JP2010125563A - Axial force-detecting fastening tool - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make an ultrasonic sensor accurately abut on the tip of a bolt. <P>SOLUTION: The axial force-detecting fastening tool includes: a socket body 5 capable of fastening by rotation around an axis given from rotational drive force of an electric motor; an inner socket-supporting tube 16 at a tool body 3 side; an inner socket 7 having a concave portion 35 at the tip-side inner peripheral surface that fits and supports a pin-tail 83 of a bolt 75, and locks turning with respect to the tool body 3; a sensor spring 45; and the ultrasonic sensor 11 which uses outputting/inputting ultrasonic waves for detecting the axial force of the bolt 75. The inner socket 7 has a spherical receiving part 63 biased by a spherical biasing spring 61. The ultrasonic sensor 11 has a spherical contact part 65 that contacts with the spherical receiving part 63 and supports the inner socket 7 spherically. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、自動車のサスペンション等のボルト・ナットの締結に供される軸力検知締結工具に関する。   The present invention relates to an axial force detection fastening tool used for fastening bolts and nuts such as automobile suspensions.

従来の軸力検知締結工具としては、例えば図5に示すようなものがある。   An example of a conventional axial force detection fastening tool is shown in FIG.

図5の締結工具は、測定用ソケット201がトルク・レンチ203に着脱自在に装着されたものである。測定用ソケット201は、ソケット本体205と、静止部材207とを備えている。ソケット本体105は、静止部材107に対し相対回転可能となっている。ソケット本体205には、ボルト嵌合穴209が設けられている。ボルト嵌合穴209は、ボルト211の頭部212に嵌合する構成となっている。ボルト嵌合穴209の奥側には、超音波センサ213が収容配置されている。   The fastening tool shown in FIG. 5 has a measuring socket 201 detachably attached to a torque wrench 203. The measurement socket 201 includes a socket body 205 and a stationary member 207. The socket body 105 is rotatable relative to the stationary member 107. The socket body 205 is provided with a bolt fitting hole 209. The bolt fitting hole 209 is configured to be fitted to the head portion 212 of the bolt 211. An ultrasonic sensor 213 is accommodated in the back side of the bolt fitting hole 209.

前記超音波センサ213は、永久磁石で形成された本体214に圧電素子115を取り付けたものである。圧電素子215は、前記ボルト頭部212に直接当接する構成となっている。圧電素子215にはリード線217が接続され、リード線217はスリップ・リング219の一方の端子に接続されている。スリップ・リング219の他方の端子には、前記静止部材207に支持された同軸ケーブル221が接続されている。   The ultrasonic sensor 213 is obtained by attaching a piezoelectric element 115 to a main body 214 formed of a permanent magnet. The piezoelectric element 215 is configured to directly contact the bolt head 212. A lead wire 217 is connected to the piezoelectric element 215, and the lead wire 217 is connected to one terminal of the slip ring 219. A coaxial cable 221 supported by the stationary member 207 is connected to the other terminal of the slip ring 219.

前記トルク・レンチ203は、駆動軸223とラチェット機構225とがベベル・ギヤ227,229の噛み合いによって回転連動する構成となっている。ラチェット機構225に連動するシャフト部231がソケット本体205の上端に嵌合し、ピン233によって結合されている。   The torque wrench 203 is configured such that the drive shaft 223 and the ratchet mechanism 225 are rotationally interlocked by meshing of the bevel gears 227 and 229. A shaft portion 231 that interlocks with the ratchet mechanism 225 is fitted to the upper end of the socket body 205 and is coupled by a pin 233.

ボルト締結に際し、前記ソケット本体205のボルト嵌合穴209をボルト211の頭部212に嵌合させると、頭部212が永久磁石の本体214に吸着され圧電素子215を頭部212上面に当接させることができる。   When fastening the bolt, when the bolt fitting hole 209 of the socket body 205 is fitted to the head portion 212 of the bolt 211, the head portion 212 is attracted to the permanent magnet body 214 and the piezoelectric element 215 is brought into contact with the top surface of the head 212. Can be made.

次いで、前記駆動軸223を回転駆動するとベベル・ギヤ227,229、ラチェット機構225を介してシャフト部231が回転駆動される。シャフト部231の回転によってソケット本体205が連動し、静止部材207に対して回転する。ソケット本体205の回転によって、ボルト211の頭部212が回転力を受けボルト211がブロック235に対し締め込まれ、被締結物237が締結される。   Next, when the drive shaft 223 is rotationally driven, the shaft portion 231 is rotationally driven via the bevel gears 227 and 229 and the ratchet mechanism 225. The socket body 205 is interlocked by the rotation of the shaft portion 231 and rotates relative to the stationary member 207. Due to the rotation of the socket body 205, the head portion 212 of the bolt 211 receives a rotational force, the bolt 211 is tightened with respect to the block 235, and the fastened object 237 is fastened.

このとき、前記ボルト211による締結力は、ボルト211の軸力管理によって行われる。すなわち、コントローラの制御により圧電素子215から超音波を発信させると、ボルト211の先端で反射した反射波を圧電素子215が受信する。コントローラは、前記超音波を発信した時点から反射波を受信した時点までの経過時間を、超音波がボルト211をその軸心長さ方向に往復するために必要な往復時間として求め、この往復時間からボルト111の軸心長さを求める。そして、締め付けに伴うボルト211の軸心長さの伸び率を求め、さらにこの伸び率と比例関係にある軸力値を求め、この軸力値が設定値になったときに、ボルト211の締結を完了することができる。従って、ボルト211の軸力に応じた正確な締結を行うことができる。   At this time, the fastening force by the bolt 211 is performed by managing the axial force of the bolt 211. That is, when an ultrasonic wave is transmitted from the piezoelectric element 215 under the control of the controller, the piezoelectric element 215 receives the reflected wave reflected by the tip of the bolt 211. The controller obtains the elapsed time from the time when the ultrasonic wave is transmitted to the time when the reflected wave is received as the reciprocal time required for the ultrasonic wave to reciprocate the bolt 211 in the axial length direction. From this, the axial length of the bolt 111 is obtained. Then, the elongation rate of the axial length of the bolt 211 associated with the tightening is obtained, the axial force value proportional to the elongation rate is obtained, and when the axial force value becomes a set value, the bolt 211 is fastened. Can be completed. Therefore, accurate fastening according to the axial force of the bolt 211 can be performed.

しかしながら、上記の構造では、ボルト211をブロック135等に直接締結する場合に用いることはできるが、ボルト211にナットを締め込む作業では、ソケット本体205をナットに嵌合させて締め込んでもボルト211が共回りしてしまい、軸力検知締結工具を片手で持ち軸力を測定しながらナットを締め込む作業を行うことは全くできなくなる。   However, in the above structure, it can be used when the bolt 211 is directly fastened to the block 135 or the like. However, in the operation of tightening the nut to the bolt 211, the bolt 211 is fitted even if the socket body 205 is fitted to the nut and tightened. , And it becomes impossible to perform the work of tightening the nut while holding the axial force detection fastening tool with one hand and measuring the axial force.

前記ボルト211にナットを締め込む作業において、前記ボルトが例えば植え込みボルトの様な場合にはボルトの供回りを起こさずにナットを締め込むことは可能である。しかしこの場合は、ナットを締め込む過程においてボルト先端と圧電素子215とが相対回転する構造となり、圧電素子215の破損を招きやすく、ボルト軸力を測定しながらナットを締め込む作業を行うことは結果的に困難であった。   In the operation of tightening the nut into the bolt 211, it is possible to tighten the nut without causing rotation of the bolt when the bolt is, for example, an implanted bolt. However, in this case, the bolt tip and the piezoelectric element 215 rotate relative to each other in the process of tightening the nut, and the piezoelectric element 215 is easily damaged, and it is not possible to tighten the nut while measuring the bolt axial force. As a result, it was difficult.

また、ボルトにナットを締め込むと、ナットに対してボルト先端が締め込みに応じて突出するため、図5のように、ソケット本体205に超音波センサ213を固定的に設けたものではボルト先端の超音波センサ213側への突出に対応することができない。   Further, when the nut is tightened into the bolt, the bolt tip protrudes with respect to the nut according to the tightening. Therefore, in the case where the ultrasonic sensor 213 is fixedly provided on the socket body 205 as shown in FIG. Cannot cope with the protrusion to the ultrasonic sensor 213 side.

さらに、永久磁石で形成された本体214に圧電素子215を固定的に取り付けているため、本体214がボルト211の頭部212に当接する面と圧電素子215がボルト211の頭部212に当接する面とを正確に面合わせしないと本体214は頭部212に正確に当接するが圧電素子215は正確に当接することができなくなる恐れがあり、本体214と圧電素子215との組付けが極めて煩雑且つ困難なものになる恐れがある。   Further, since the piezoelectric element 215 is fixedly attached to the main body 214 formed of a permanent magnet, the surface where the main body 214 abuts on the head 212 of the bolt 211 and the piezoelectric element 215 abuts on the head 212 of the bolt 211. If the surfaces are not accurately aligned, the main body 214 will contact the head 212 accurately, but the piezoelectric element 215 may not be able to accurately contact, and the assembly of the main body 214 and the piezoelectric element 215 is extremely complicated. And it can be difficult.

また、ソケット本体205に対し超音波センサ213が固定的に取り付けられているため、圧電素子215とコントローラ側との信号伝達を相対回転するソケット本体205及び静止部材207間で行わなければならず、リード線217と同軸ケーブル221とをスリップ・リング219で接続する構造となり、構造が複雑になると共にスリップ・リング219での耐久性が低いという問題がある。   In addition, since the ultrasonic sensor 213 is fixedly attached to the socket body 205, signal transmission between the piezoelectric element 215 and the controller side must be performed between the socket body 205 and the stationary member 207 that rotate relative to each other. A structure in which the lead wire 217 and the coaxial cable 221 are connected by the slip ring 219 has a problem that the structure is complicated and durability at the slip ring 219 is low.

加えて、静止部材207がソケット本体205とトルク・レンチ203との間に存在しているため、例えば車両の組み立て工程において、サスペンションスラットとナックル・アームとの締結等、奥まった箇所のナットの締め込みを行う場合に、ソケット本体205を奥まった箇所に挿入しようとしても静止部材207の存在によってそれほど奧まで挿入することができず、作業が困難となるか限界を招く恐れがある。   In addition, since the stationary member 207 exists between the socket body 205 and the torque wrench 203, for example, in the vehicle assembly process, tightening of the nut in the recessed portion such as fastening of the suspension slat and the knuckle arm is performed. When the socket body 205 is inserted, even if it tries to insert the socket main body 205 into the recessed part, it cannot be inserted so much due to the presence of the stationary member 207, and there is a possibility that the operation becomes difficult or is limited.

これに対し、ボルトの先端外周にセレーションなどにより軸方向に沿った回転方向の係合部としてピン・テールを形成し、ボルトの軸力を検知しながらこのボルトにナットを締め込み可能な軸力検知締結工具を本出願人は既に提案している。   On the other hand, a pin / tail is formed on the outer periphery of the bolt's tip as an engaging part in the rotational direction along the axial direction by serration, etc., and the axial force that can tighten the nut on this bolt while detecting the axial force of the bolt The present applicant has already proposed a detection fastening tool.

この軸力検知締結工具では、ボルトの係合部であるピン・テールに工具のインナー・ソケットの係支部を正確に嵌合させることでボルト先端に超音波センサを当接させるようにしている。この状態でボルトはインナー・ソケットを介して工具側に回り止めされる。このボルトに螺合し工具のソケット本体に設けられたナット嵌合部に嵌合するナットが、電動モータにより回転駆動されるソケット本体の回転によりボルトに締結される。このとき、ボルトの先端に当接する超音波センサが出力した超音波がボルト頭部の面で反射されて超音波センサに入力され、ボルトの軸力検出を行わせることができる。   In this axial force detection fastening tool, an ultrasonic sensor is brought into contact with the tip of the bolt by accurately fitting a support portion of the inner socket of the tool to a pin tail that is an engaging portion of the bolt. In this state, the bolt is locked to the tool side via the inner socket. A nut that is screwed to the bolt and fitted into a nut fitting portion provided in the socket body of the tool is fastened to the bolt by rotation of the socket body that is driven to rotate by an electric motor. At this time, the ultrasonic wave output from the ultrasonic sensor in contact with the tip of the bolt is reflected by the surface of the bolt head and input to the ultrasonic sensor, so that the axial force of the bolt can be detected.

このような軸力検知締結工具では、ボルトの先端に超音波センサを正確に当接させることが課題となる。   In such an axial force detection fastening tool, there is a problem of accurately bringing the ultrasonic sensor into contact with the tip of the bolt.

特開2000−74764号公報JP 2000-74764 A 特開2005−279920号公報JP 2005-279920 A

解決しようとする問題点は、ボルトに対しナットを締結しながらボルト軸力を測定する軸力検知締結工具では、ボルトの先端に超音波センサを正確に当接させることが肝要となる点である。   The problem to be solved is that in the axial force detection fastening tool that measures the bolt axial force while fastening the nut to the bolt, it is important to accurately contact the ultrasonic sensor with the tip of the bolt. .

本発明は、ボルトの先端に超音波センサを正確に当接させるために、先端外周に軸方向に沿う回転方向の係合部を備えたボルトに軸力を検知しながらナットを締め込む軸力検知締結工具であって、前記ナットを嵌合させるナット嵌合部を備えて工具本体に回転可能に支持され該ナット嵌合部に嵌合させたナットを前記工具本体に対して回り止めされた前記ボルトに回転アクチュエータの回転駆動出力による軸回り回転で締め込み可能なソケット本体と、前記ソケット本体に対し同心状に形成された工具本体側の支持部と、前記ソケット本体及び支持部に同心状に配置されて前記ナット嵌合部内に臨み前記支持部に対し回転不能且つ前記ナット嵌合部内から退避移動するように軸方向可動支持され前記ボルトの係合部を嵌合支持させ前記工具本体に対して回り止め係止する係支部を先端側内周に備えたインナー・ソケットと、前記インナー・ソケットを前記支持部に対して付勢し前記ナット嵌合部側に臨ませる付勢部材と、前記インナー・ソケットの軸心部に軸心方向に沿って支持され前記係止部側で前記ボルトの先端に当接し出入力した超音波を前記ボルトの軸力検出に用いるための超音波センサとを備え、前記超音波センサの前記インナー・ソケットに対する支持を、前記ボルトの係合部側先端の傾斜挿入に応じて傾動可能にしたことを最も主要な特徴とする。   The present invention relates to an axial force that tightens a nut while detecting an axial force on a bolt having an engaging portion in a rotational direction along the axial direction on the outer periphery of the tip in order to make an ultrasonic sensor accurately contact the tip of the bolt. A detection fastening tool comprising a nut fitting portion for fitting the nut and rotatably supported by the tool body, and the nut fitted to the nut fitting portion is prevented from rotating with respect to the tool body. A socket body that can be fastened to the bolt by rotating around the axis by a rotational drive output of a rotary actuator, a support portion on the tool body side that is concentrically formed with respect to the socket body, and a concentric shape with the socket body and the support portion The tool book is disposed so as to face the nut fitting portion so that it cannot rotate with respect to the support portion and is removably moved from the nut fitting portion so that the engagement portion of the bolt is fitted and supported. An inner socket provided with an engaging portion that stops and locks against the inner periphery of the tip end, and an urging member that urges the inner socket toward the support portion and faces the nut fitting portion side An ultrasonic sensor for detecting the axial force of the bolt, which is supported by the axial center portion of the inner socket along the axial direction and is input to and output from the front end of the bolt on the locking portion side The most important feature is that the support of the ultrasonic sensor with respect to the inner socket can be tilted in accordance with the inclined insertion of the front end of the engagement portion of the bolt.

本発明の軸力検知締結工具は、先端外周に軸方向に沿う回転方向の係合部を備えたボルトに軸力を検知しながらナットを締め込む軸力検知締結工具であって、前記ナットを嵌合させるナット嵌合部を備えて工具本体に回転可能に支持され該ナット嵌合部に嵌合させたナットを前記工具本体に対して回り止めされた前記ボルトに回転アクチュエータの回転駆動出力による軸回り回転で締め込み可能なソケット本体と、前記ソケット本体に対し同心状に形成された工具本体側の支持部と、前記ソケット本体及び支持部に同心状に配置されて前記ナット嵌合部内に臨み前記支持部に対し回転不能且つ前記ナット嵌合部内から退避移動するように軸方向可動支持され前記ボルトの係合部を嵌合支持させ前記工具本体に対して回り止め係止する係支部を先端側内周に備えたインナー・ソケットと、前記インナー・ソケットを前記支持部に対して付勢し前記ナット嵌合部側に臨ませる付勢部材と、前記インナー・ソケットの軸心部に軸心方向に沿って支持され前記係止部側で前記ボルトの先端に当接し出入力した超音波を前記ボルトの軸力検出に用いるための超音波センサとを備え、前記超音波センサの前記インナー・ソケットに対する支持を、前記ボルトの係合部側先端の傾斜挿入に応じて傾動可能にした。   An axial force detection fastening tool according to the present invention is an axial force detection fastening tool for tightening a nut while detecting axial force on a bolt provided with an engaging portion in a rotational direction along the axial direction on the outer periphery of the tip. According to the rotational drive output of the rotary actuator, the nut fitted with the nut fitting portion to be fitted is rotatably supported by the tool body and the nut fitted to the nut fitting portion is prevented from rotating with respect to the tool body. A socket body that can be tightened by rotating around an axis, a support portion on the side of the tool body that is concentrically formed with respect to the socket body, and the socket body and the support portion that are concentrically disposed in the nut fitting portion. A support portion that is axially movable and supported so as to be non-rotatable relative to the support portion and retract from the inside of the nut fitting portion, and to engage and support the engagement portion of the bolt and to prevent rotation with respect to the tool body. An inner socket provided on the inner periphery of the end side, a biasing member that biases the inner socket against the support portion and faces the nut fitting portion side, and a shaft on the shaft center portion of the inner socket An ultrasonic sensor that is used to detect the axial force of the bolt that is supported along the center direction and that is input to and output from the front end of the bolt on the locking portion side. The support for the socket can be tilted according to the tilt insertion at the tip of the bolt on the engaging portion side.

このため、ソケット本体の軸回り回転によりボルトに対しナットを締め込むとき、超音波センサとボルトとが相対回転せず、超音波センサの破損を抑制し、耐久性を向上させることができる。   For this reason, when the nut is tightened with respect to the bolt by the rotation of the socket body about the axis, the ultrasonic sensor and the bolt do not rotate relative to each other, and the damage of the ultrasonic sensor can be suppressed and the durability can be improved.

前記超音波センサは、付勢部材の付勢力によりボルトの先端に正確に弾接することができ、正確な軸力検知を行わせることができる。   The ultrasonic sensor can be brought into elastic contact with the tip of the bolt accurately by the urging force of the urging member, and can accurately detect the axial force.

前記ナットの締め込みに際し、ボルト先端がナットに対し超音波センサ側に相対的に突出しても、超音波センサが付勢部材の付勢力に抗して工具本体側に後退することができ、軸力検知を行いながらボルトに対してナットを無理なく締め込むことができる。   When tightening the nut, even if the tip of the bolt protrudes relatively to the ultrasonic sensor side with respect to the nut, the ultrasonic sensor can move back toward the tool body against the biasing force of the biasing member. The nut can be tightened with ease on the bolt while detecting the force.

前記超音波センサは、工具本体側に支持されているため、工具本体側から超音波センサに対しスリップ・リングを介すことなく直接的に配線を行うことができ、耐久性を向上させることができる。   Since the ultrasonic sensor is supported on the tool body side, wiring can be performed directly from the tool body side to the ultrasonic sensor without using a slip ring, and durability can be improved. it can.

前記工具本体側とソケット本体側との間に他の静止部材が介在することがないため、ナットが狭い空間の奥まった箇所に位置している場合でも、工具本体を持つことによってソケット本体先端側を狭い箇所に挿入し、そのナット嵌合部にナットを嵌合させて容易に締結作業及び軸力検知を行わせることができ、作業性を大幅に向上させることができる。   Since no other stationary member is interposed between the tool body side and the socket body side, the socket body tip side can be obtained by holding the tool body even when the nut is located in a deep part of a narrow space. Can be inserted into a narrow portion, and a nut can be fitted into the nut fitting portion to easily perform the fastening operation and the axial force detection, and the workability can be greatly improved.

しかも、インナー・ソケットの係止部に対してボルトの係合部が傾斜して挿入されてもボルトの係合部側先端の傾斜に応じて超音波センサがインナー・ソケットに対し傾動可能であり、超音波センサをボルトの係合部側先端に正確に当接させることができる。   In addition, the ultrasonic sensor can be tilted with respect to the inner socket according to the inclination of the front end of the engagement portion side of the bolt even if the engagement portion of the bolt is inclined and inserted with respect to the locking portion of the inner socket. The ultrasonic sensor can be accurately brought into contact with the front end of the bolt on the engagement portion side.

この正確な当接により、ボルトを回り止めしながらナットを締結し、超音波センサにより軸力を検知しつつ締結を完了させることができる。   By this accurate contact, the nut can be fastened while preventing the bolt from rotating, and the fastening can be completed while detecting the axial force by the ultrasonic sensor.

ボルトに対しナットを締結しながらボルト軸力を測定する軸力検知締結工具であって、ボルトの先端に超音波センサを正確に当接させるという目的を、インナー・ソケットに対する超音波センサの傾動可能な支持により実現した。   An axial force detection fastening tool that measures bolt axial force while fastening a nut to a bolt. The ultrasonic sensor can be tilted with respect to the inner socket for the purpose of accurately contacting the ultrasonic sensor to the tip of the bolt. Realized by support.

図1は、本発明の実施例1に係る軸力検知締結工具を締結時の状態で示す一部省略断面図、図2は、同要部拡大断面図、図3は、軸力検知締結工具を非締結時の状態で示す一部省略断面図である。   1 is a partially omitted cross-sectional view showing an axial force detection fastening tool according to a first embodiment of the present invention in a state of fastening, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part, and FIG. 3 is an axial force detection fastening tool. It is a partially abbreviated sectional view showing the state in a non-fastened state.

図1〜図3のように、軸力検知締結工具1は、工具本体3と、ソケット本体5と、インナー・ソケット7と、回転アクチュエータである電動モータの回転を伝達する駆動伝達機構9と、超音波センサ11とからなっている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the axial force detection fastening tool 1 includes a tool body 3, a socket body 5, an inner socket 7, a drive transmission mechanism 9 that transmits the rotation of an electric motor that is a rotary actuator, It consists of an ultrasonic sensor 11.

前記工具本体3は、中空のレバー部13と、中空のレバー・ヘッド15とが一体に形成されたものである。前記レバー部13は中空に形成され、作業者が片手で把持できるようになっている。レバー部13の図外の端部には、前記電動モータが取り付けられている。   The tool body 3 is formed by integrally forming a hollow lever portion 13 and a hollow lever head 15. The lever portion 13 is formed in a hollow shape so that an operator can hold it with one hand. The electric motor is attached to an end of the lever portion 13 that is not shown.

前記レバー・ヘッド15は、その軸心がレバー部13の軸心に対して直交し、軸心部に工具本体3側の支持部としてインナー・ソケット支持筒16が同心状に着脱可能に固定されている。   The lever head 15 has an axial center orthogonal to the axial center of the lever portion 13, and an inner socket support cylinder 16 is concentrically fixed to the axial center portion as a support portion on the tool body 3 side. ing.

前記レバー・ヘッド15には、支持筒取付穴14が設けられている。支持筒取付穴14には、キー溝20が設けられている。   The lever head 15 is provided with a support tube mounting hole 14. A keyway 20 is provided in the support tube mounting hole 14.

前記インナー・ソケット支持筒16は、取付端22に雄ねじ部24とキー溝26とが設けられている。取付端22は、前記レバー・ヘッド15の支持筒取付穴14に挿入され、ナット28により固定されると共に、キー溝20,26に嵌合するキー60で回り止めがなされている。   The inner socket support tube 16 is provided with a male screw portion 24 and a key groove 26 at the mounting end 22. The mounting end 22 is inserted into the support tube mounting hole 14 of the lever head 15 and is fixed by a nut 28, and is prevented from rotating by a key 60 fitted in the key grooves 20 and 26.

前記インナー・ソケット支持筒16の先端側内周には、軸心方向に沿ったインナー・スプライン17が設けられている。インナー・ソケット支持筒16の奥側には、スプリング支持穴18が設けられている。スプリング支持穴18は、貫通孔30を介して前記取付端22外に連通している。   An inner spline 17 is provided along the axial direction on the inner periphery of the distal end side of the inner socket support tube 16. A spring support hole 18 is provided on the inner side of the inner socket support tube 16. The spring support hole 18 communicates with the outside of the attachment end 22 through the through hole 30.

前記ソケット本体5は、前記工具本体3のレバー・ヘッド15に回転可能に支持されている。ソケット本体5は、回転連動部34とナット駆動部36とからなっている。   The socket body 5 is rotatably supported by the lever head 15 of the tool body 3. The socket body 5 includes a rotation interlocking part 34 and a nut driving part 36.

前記回転連動部34には、係合穴38が設けられている。係合穴38は、例えば断面六角穴で構成されている。前記ナット駆動部36には、係合端部40が設けられている。係合端部40は、前記係合穴38に対応して断面六角に形成されている。前記係合端部に隣接してナット駆動部36には、係合フランジ42が設けられている。前記回転連動部34の係合穴38に前記ナット駆動部36の係合端部40が嵌合し、回転連動部34に螺合するナット部材44により前記係合フランジ42が締結力を受け、回転連動部34にナット駆動部36が相対回転不能に締結結合されている。   The rotation interlocking part 34 is provided with an engagement hole 38. The engagement hole 38 is constituted by, for example, a hexagonal hole in cross section. The nut driving portion 36 is provided with an engaging end portion 40. The engagement end 40 is formed in a hexagonal cross section corresponding to the engagement hole 38. An engagement flange 42 is provided on the nut driving portion 36 adjacent to the engagement end portion. The engagement end portion 40 of the nut driving portion 36 is fitted into the engagement hole 38 of the rotation interlocking portion 34, and the engagement flange 42 receives a fastening force by the nut member 44 screwed to the rotation interlocking portion 34. A nut driving unit 36 is fastened and coupled to the rotation interlocking unit 34 so as not to be relatively rotatable.

前記ナット駆動部36の端部にナット55に嵌合させるためのナット嵌合部19が形成されている。ナット嵌合部19は、例えば六角ナットに対応して嵌合できるように、断面六角に形成されている。前記ナット嵌合部19の奧壁21には、断面円形のインナー・ソケット挿通穴23が設けられ、奥壁21に隣接して前記インナー・ソケット挿通穴23に連通する嵌合軸穴25が設けられている。嵌合軸穴25は、前記インナー・ソケット支持筒16の外周囲に嵌合し、ナット駆動部36は、インナー・ソケット支持筒16に対し相対回転可能となっている。   A nut fitting portion 19 for fitting with the nut 55 is formed at an end portion of the nut driving portion 36. The nut fitting part 19 is formed in a hexagonal cross section so that it can be fitted corresponding to, for example, a hexagonal nut. An inner socket insertion hole 23 having a circular cross section is provided in the flange wall 21 of the nut fitting portion 19, and a fitting shaft hole 25 communicating with the inner socket insertion hole 23 is provided adjacent to the inner wall 21. It has been. The fitting shaft hole 25 is fitted to the outer periphery of the inner socket support tube 16, and the nut driving portion 36 is rotatable relative to the inner socket support tube 16.

前記回転連動部34は、前記ナット駆動部36の嵌合軸穴25と同径の嵌合軸穴48を有し、該嵌合軸穴48が前記インナー・ソケット支持筒16の外周囲に嵌合し、回転連動部34は、インナー・ソケット支持筒16に対し相対回転可能となっている。回転連動部34は、外周側が前記レバー・ヘッド15に螺合するキャップ27に軸受31によって回転自在に支持されている。回転連動部34の内周側は、ニードル・ベアリング33によってインナー・ソケット支持筒16の取付端22側に回転自在に支持されている。前記回転連動部34の基部側の端部には、回転連動用のベベル・ギヤ29が設けられている。   The rotation interlocking portion 34 has a fitting shaft hole 48 having the same diameter as the fitting shaft hole 25 of the nut driving portion 36, and the fitting shaft hole 48 is fitted around the outer periphery of the inner socket support tube 16. In addition, the rotation interlocking portion 34 is rotatable relative to the inner socket support tube 16. The rotation interlocking portion 34 is rotatably supported by a bearing 31 on a cap 27 whose outer peripheral side is screwed into the lever head 15. The inner peripheral side of the rotation interlocking portion 34 is rotatably supported by the needle bearing 33 on the attachment end 22 side of the inner socket support tube 16. A rotation bevel gear 29 is provided at the end of the rotation interlocking portion 34 on the base side.

前記インナー・ソケット7は、断面円形に形成され、前記ソケット本体5及びインナー・ソケット支持筒16内に同心状に配置され、工具本体3側のインナー・ソケット支持筒16に対して回転不能且つ軸方向可動支持されていると共に、ボルト先端の回り止め用の係合部を係止する係止部としてインナー・セレーション37を有している。すなわち、インナー・ソケット7の先端には、前記係止部を構成する凹部35が設けられている。凹部35の内周面に、インナー・セレーション37が設けられ、凹部35の開口端にピンテールの挿入を容易にする面取り35a,35bが2段に設けられている。   The inner socket 7 is formed in a circular cross section, is concentrically disposed in the socket main body 5 and the inner socket support cylinder 16, is non-rotatable with respect to the inner socket support cylinder 16 on the tool main body 3 side, and has a shaft. The inner serration 37 is provided as a locking portion that locks the engagement portion for locking the bolt tip. That is, the inner socket 7 is provided with a concave portion 35 that constitutes the locking portion at the tip. Inner serrations 37 are provided on the inner peripheral surface of the recess 35, and chamfers 35 a and 35 b that facilitate the insertion of pin tails are provided in two stages at the opening end of the recess 35.

前記インナー・ソケット7の軸心部には、センサ挿通穴39が貫通形成されている。インナー・ソケット7は、前記インナー・ソケット挿通穴23から前記ナット嵌合部19内へ臨み、非締結状態(図3)でその先端がナット嵌合部19外へ突出している。インナー・ソケット7の基端部には、スプライン41が設けられている。スプライン41は、前記インナー・ソケット支持筒16のインナー・スプライン17にスプライン嵌合している。このスプライン嵌合により、インナー・ソケット7は、インナー・ソケット支持筒16に対し、回転不能、且つ、ナット嵌合部19から退避移動するように軸心方向へ可動支持されている。   A sensor insertion hole 39 is formed through the shaft portion of the inner socket 7. The inner socket 7 faces into the nut fitting part 19 from the inner socket insertion hole 23, and its tip projects out of the nut fitting part 19 in an unfastened state (FIG. 3). A spline 41 is provided at the base end of the inner socket 7. The spline 41 is spline-fitted to the inner spline 17 of the inner socket support tube 16. By this spline fitting, the inner socket 7 is supported to be movable in the axial direction so as not to rotate with respect to the inner socket supporting cylinder 16 and to move away from the nut fitting portion 19.

前記インナー・ソケット7の軸心部のセンサ挿通穴39に、前記超音波センサ11が挿通され、軸心方向へ一定範囲で可動支持されている。超音波センサ11の先端は、インナー・ソケット7の凹部35内に臨んでいる。この超音波センサ11は、ボルト先端に当接した状態で超音波を出入力し、ボルトの軸力検出に用いるものである。   The ultrasonic sensor 11 is inserted into the sensor insertion hole 39 in the axial center portion of the inner socket 7 and is movable and supported in a certain range in the axial direction. The tip of the ultrasonic sensor 11 faces the recess 35 of the inner socket 7. The ultrasonic sensor 11 inputs and outputs ultrasonic waves in contact with the bolt tip, and is used for detecting the axial force of the bolt.

前記インナー・ソケット7の基端面には、ねじ穴52が設けられ、軸方向の中間部には、貫通孔7aが設けられている。インナー・ソケット7のねじ穴52には、ばね座54が螺合して取り付けられている。   A screw hole 52 is provided in the base end face of the inner socket 7, and a through hole 7 a is provided in an intermediate portion in the axial direction. A spring seat 54 is screwed into the screw hole 52 of the inner socket 7.

ばね座54とインナー・ソケット支持筒16のスプリング支持穴18との間には、付勢部材としてセンサ・スプリング45が介設されている。   A sensor spring 45 is interposed as a biasing member between the spring seat 54 and the spring support hole 18 of the inner socket support cylinder 16.

センサ・スプリング45によりインナー・ソケット支持筒16に対してインナー・ソケット7を付勢し、このインナー・ソケット7を前記ナット嵌合部19側に臨ませる。また、センサ・スプリング45によって、インナー・ソケット7を介し超音波センサ11がナット嵌合部19側へ向けて付勢される構成となっている。   The inner socket 7 is urged against the inner socket support tube 16 by the sensor spring 45, and this inner socket 7 is made to face the nut fitting portion 19 side. Further, the ultrasonic sensor 11 is biased toward the nut fitting portion 19 by the sensor spring 45 through the inner socket 7.

前記インナー・ソケット7に対し前記超音波センサ11が球面支持により傾動可能となっている。   The ultrasonic sensor 11 can be tilted with respect to the inner socket 7 by spherical support.

すなわち、前記インナー・ソケット7に、球面付勢部材である球面付勢スプリング61により付勢された球面受け部63が設けられている。球面受け部63は、リング状に形成されて凹球面63aを備え、外周面がインナー・ソケット7の内周面に軸方向にスライド可能に支持されている。球面受け部63と前記ばね座54との間に前記球面付勢スプリング61が介設されている。この球面付勢スプリング61のバネ定数は、前記センサ・スプリング45のバネ定数よりも小さく設定されている。   That is, the inner socket 7 is provided with a spherical receiving portion 63 biased by a spherical biasing spring 61 which is a spherical biasing member. The spherical surface receiving portion 63 is formed in a ring shape and includes a concave spherical surface 63a, and the outer peripheral surface is supported by the inner peripheral surface of the inner socket 7 so as to be slidable in the axial direction. The spherical biasing spring 61 is interposed between the spherical receiving portion 63 and the spring seat 54. The spring constant of the spherical biasing spring 61 is set smaller than the spring constant of the sensor spring 45.

前記超音波センサ11には、雄ねじ部11aが設けられ、球面当接部65が螺合固定されている。球面当接部65には、凸球面65aが設けられている。この凸球面65aは、球面受け部63の凹球面63aの曲率と同曲率で形成されて該凹球面63aに当接し、超音波センサ11のインナー・ソケット7に対する球面支持を行わせている。凸球面65aの曲率中心は、超音波センサ11の先端面中心となっている。超音波センサ11の先端面中心は、超音波センサ11が正しく当接するボルトの後述する先端側基準面の中心部となる。   The ultrasonic sensor 11 is provided with a male screw portion 11a, and a spherical contact portion 65 is screwed and fixed. The spherical contact portion 65 is provided with a convex spherical surface 65a. The convex spherical surface 65 a is formed with the same curvature as that of the concave spherical surface 63 a of the spherical surface receiving portion 63, abuts against the concave spherical surface 63 a, and provides spherical support to the inner socket 7 of the ultrasonic sensor 11. The center of curvature of the convex spherical surface 65 a is the center of the tip surface of the ultrasonic sensor 11. The center of the front end surface of the ultrasonic sensor 11 is the center of a later-described front end side reference surface of the bolt with which the ultrasonic sensor 11 correctly contacts.

なお、凸球面65aの曲率中心は、超音波センサ11の先端面中心から軸方向何れかにずらす設定にすることもできる。   Note that the center of curvature of the convex spherical surface 65 a can be set to be shifted in any axial direction from the center of the tip surface of the ultrasonic sensor 11.

超音波センサ11の先端側には、ロック・ナット67が締結されている。   A lock nut 67 is fastened to the distal end side of the ultrasonic sensor 11.

前記超音波センサ11の配線であるリード線46は、前記センサ・スプリング45の内側を通って、スプリング支持穴18側に延設され、スプリング支持穴18から貫通孔30に取り付けられたグロメット54を貫通してレバー・ヘッド15外部に引き出され、軸力演算用の図外のコントローラに接続されている。リード線46は、レバー部13外面に複数箇所で固定バンド56により支持されている。   A lead wire 46, which is the wiring of the ultrasonic sensor 11, passes through the inside of the sensor spring 45 and extends toward the spring support hole 18, and a grommet 54 attached to the through hole 30 from the spring support hole 18. It penetrates and is pulled out of the lever head 15 and connected to a controller (not shown) for calculating the axial force. The lead wire 46 is supported on the outer surface of the lever portion 13 by a fixed band 56 at a plurality of locations.

前記駆動伝達機構9は、駆動軸47と、ベベル・ギヤ機構49とからなっている。駆動軸47は、前記工具本体3のレバー部13内に沿って配置され、ニードル・ベアリング58等によりレバー部13に回転可能に支持されている。駆動軸47は、前記電動モータにより回転駆動される構成となっている。   The drive transmission mechanism 9 includes a drive shaft 47 and a bevel gear mechanism 49. The drive shaft 47 is disposed along the lever portion 13 of the tool body 3 and is rotatably supported by the lever portion 13 by a needle bearing 58 or the like. The drive shaft 47 is configured to be rotationally driven by the electric motor.

前記ベベル・ギヤ機構49は、駆動軸47と前記ソケット本体5との間に設けられ、噛み合いにより駆動軸47の回転をソケット本体5に伝達するものである。ベベル・ギヤ機構49は、前記ソケット本体5のベベル・ギヤ29と、駆動軸47の端部に設けられたベベル・ギヤ51とからなり、ベベル・ギヤ29,51相互が噛み合っている。   The bevel gear mechanism 49 is provided between the drive shaft 47 and the socket body 5 and transmits the rotation of the drive shaft 47 to the socket body 5 by meshing. The bevel gear mechanism 49 includes a bevel gear 29 of the socket body 5 and a bevel gear 51 provided at an end of the drive shaft 47, and the bevel gears 29 and 51 are engaged with each other.

前記軸力検知締結工具1は、前記ナット28の締結を外すと共に、レバー・ヘッド15に対するキャップ27の螺合を外すことで、インナー・ソケット支持筒16、ソケット本体5、及びインナー・ソケット7をユニットとして着脱することができる。従って、ソケット本体5及びインナー・ソケット7等の修理、点検、交換等を容易に行わせることができる。
[締結操作]
図4は、締結操作時の超音波センサの傾動を示す要部拡大断面図である。
The axial force detection fastening tool 1 unfastens the nut 28 and unscrews the cap 27 from the lever head 15, thereby removing the inner socket support tube 16, the socket body 5, and the inner socket 7. It can be attached and detached as a unit. Therefore, repair, inspection, replacement, etc. of the socket body 5 and the inner socket 7 can be easily performed.
[Fastening operation]
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the main part showing the tilting of the ultrasonic sensor during the fastening operation.

締結操作は、例えばボルト75、ナット55によってサスペンション・ストラットのボス部及びナックル・アーム等の締結対象77の締結を行う。   In the fastening operation, for example, the fastening object 77 such as the boss part of the suspension strut and the knuckle arm is fastened by the bolt 75 and the nut 55.

図1,図2,図4のように、前記ボルト75は、一端に頭部79を有し、頭部79には、軸直交の平坦な頭側基準面80が設けられている。雄ねじ部81側の先端には、回り止め用の係合部としてセレーションで形成されたピンテール83が設けられている。ボルト75の先端には、軸直交の平坦な先端側基準面85が形成されている。ボルト75の先端外周に、凹部35への挿入を容易にする面取り75aが設けられている。ナット55は、雄ねじ部81に予め螺合させている。   As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the bolt 75 has a head 79 at one end, and the head 79 is provided with a flat head-side reference surface 80 orthogonal to the axis. A pin tail 83 formed by serration is provided at the tip of the male screw portion 81 as an engaging portion for preventing rotation. A flat tip side reference surface 85 orthogonal to the axis is formed at the tip of the bolt 75. A chamfer 75 a that facilitates insertion into the recess 35 is provided on the outer periphery of the front end of the bolt 75. The nut 55 is screwed into the male screw portion 81 in advance.

(正常挿入)
ナット55をボルト75に締め込むには、締結具1をボルト75に対して装着配置し、インナー・ソケット7の凹部35をピンテール83に嵌合させるように挿入しセレーション係合させる。このとき、ボルト75側の面取り75a及び凹部3側の面取り35a,35bにより凹部35のピンテール83に対する挿入を確実且つ容易にすることができる。
(Normal insertion)
In order to fasten the nut 55 to the bolt 75, the fastener 1 is mounted on the bolt 75, and the concave portion 35 of the inner socket 7 is inserted into the pin tail 83 and serrated. At this time, the chamfer 75a on the bolt 75 side and the chamfers 35a and 35b on the concave 3 side can surely and easily insert the concave portion 35 into the pin tail 83.

この挿入により、超音波センサ11の先端がボルト75の先端側基準面85に当接して押圧される。   By this insertion, the tip of the ultrasonic sensor 11 is pressed against the tip side reference surface 85 of the bolt 75.

超音波センサ11が押圧力を受けると、ロック・ナット67、球面当接部65,球面受け部63を介して球面付勢スプリング61が撓む。この球面付勢スプリング61により、球面当接部65の凸球面65aが球面受け部63の凹球面63aに密に当接する。   When the ultrasonic sensor 11 receives a pressing force, the spherical biasing spring 61 is bent through the lock nut 67, the spherical contact portion 65 and the spherical receiving portion 63. By this spherical biasing spring 61, the convex spherical surface 65a of the spherical abutting portion 65 closely contacts the concave spherical surface 63a of the spherical surface receiving portion 63.

球面付勢スプリング61が撓んで底付くと、インナー・ソケット7を介して力を受けるセンサ・スプリング45が撓み、インナー・ソケット7が、ナット嵌合部19に対しセンサ・スプリング45の付勢力に抗して退避移動する。   When the spherical biasing spring 61 is bent and bottomed, the sensor spring 45 that receives a force via the inner socket 7 is bent, and the inner socket 7 is biased by the sensor spring 45 against the nut fitting portion 19. Retreat against it.

したがって、インナー・ソケット7のスプライン41がインナー・ソケット支持筒16のインナー・スプライン17に沿って移動し、インナー・ソケット7がナット嵌合部19内から退避移動する。   Accordingly, the spline 41 of the inner socket 7 moves along the inner spline 17 of the inner socket support cylinder 16, and the inner socket 7 moves away from the nut fitting portion 19.

この退避移動により、図1のようにナット55がナット嵌合部19に嵌合する。   By this retreating movement, the nut 55 is fitted into the nut fitting portion 19 as shown in FIG.

このとき、センサ・スプリング45の付勢力がインナー・ソケット7を介して超音波センサ11にも作用するから超音波センサ11の先端をボルト75の先端側基準面85に正確に当接させることができる。   At this time, since the biasing force of the sensor spring 45 also acts on the ultrasonic sensor 11 via the inner socket 7, it is possible to accurately bring the tip of the ultrasonic sensor 11 into contact with the tip-side reference surface 85 of the bolt 75. it can.

締結具1がボルト75から離脱されると、センサ・スプリング45の付勢力によりインナー・ソケット7がナット嵌合部19側へ移動し、球面付勢スプリング61の付勢力により超音波センサ11が元の位置へ軸方向移動する。このときインナー・ソケット7が、インナー・ソケット挿通穴23の縁部外面に係合して図3のように位置決められ、ロック・ナット67側が凹部35の端縁部に係合して図3のように位置決められる。   When the fastener 1 is detached from the bolt 75, the inner socket 7 is moved to the nut fitting portion 19 side by the biasing force of the sensor spring 45, and the ultrasonic sensor 11 is restored by the biasing force of the spherical biasing spring 61. Move axially to position. At this time, the inner socket 7 engages with the outer surface of the edge of the inner socket insertion hole 23 and is positioned as shown in FIG. 3, and the lock nut 67 side engages with the edge of the recess 35 to Is positioned as follows.

(傾斜挿入)
締結具1がボルト75に対して位置ずれし、凹部35がピンテール83に傾斜状態で挿入されたとき、ボルト75の先端が超音波センサ11の先端に傾斜状態で当接する。
(Inclined insertion)
When the fastener 1 is displaced with respect to the bolt 75 and the recess 35 is inserted into the pin tail 83 in an inclined state, the tip of the bolt 75 contacts the tip of the ultrasonic sensor 11 in an inclined state.

このとき、超音波センサ11の先端がボルト75の先端側基準面85から押圧力を受け、球面当接部65の凸球面65aが球面受け部63の凹球面63aに対して半径Rの曲率中心であるボルト75の先端側基準面の中心部を中心に相対回転し、図4のようにボルト75の傾斜に合わせてθ°傾動回転する。   At this time, the tip of the ultrasonic sensor 11 receives a pressing force from the tip-side reference surface 85 of the bolt 75, and the convex spherical surface 65 a of the spherical contact portion 65 has a radius of curvature R with respect to the concave spherical surface 63 a of the spherical receiving portion 63. As shown in FIG. 4, the bolt 75 rotates relative to the center of the front end side reference surface of the bolt 75, and rotates by θ ° in accordance with the inclination of the bolt 75.

この傾動回転により、ボルト75の先端側基準面85に超音波センサ11の先端を正確に当接させることができる。   By this tilt rotation, the tip of the ultrasonic sensor 11 can be brought into contact with the tip side reference surface 85 of the bolt 75 accurately.

(締結)
前記正常挿入、或いは傾斜挿入において、電動モータの駆動によって駆動軸47を回転駆動すると、この回転駆動によってベベル・ギヤ51,29を介し、ソケット本体5が回転駆動される。このときインナー・ソケット7は、工具本体3側のインナー・ソケット支持筒16に回転不能に支持されているため、インナー・ソケット7が静止し、その回りでソケット本体5のみが回転する。
(Conclusion)
In the normal insertion or the inclined insertion, when the drive shaft 47 is rotationally driven by the drive of the electric motor, the socket body 5 is rotationally driven through the bevel gears 51 and 29 by the rotational drive. At this time, since the inner socket 7 is supported by the inner socket support tube 16 on the tool body 3 side so as not to rotate, the inner socket 7 is stationary, and only the socket body 5 rotates around the inner socket 7.

前記ソケット本体5の回転により、ナット嵌合部19を介しナット55が回転してボルト75に締め込まれる。このときボルト75は、ピンテール83がインナー・ソケット7の凹部35にセレーション係合することによって、工具本体3側に対し回り止めが行われる。従って、ソケット本体5の回転駆動によって、ボルト75の回り止めを行いながら、ナット55を確実に締め込むことができる。   Due to the rotation of the socket body 5, the nut 55 is rotated through the nut fitting portion 19 and fastened to the bolt 75. At this time, the bolt 75 is prevented from rotating with respect to the tool body 3 side by the serration engagement of the pin tail 83 with the recess 35 of the inner socket 7. Accordingly, the nut 55 can be securely tightened while the rotation of the socket main body 5 is performed, while the bolt 75 is prevented from rotating.

前記超音波センサ11が発信した超音波は、ボルト75の頭部79の頭側基準面80で反射し、該反射波が超音波センサ11によって受信される。この超音波の発信、受信により、コントローラは、超音波を発信させた時点から反射波を受信した時点までの経過時間を超音波がボルト75をその軸心長さ方向に往復するために必要な往復時間として求め、この往復時間からボルト75の軸心長さを求める。   The ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic sensor 11 is reflected by the head side reference surface 80 of the head 79 of the bolt 75, and the reflected wave is received by the ultrasonic sensor 11. By transmitting and receiving this ultrasonic wave, the controller needs the elapsed time from the time when the ultrasonic wave is transmitted to the time when the reflected wave is received so that the ultrasonic wave can reciprocate the bolt 75 in the axial length direction. The reciprocation time is obtained, and the axial center length of the bolt 75 is obtained from the reciprocation time.

そして、ナット55の締め付けに伴うボルト75の軸心長さの伸び率を求め、この伸び率と比例関係にある軸力値を求めて、ディスプレイ等に出力する。作業者は、ディスプレイに表示された軸力値を見ることによって、表示された軸力値が設定値に達したとき、電動モータの回転を停止させる。或いは、コントローラの制御により予め設定した軸力値で電動モータを自動停止させる。この停止によりサスペンション・ストラットのボス部とナックル・アームとの間の締結等、締結対象77のボルト75、ナット55による締結を設定された軸力によって正確に行わせることができる。
[実施例の効果]
本発明実施例の軸力検知締結工具1は、先端外周に軸方向に沿う回転方向の係合部であるピンテール83を備えたボルト75に軸力を検知しながらナット55を締め込む軸力検知締結工具1であって、前記ナット55を嵌合させるナット嵌合部19を備えて工具本体3に回転可能に支持されナット嵌合部19に嵌合させたナット55を前記工具本体3に対して回り止めされた前記ボルト75に電動モータの回転駆動出力による軸回り回転で締め込み可能なソケット本体5と、前記ソケット本体5に対し同心状に形成された工具本体3側のインナー・ソケット支持筒16と、前記ソケット本体5及びインナー・ソケット支持筒16に同心状に配置されて前記ナット嵌合部19内に臨み前記インナー・ソケット支持筒16に対し回転不能且つ前記ナット嵌合部19内から退避移動するように軸方向可動支持され前記ボルト55のピンテール83を嵌合支持させ前記工具本体3に対して回り止め係止する凹部35を先端側内周に備えたインナー・ソケット7と、前記インナー・ソケット7を前記インナー・ソケット支持筒16に対して付勢し前記ナット嵌合部19側に臨ませるセンサ・スプリング45と、前記インナー・ソケット7の軸心部に軸心方向に沿って支持され前記インナー・ソケット支持筒16側で前記ボルト75の先端に当接し出入力した超音波を前記ボルト75の軸力検出に用いるための超音波センサ11とを備え、前記超音波センサ11の前記インナー・ソケット7に対する支持を、前記ボルト55のピンテール83側先端の傾斜挿入に応じて傾動可能にした。
Then, the elongation rate of the axial center length of the bolt 75 associated with the tightening of the nut 55 is obtained, and the axial force value proportional to the elongation rate is obtained and output to a display or the like. The operator views the axial force value displayed on the display, and stops the rotation of the electric motor when the displayed axial force value reaches a set value. Alternatively, the electric motor is automatically stopped at a preset axial force value under the control of the controller. By this stop, the fastening by the bolt 75 and the nut 55 of the fastening object 77 such as the fastening between the boss portion of the suspension strut and the knuckle arm can be accurately performed by the set axial force.
[Effect of Example]
The axial force detection fastening tool 1 according to the embodiment of the present invention is an axial force detection that tightens a nut 55 while detecting an axial force on a bolt 75 having a pin tail 83 that is an engaging portion in the rotational direction along the axial direction on the outer periphery of the tip. The fastening tool 1 includes a nut fitting portion 19 for fitting the nut 55 and is rotatably supported by the tool main body 3 and fitted to the nut fitting portion 19 with respect to the tool main body 3. A socket body 5 that can be fastened to the bolt 75 that is prevented from rotating by rotating around the axis by the rotational drive output of the electric motor, and an inner socket support on the tool body 3 side that is concentrically formed with respect to the socket body 5 The cylinder 16 is disposed concentrically with the socket body 5 and the inner socket support cylinder 16 so as to face the nut fitting portion 19 and be unrotatable with respect to the inner socket support cylinder 16. A recess 35 is provided on the inner periphery on the front end side so as to be removably moved from the inside of the fitting fitting portion 19 and is supported in the axial direction so as to be fitted and supported by the pin tail 83 of the bolt 55 and locked to the tool body 3. An inner socket 7, a sensor spring 45 that urges the inner socket 7 against the inner socket support tube 16 and faces the nut fitting portion 19, and an axis of the inner socket 7. An ultrasonic sensor 11 for detecting the axial force of the bolt 75 by using the ultrasonic wave which is supported by the portion along the axial direction and is input to the tip of the bolt 75 while being in contact with the tip of the bolt 75 on the inner socket support cylinder 16 side. The ultrasonic sensor 11 can be supported by the inner socket 7 in accordance with the insertion of the bolt 55 at the tip end on the pin tail 83 side.

このため、ソケット本体5の軸回り回転によりボルト75に対しナット55を締め込むとき、超音波センサ11とボルト75とが相対回転せず、超音波センサ11の破損を抑制し、耐久性を向上させることができる。   For this reason, when the nut 55 is tightened with respect to the bolt 75 by the rotation of the socket body 5 around the axis, the ultrasonic sensor 11 and the bolt 75 do not rotate relative to each other, and the damage of the ultrasonic sensor 11 is suppressed and the durability is improved. Can be made.

前記超音波センサ11は、センサ・スプリング45の付勢力によりボルト75の先端側基準面85に正確に弾接することができ、正確な軸力検知を行わせることができる。   The ultrasonic sensor 11 can be elastically contacted with the front end side reference surface 85 of the bolt 75 by the urging force of the sensor spring 45, and can perform accurate axial force detection.

前記ナット55の締め込みに際し、ボルト75先端がナット55に対し超音波センサ11側に相対的に突出しても、超音波センサ11がセンサ・スプリング45の付勢力に抗して工具本体3側に後退することができ、軸力検知を行いながらボルト75に対してナット55を無理なく締め込むことができる。   When the nut 55 is tightened, even if the tip of the bolt 75 protrudes relative to the nut 55 toward the ultrasonic sensor 11, the ultrasonic sensor 11 moves toward the tool body 3 against the urging force of the sensor spring 45. The nut 55 can be retracted and the nut 55 can be tightened with ease against the bolt 75 while detecting the axial force.

前記超音波センサ11は、工具本体3側に支持されているため、工具本体3側から超音波センサ11に対しスリップ・リングを介すことなく直接的に配線を行うことができ、耐久性を向上させることができる。   Since the ultrasonic sensor 11 is supported on the tool body 3 side, wiring can be performed directly from the tool body 3 side to the ultrasonic sensor 11 without using a slip ring. Can be improved.

前記工具本体3側とソケット本体5側との間に他の静止部材が介在することがないため、ナット55が狭い空間の奥まった箇所に位置している場合でも、工具本体3を持つことによってソケット本体5先端側を狭い箇所に挿入し、そのナット嵌合部19にナット55を嵌合させて容易に締結作業及び軸力検知を行わせることができ、作業性を大幅に向上させることができる。   Since no other stationary member is interposed between the tool main body 3 side and the socket main body 5 side, even when the nut 55 is located in a deep part of a narrow space, by holding the tool main body 3 The socket body 5 can be inserted into the narrow end of the socket body and a nut 55 can be fitted into the nut fitting portion 19 so that the fastening operation and the axial force detection can be easily performed, thereby greatly improving workability. it can.

しかも、インナー・ソケット7の凹部35に対してボルト75のピンテール83が傾斜して挿入されてもボルト75のピンテール83側先端の傾斜に応じて超音波センサ11がインナー・ソケット7に対し傾動可能であり、超音波センサ11をボルト75のピンテール83側先端に正確に当接させることができる。   Moreover, the ultrasonic sensor 11 can be tilted with respect to the inner socket 7 in accordance with the tilt of the tip of the bolt 75 on the pin tail 83 side even if the pin tail 83 of the bolt 75 is tilted and inserted into the recess 35 of the inner socket 7. Therefore, the ultrasonic sensor 11 can be accurately brought into contact with the tip of the bolt 75 on the pin tail 83 side.

この正確な当接により、ボルト75を回り止めしながらナット55を締結し、超音波センサ11により軸力を検知しつつ締結を完了させることができる。   With this accurate contact, the nut 55 can be fastened while preventing the bolt 75 from rotating, and the fastening can be completed while detecting the axial force by the ultrasonic sensor 11.

前記超音波センサ11は、前記インナー・ソケット7に対する球面支持により傾動可能とされた。   The ultrasonic sensor 11 can be tilted by a spherical support with respect to the inner socket 7.

このため、ボルト75のピンテール83側先端の傾斜に応じて超音波センサ11をインナー・ソケット7に対し正確に傾動させることができる。   Therefore, the ultrasonic sensor 11 can be accurately tilted with respect to the inner socket 7 in accordance with the inclination of the tip end of the bolt 75 on the pin tail 83 side.

前記インナー・ソケット7に、球面付勢スプリング61により付勢された球面受け部63を設け、前記超音波センサ11に、前記球面受け部63に当接して前記インナー・ソケット7に対する球面支持を行わせる球面当接部65を設けた。   The inner socket 7 is provided with a spherical receiving portion 63 urged by a spherical urging spring 61, and the ultrasonic sensor 11 is in contact with the spherical receiving portion 63 to provide spherical support to the inner socket 7. A spherical contact portion 65 is provided.

このため、球面当接部65の球面受け部63に対する弾接により、ボルト75のピンテール83側先端の傾斜に応じた超音波センサ11の傾動を容易且つ正確に行わせることができる。
[その他]
なお、超音波センサのインナー・ソケットに対する傾動可能な支持は、インナー・ソケットの軸方向に直交する軸心回りに支持部材を回転自在に支持させ、この支持部材の回転軸に直交する回転軸により超音波センサを支持部材に回転自在に支持させることで行わせることも可能である。
For this reason, the ultrasonic sensor 11 can be tilted easily and accurately according to the tilt of the tip end of the bolt 75 on the pin tail 83 side by the elastic contact of the spherical contact portion 65 with the spherical receiving portion 63.
[Others]
The tiltable support of the ultrasonic sensor with respect to the inner socket is such that the support member is rotatably supported around an axis orthogonal to the axial direction of the inner socket, and the rotation axis orthogonal to the rotation axis of the support member is used. It is also possible to cause the ultrasonic sensor to be supported by a support member so as to be rotatable.

軸力検知締結工具を締結時の状態で示す一部省略断面図である。(実施例1)It is a partially omitted sectional view showing an axial force detection fastening tool in a state at the time of fastening. (Example 1) 軸力検知締結工具を締結時の状態で示す要部拡大断面図である。(実施例1)It is a principal part expanded sectional view which shows an axial force detection fastening tool in the state at the time of fastening. (Example 1) 軸力検知締結工具を非締結時の状態で示す一部省略断面図である。(実施例1)It is a partially-omitted sectional view showing the axial force detection fastening tool in a non-fastened state. (Example 1) 締結操作時の超音波センサの傾動を示す要部拡大断面図である。(実施例1)It is a principal part expanded sectional view which shows tilting of the ultrasonic sensor at the time of fastening operation. (Example 1) 軸力検知締結工具によりボルトを締結している状態を示す断面図である。(従来例)It is sectional drawing which shows the state which has fastened the volt | bolt with the axial force detection fastening tool. (Conventional example)

符号の説明Explanation of symbols

1 軸力検知締結工具
3 工具本体
5 ソケット本体
7 インナー・ソケット
9 駆動伝達機構
11 超音波センサ
16 インナー・ソケット支持筒(支持部)
17 インナー・スプライン
19 ナット嵌合部
35 凹部(係止部)
37 インナー・セレーション(係止部)
45 センサ・スプリング(付勢部材)
55 ナット
61 球面付勢スプリング(球面付勢部材)
63 球面受け部
65 球面当接部
75 ボルト
83 ピンテール(係合部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Axial force detection fastening tool 3 Tool body 5 Socket body 7 Inner socket 9 Drive transmission mechanism 11 Ultrasonic sensor 16 Inner socket support cylinder (support part)
17 Inner spline 19 Nut fitting part 35 Recessed part (locking part)
37 Inner serration (locking part)
45 Sensor spring (biasing member)
55 Nut 61 Spherical urging spring (spherical urging member)
63 Spherical surface receiving part 65 Spherical surface contact part 75 Bolt 83 Pin tail (engaging part)

Claims (3)

先端外周に軸方向に沿う回転方向の係合部を備えたボルトに軸力を検知しながらナットを締め込む軸力検知締結工具であって、
前記ナットを嵌合させるナット嵌合部を備えて工具本体に回転可能に支持され該ナット嵌合部に嵌合させたナットを前記工具本体に対して回り止めされた前記ボルトに回転アクチュエータの回転駆動出力による軸回り回転で締め込み可能なソケット本体と、
前記ソケット本体に対し同心状に形成された工具本体側の支持部と、
前記ソケット本体及び支持部に同心状に配置されて前記ナット嵌合部内に臨み前記支持部に対し回転不能且つ前記ナット嵌合部内から退避移動するように軸方向可動支持され前記ボルトの係合部を嵌合支持させ前記工具本体に対して回り止め係止する係支部を先端側内周に備えたインナー・ソケットと、
前記インナー・ソケットを前記支持部に対して付勢し前記ナット嵌合部側に臨ませる付勢部材と、
前記インナー・ソケットの軸心部に軸心方向に沿って支持され前記係止部側で前記ボルトの先端に当接し出入力した超音波を前記ボルトの軸力検出に用いるための超音波センサとを備え、
前記超音波センサの前記インナー・ソケットに対する支持を、前記ボルトの係合部側先端の傾斜挿入に応じて傾動可能にした、
ことを特徴とする軸力検知締結工具。
An axial force detection fastening tool for tightening a nut while detecting an axial force on a bolt provided with an engagement portion in a rotational direction along the axial direction on the outer periphery of the tip,
Rotation of a rotary actuator on the bolt provided with a nut fitting portion for fitting the nut and rotatably supported by the tool main body, and the nut fitted to the nut fitting portion being prevented from rotating with respect to the tool main body Socket body that can be tightened by rotating around the axis with drive output,
A support part on the tool body side formed concentrically with respect to the socket body;
The bolt body is concentrically disposed on the socket body and the support portion, faces the nut fitting portion, is non-rotatable with respect to the support portion, and is axially movable supported and retracted from the nut fitting portion. An inner socket provided with an engaging portion on the tip side inner periphery that is fitted and supported to prevent rotation with respect to the tool body,
A biasing member that biases the inner socket against the support and faces the nut fitting portion;
An ultrasonic sensor for detecting the axial force of the bolt, which is supported by the axial center portion of the inner socket along the axial direction and is input to the front end of the bolt on the locking portion side With
The support of the ultrasonic sensor with respect to the inner socket can be tilted in accordance with the inclined insertion of the engagement portion side tip of the bolt.
Axial force detection fastening tool characterized by that.
請求項1記載の軸力検知締結工具において、
前記超音波センサは、前記インナー・ソケットに対する球面支持により傾動可能とされた、
ことを特徴とする軸力検知締結工具。
In the axial force detection fastening tool according to claim 1,
The ultrasonic sensor can be tilted by a spherical support for the inner socket,
Axial force detection fastening tool characterized by that.
請求項1又は2記載の軸力検知締結工具において、
前記インナー・ソケットに、球面付勢部材により付勢された球面受け部を設け、
前記超音波センサに、前記球面受け部に当接して前記インナー・ソケットに対する球面支持を行わせる球面当接部を設けた、
ことを特徴とする軸力検知締結工具。
In the axial force detection fastening tool according to claim 1 or 2,
The inner socket is provided with a spherical receiving portion biased by a spherical biasing member,
The ultrasonic sensor is provided with a spherical abutting portion that abuts on the spherical receiving portion and provides spherical support to the inner socket.
Axial force detection fastening tool characterized by that.
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