７のソケット２７ｃから取り外し、次にその締付けトルクを測定する別のオイルパルスレンチの先端をジョイント２７のソケット２７ｃの取付孔２７ｅに差し入れることで、そのオイルパルスレンチをジョイント２７のソケット２７ｃに取り付ける。そして、図示しないコックなどを操作することで、油圧リセット機構５０によって液体流路２４の油圧メータ４０と第二連通路２３との間の部分を開ける。すると、液体流路２４内の作動油が、圧力が高い第一連通路２２側から圧力が低い第二連通路２３側へと流れ、液体流路２４内の作動油の圧力が低下する。なおこのとき、油圧メータ４０が差し示す圧力値が数値「０」となる。そして、再びコックなどを操作することで、油圧リセット機構５０によって液体流路２４の油圧メータ４０と第二連通路２３との間の部分を閉じておく。このようにすれば、オイルパルスレンチによる締付けトルクを測定した後に、ジョイント２７を逆方向に回転させて油圧シリンダ２０内のプランジャ２５を元の位置まで戻さなくても、油圧メータ４０が差し示す圧力値が数値「０」となり、次のオイルパルスレンチによる締付けトルクを測定することが可能となる。なお、このようなオイルパルスレンチによる締付けトルクの連続測定については、油圧シリンダ２０内のプランジャ２５が油圧シリンダ２０の軸方向に沿って第一連通路２２付近に移動するまで実行可能である。

［第一実施形態の効果］
（１）このように第一実施形態の締付けトルク測定装置１によれば、油圧リセット機構５０が、油圧シリンダ２０の第一連通路２２と第二連通路２３とを接続する管状の液体流路２４の第二連通路２３と油圧メータ４０との間に取り付けられており、液体流路２４の油圧メータ４０と第二連通路２３との間の部分を閉じておき、図示しないコックなどを介して操作者による液体流路２４を開ける旨の操作があったときにその部分を開くよう構成されている。このことにより、オイルパルスレンチによる締付けトルクを測定した後に、ジョイント２７を逆方向に回転させて油圧シリンダ２０内のプランジャ２５を元の位置まで戻さなくても、油圧メータ４０が差し示す圧力値が数値「０」となり、次のオイルパルスレンチによる締付けトルクを測定することが可能となる。したがって、簡単な構造で、オイルパルスレンチ等の衝撃トルクを発生させる締付け工具による締付トルクをより精度良く、且つ短時間に連続して測定することができる。

（２）また、第一実施形態の締付けトルク測定装置１によれば、伝達機構３２が、ソケット２７ｃがオイルパルスレンチによる締付けトルクを受けて順方向に回転する際には油圧シリンダ２０内のプランジャ２５を油圧シリンダ２０の軸方向に沿って第一連通路２２へ向けて移動させ、ソケット２７ｃが逆方向に回転する際には油圧シリンダ２０内のプランジャ２５を油圧シリンダ２０の軸方向に沿って第二連通路２３へ向けて移動させ、ソケット２７ｃが回転しないときにはプランジャ２５の位置を保持する。このことにより、ソケット２７ｃが回転していないときにはジョイント２７の雄螺子２７ｄがハウジング３０の雌螺子３０ｂに対して回転しにくくなって伝達機構３２がセルフロックされるので、プランジャ２５の位置が動かないために油圧シリンダ２０および液体流路２４内の作動油の圧力が一定となり、油圧メータ４０による圧力値検出の精度が向上する。

（３）また、第一実施形態の締付けトルク測定装置１によれば、互いに螺合されるハウジング３０の雌螺子３０ｂとジョイント２７の雄螺子２７ｄとがそれぞれその歯の断面が先端ほど細くなる台形形状に形成されている。このことにより、伝達機構３２のセルフロック効果を維持しながら、互いに螺合されるハウジング３０の雌螺子３０ｂとジョイント２７の雄螺子２７ｄとの相対回転がより滑らかになる。

［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のような様々な態様にて実施することが可能である。

（１）上記実施形態では、油圧リセット機構５０が、液体流路２４の油圧メータ４０と第二連通路２３との間の部分を閉じておき、コックなどを介して操作者によって液体流路２４を開ける旨の操作があったときにその部分を開くよう構成されているが、これには限られず、ソレノイドを用いて液体流路２４を開ける旨の信号を受信したときにその部分を開くよう構成してもよい。
［第二実施形態］
上記第一実施形態では、一組の伝達機構３２および油圧リセット機構５０を備えている。これに対して図４に示す第二実施形態では、二組の伝達機構および油圧リセット機構を備え、オイルパルスレンチによる締付けトルクを双方向で測定可能とすることを特徴とする。

以下に、第二実施形態の締付けトルク測定装置２が備える構成について説明する。なお、図４は第二実施形態の締付けトルク測定装置２を示す正面図である。また、本第二実施形態では、多くの部分は第一実施形態と共通なので、第一実施形態と同じ符号を使用してその詳細な説明を省略する。

［締付けトルク測定装置２の構成の説明］
図４に示すように、締付けトルク測定装置２は、取付プレート１０と、油圧シリンダ２０と、ハウジング３０と、油圧メータ４０と、油圧リセット機構５０と、油圧リセット機構１５０と、を備えている。以下、各構成について具体的に説明する。

このうち取付プレート１０は、上述の構成に加えて、プレート本体１１の長手方向の端部の他方から略垂直方向へ延出する板状の壁部１１２を備える。この壁部１１２は壁部１２と同様に形成されている。また、壁部１１２にはハウジング３０が取り付けられている。

また、油圧シリンダ２０は、上述の構成に加えて、その一端がプランジャ２５の第一連通路２２側に固定されるとともにその他端がシリンダ本体２１の外部（第一連通路２２側）に位置する円筒状のプランジャロッド１２６と、を備える。なお、プランジャロッド１２６は第二プランジャロッドに該当する。そして、プランジャロッド１２６の他端には上述のジョイント１２７が取り付けられている。このジョイント１２７は、ジョイント本体２７ａ、台形ネジ部１２７ｂおよびソケット２７ｃから構成される。

このうちジョイント本体２７ａは、円筒状に形成された金属材料によって構成され、その一端にはプランジャロッド２６が回転可能に取り付けられ、その他端には棒状の台形ネジ部１２７ｂが取り付けられている。

また、台形ネジ部１２７ｂは、棒状に形成された金属材料によって構成され、その側部には、ソケット２７ｃ側から見て右巻きの雄螺子１２７ｄが形成されている。なお、雄螺子１２７ｄはその歯の断面が先端ほど細くなる略台形形状に形成されている。また、台形ネジ部１２７ｂは、その一端がジョイント本体２７ａに取り付けられるとともに、その他端にはオイルレンチを取り付けるためのソケット２７ｃが取り付けられている。なお、雄螺子１２７ｄは第二雄螺子部材に該当する。なお、プランジャロッド１２６に取り付けられるジョイント１２７の各部についても、その中心軸が油圧シリンダ２０のプランジャ２５の中心軸と一致するように配置されるとともに、プランジャ２５がシリンダ本体２１の内部で第一連通路２２と第二連通路２３との間を移動する際に、台形ネジ部１２７ｂの雄螺子１２７ｄがハウジング３０の貫通孔３０ａの内部に位置するように構成されている。

なお、本実施形態では、プランジャロッド２６が円筒状に形成されるとともに、プランジャ２５がその中央部に貫通孔を有しており、そのプランジャ２５の貫通孔がプランジャロッド２６内部の空洞およびプランジャロッド１２６内部の空洞と連通している。そして、プランジャロッド２６内部の空洞、プランジャ２５の貫通孔およびプランジャロッド１２６内部の空洞には、棒状の連結ロッド１２６ａが内挿されており、この連結ロッド１２６ａの両端がジョイント２７のジョイント本体２７ａおよびジョイント１２７のジョイント本体２７ａにそれぞれ連結されている。このことにより、ジョイント２７とジョイント１２７とは連結ロッド１２６ａを介して一体となって回転可能となっている。

また、上述のプランジャロッド１２６、取付プレート１０の壁部１１２に取り付けられたハウジング３０の貫通孔３０ａの内壁に形成された雌螺子３０ｂ、およびプランジャロッド１２６に取り付けられたジョイント１２７の雄螺子１２７ｄが第二伝達機構としての伝達機構１３２を構成する。

以上により、伝達機構１３２は、オイルパルスレンチ等による締付けトルクを受けてソケット２７ｃが順方向に回転する際にはプランジャロッド１２６および油圧シリンダ２０内のプランジャ２５を油圧シリンダ２０の軸方向に沿って第一連通路２２へ向けて移動させ、ソケット２７ｃが逆方向に回転する際にはプランジャロッド１２６および油圧シリンダ２０内のプランジャ２５を油圧シリンダ２０の軸方向に沿って第二連通路２３へ向けて移動させ、ソケット２７ｃが回転しないときにはプランジャ２５の位置を保持する。

また、油圧リセット機構１５０は、液体流路２４の第一連通路２２と油圧メータ４０との間に取り付けられている。この油圧リセット機構１５０は、液体流路２４の油圧メータ４０と第一連通路２２との間の部分を閉じておき、図示しないコックなどを介して操作者による液体流路２４を開ける旨の操作があったときにその部分を開くよう構成されている。なお、油圧リセット機構１５０は第二弁機構に該当する。

［オイルパルスレンチによる締付けトルクの測定手順の説明］
次に、オイルパルスレンチによる締付けトルクの測定手順を、図４を参照しながら説明する。

まず、オイルパルスレンチの先端をジョイント２７のソケット２７ｃの取付孔２７ｅに差し入れることで、オイルパルスレンチをジョイント２７のソケット２７ｃに取り付ける。

続いて、図示しないコックなどを操作することで、油圧リセット機構５０によって液体流路２４の油圧メータ４０と第二連通路２３との間の部分を開け、油圧リセット機構１５０によって液体流路２４の油圧メータ４０と第一連通路２２との間の部分を開ける。すると、液体流路２４内の作動油が、圧力が高い側から圧力が低い側へと流れ、液体流路２４内の作動油の圧力が低下する。なおこのとき、油圧メータ４０が差し示す圧力値が数値「０」となるが、初回の測定時には油圧メータ４０が差し示す圧力値を数値「０」に調整する。そして、再びコックなどを操作することで、油圧リセット機構５０によって液体流路２４の油圧メータ４０と第二連通路２３との間の部分を閉じておく。なお、油圧リセット機構１５０についてはそのままとし、液体流路２４の油圧メータ４０と第一連通路２２との間の部分を開けておく。

続いて、ジョイント２７のソケット２７ｃに取り付けたオイルパルスレンチを作動させる。すると、ジョイント２７が順方向に回転し、互いに螺合されるハウジング３０の雌螺子３０ｂとジョイント２７の雄螺子２７ｄとが相対回転する。このとき、連結ロッド１２６ａを介してジョイント１２７が回転し、このことに伴って、互いに螺合されるジョイント１２７の雄螺子１２７ｄとハウジング３０の雌螺子３０ｂとが相対回転し、油圧シリンダ２０内のプランジャ２５が油圧シリンダ２０の軸方向に沿って第一連通路２２へ向けて移動する。そして、オイルパルスレンチによる締付けトルクと油圧シリンダ２０および液体流路２４内の作動油の圧力とが等しくなるとプランジャ２５の移動が停止し、ジョイント２７のソケット２７ｃおよび台形ネジ部２７ｂの順方向への回転も停止する。

なおこのとき、伝達機構３２および伝達機構１３２のセルフロック効果によってジョイント２７のソケット２７ｃおよび台形ネジ部２７ｂの位置が保持される。そして、このときの油圧メータ４０が差し示す圧力値を出力トルクに換算したものがオイルパルスレンチによる締付けトルクの値を示す。

また、オイルパルスレンチによる締付けトルクを連続して測定する場合には、先に締付けトルクを測定したオイルパルスレンチをジョイント２７のソケット２７ｃから取り外し、次にその締付けトルクを測定するオイルパルスレンチの先端を反対側のジョイント１２７のソケット２７ｃの取付孔２７ｅに差し入れることで、そのオイルパルスレンチをジョイント１２７のソケット２７ｃに取り付ける。そして、図示しないコックなどを操作することで、油圧リセット機構５０によって液体流路２４の油圧メータ４０と第二連通路２３との間の部分を開ける。すると、液体流路２４内の作動油が、圧力が高い第一連通路２２側から圧力が低い第二連通路２３側へと流れ、液体流路２４内の作動油の圧力が低下する。なおこのとき、油圧メータ４０が差し示す圧力値が数値「０」となる。そして、再びコックなどを操作することで、今度は油圧リセット機構１５０によって液体流路２４の油圧メータ４０と第一連通路２２との間の部分を閉じておく。なお、油圧リセット機構５０についてはそのままとし、液体流路２４の油圧メータ４０と第二連通路２３との間の部分を開けておく。

続いて、反対側のジョイント２７のソケット２７ｃに取り付けたオイルパルスレンチを作動させる。すると、ジョイント１２７が逆方向に回転し、互いに螺合されるハウジング３０の雌螺子３０ｂとジョイント１２７の雄螺子１２７ｄとが相対回転する。このとき、連結ロッド１２６ａを介してジョイント２７が回転し、このことに伴って、互いに螺合されるジョイント２７の雄螺子２７ｄとハウジング３０の雌螺子３０ｂとが相対回転し、油圧シリンダ２０内のプランジャ２５が油圧シリンダ２０の軸方向に沿って第二連通路２３へ向けて移動する。そして、オイルパルスレンチによる締付けトルクによって発生した推進力と油圧シリンダ２０および液体流路２４内の作動油の圧力とが等しくなるとプランジャ２５の移動が停止し、ジョイント１２７の逆方向への回転も停止する。

なおこのとき、伝達機構１３２および伝達機構３２のセルフロック効果によってジョイント１２７の台形ネジ部１２７ｂの位置が保持される。そして、このときの油圧メータ４０が差し示す圧力値を出力トルクに換算したものがオイルパルスレンチによる締付けトルクの値を示す。

さらに、他のオイルパルスレンチによる締付けトルクを測定する場合には、先に締付けトルクを測定したオイルパルスレンチをジョイント１２７のソケット２７ｃから取り外し、次にその締付けトルクを測定する別のオイルパルスレンチの先端をジョイント２７のソケット２７ｃの取付孔２７ｅに差し入れることで、そのオイルパルスレンチをジョイント２７のソケット２７ｃに取り付け、上述の手順に従ってそのオイルパルスレンチによる締付けトルクを測定すればよい。

［第二実施形態の効果］
（１）このように第二実施形態の締付けトルク測定装置２によれば、オイルパルスレンチによる締付けトルクを測定した後に、ジョイント２７を逆方向に回転させて油圧シリンダ２０内のプランジャ２５を元の位置まで戻さなくても、油圧メータ４０が差し示す圧力値が数値「０」となり、次のオイルパルスレンチによる締付けトルクを測定することが可能となる。

（２）また、第二実施形態の締付けトルク測定装置２によれば、伝達機構１３２が、ジョイント１２７のソケット２７ｃがオイルパルスレンチによる締付けトルクを受けて順方向に回転する際には油圧シリンダ２０内のプランジャ２５を油圧シリンダ２０の軸方向に沿って第一連通路２２へ向けて移動させ、次にジョイント１２７のソケット２７ｃが当該ソケット２７ｃの順方向とは逆方向に回転する際には油圧シリンダ２０内のプランジャ２５を油圧シリンダ２０の軸方向に沿って第二連通路２３へ向けて移動させ、ジョイント１２７のソケット２７ｃが回転しなくなるとプランジャ２５の位置を保持する。このことにより、ジョイント１２７のソケット２７ｃが回転していないときにはジョイント１２７の雄螺子１２７ｄがハウジング３０の雌螺子３０ｂに対して回転しにくくなって伝達機構１３２がセルフロックされるので、プランジャ２５の位置が動かないために油圧シリンダ２０および液体流路２４内の作動油の圧力が一定となり、油圧メータ４０による圧力値検出の精度が向上する。

（３）また、第二実施形態の締付けトルク測定装置２によれば、互いに螺合されるハウジング３０の雌螺子３０ｂとジョイント１２７の雄螺子１２７ｄとがそれぞれその歯の断面が先端ほど細くなる台形形状に形成されている。このことにより、伝達機構１３２のセルフロック効果を維持しながら、互いに螺合されるハウジング３０の雌螺子３０ｂとジョイント１２７の雄螺子１２７ｄとの相対回転がより滑らかになる。

［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のような様々な態様にて実施することが可能である。

（１）上記実施形態では、油圧リセット機構１５０が、液体流路２４の油圧メータ４０と第一連通路２２との間の部分を閉じておき、コックなどを介して操作者によって液体流路２４を開ける旨の操作があったときにその部分を開くよう構成されているが、これには限られず、ソレノイドを用いて液体流路２４を開ける旨の信号を受信したときにその部分を開くよう構成してもよい。

第一実施形態の締付けトルク測定装置を示す平面図である。 （ａ）は第一実施形態の締付けトルク測定装置を示す正面図であり、（ｂ）はそのＡ部拡大図である。 第一実施形態の締付けトルク測定装置を示す側面図である。 第二実施形態の締付けトルク測定装置を示す正面図である。

符号の説明

１，２…締付けトルク測定装置、１０…取付プレート、１１…プレート本体、１１ａ…取付孔、１２，１１２…壁部、１２ａ…貫通孔、１２ｂ…取付孔、１３，１４…脚部、１３ａ，１４ａ…取付孔、１５，１６…支持部材、２０…油圧シリンダ、２０ａ…貫通孔、２１…シリンダ本体、２１ａ…シリンダ本体の内部空間、２２…第一連通路、２３…第二連通路、２４…液体流路、２５…プランジャ、２６，１２６…プランジャロッド、２７，１２７…ジョイント、２７ａ…ジョイント本体、２７ｂ，１２７ｂ…台形ネジ部、２７ｃ…ソケット、２７ｄ，１２７ｄ…雄螺子、２７ｅ…取付孔、２８，３１…ビス、２９…ナット、３０…ハウジング、３０ａ…貫通孔、３０ｂ…雌螺子、３０ｃ…貫通孔、３２，１３２…伝達機構、４０…油圧メータ、５０，１５０…油圧リセット機構、１２６ａ…連結ロッド

Claims (5)

1. 筒状に形成され、その一端側には外部と連通する第一連通路が形成されるとともにその他端側には外部と連通する第二連通路が形成され、前記第一連通路と前記第二連通路とが管状の液体流路で接続され、その内部空間および前記液体流路内に液体が密封されたシリンダと、
   前記シリンダの内部に配置され、前記第一連通路と前記第二連通路との間で前記シリンダの内壁に密着しながら前記シリンダの軸方向に移動可能なプランジャと、
   前記シリンダの中心軸をその回転軸とし、オイルパルスレンチによる締付けトルクを受けて前記シリンダの周方向に回転可能な第一入力部と、
   前記第一入力部が前記オイルパルスレンチによる締付けトルクを受けて順方向に回転する際には前記シリンダ内の前記プランジャを前記シリンダの軸方向に沿って前記第一連通路へ向けて移動させ、前記第一入力部が逆方向に回転する際には前記シリンダ内の前記プランジャを前記シリンダの軸方向に沿って前記第二連通路へ向けて移動させ、前記第一入力部が回転しないときには前記プランジャの位置を保持する第一伝達機構と、
   前記液体による前記液体流路内の圧力値を検出する圧力検出部と、
   前記液体流路の前記圧力検出部と前記第二連通路との間の部分を閉じておき、所定条件を満たすときにはその部分を開く第一弁機構と、
   を備えることを特徴とする締付けトルク測定装置。
2. 請求項１に記載の締付けトルク測定装置において、
   前記第一伝達機構は、
   その一端が前記プランジャに固定されるとともにその他端が前記シリンダの外部に位置し、前記シリンダの軸方向に沿って移動可能な第一プランジャロッドと、
   互いに螺合され、前記オイルパルスレンチによる締付けトルクを受けて相対回転する第一雌螺子部材および第一雄螺子部材と、を有し、
   前記第一雄螺子部材は、その回転軸が前記シリンダの中心軸と平行となるように配置されており、前記第一入力部に連動して回転可能であり、
   さらに、前記第一雄螺子部材は、前記第一入力部の回転に伴って回転して前記第一雌螺子部との相対位置を変更することで、前記第一入力部および前記第一プランジャロッドとともに前記シリンダの軸方向に沿って移動可能であること
   を特徴とする締付けトルク測定装置。
3. 請求項２に記載の締付けトルク測定装置において、
   前記第一雌螺子部材および前記第一雄螺子部材それぞれはその歯の断面が台形形状に形成されていることを特徴とする締付けトルク測定装置。
4. 請求項１〜請求項３に記載の締付けトルク測定装置において、
   前記シリンダの中心軸をその回転軸とし、前記第一入力部と対向する位置に配置され、前記オイルパルスレンチによる締付けトルクを受けて前記シリンダの周方向に回転可能な第二入力部と、
   前記第二入力部が前記オイルパルスレンチによる締付けトルクを受けて順方向に回転する際には前記シリンダ内の前記プランジャを前記シリンダの軸方向に沿って前記第一連通路へ向けて移動させ、前記第二入力部が逆方向に回転する際には前記シリンダ内の前記プランジャを前記シリンダの軸方向に沿って前記第二連通路へ向けて移動させ、前記第二入力部が回転しないときには前記プランジャの位置を保持する第二伝達機構と、
   前記液体流路の前記圧力検出部と前記第一連通路との間の部分を閉じておき、所定条件を満たすときにはその部分を開く第二弁機構と、
   を備えることを特徴とする締付けトルク測定装置。
5. 請求項４に記載の締付けトルク測定装置において、
   前記第二伝達機構は、
   その一端が前記プランジャに固定されるとともにその他端が前記シリンダの外部に位置し、前記シリンダの軸方向に沿って移動可能な第二プランジャロッドと、
   互いに螺合され、前記オイルパルスレンチによる締付けトルクを受けて相対回転する第二雌螺子部材および第二雄螺子部材と、を有し、
   前記第二雄螺子部材は、その回転軸が前記シリンダの中心軸と平行となるように配置されており、前記第一雄螺子部材および前記第二入力部に連動して回転可能であり、
   さらに、前記第二雄螺子部材は、前記第二入力部の回転に伴って回転して前記第二雌螺子部との相対位置を変更することで、前記第二プランジャロッドとともに前記シリンダの軸方向に沿って移動可能であること
   を特徴とする締付けトルク測定装置。

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