JP2012125887A - トルク検定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】「静的」な締付トルクを付加する締付工具と、該締付工具によって締め付けられる締結部品との間に組付けられ、前記締付トルクを測定するトルク検定装置であって、「動的」な締付トルクを付加する締付工具についても対応可能なトルク検定装置の提供。
【解決手段】締結部品３ａを締め付ける締付工具２の締付トルクを測定するトルク測定器１１と、トルク測定器１１を操作するとともにトルク測定器１１によって測定された締付トルクをトルク波形として取り込む操作装置１２と、を有するトルク検定装置１であって、締付工具２によって締結部品３ａに加えられる締付トルク（「実締付トルク」）が、連続的に付加する「静的」な締付トルクである場合と、間欠的に付加する「動的」な締付トルクである場合とに応じて、操作装置１２内に取り込むトルク波形の周波数を切り替えて測定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、トルクセンサーを備えた、ボルトやナットの締付工具において、該締付工具のトルク管理に用いられるトルク検定装置の技術に関する。

従来から、ワークに用いられるボルトやナット（以下、「締結部品」と記載する。）の締付工具として、ナットランナーやインパクトレンチなどが知られている。
前記締付工具にはトルクセンサーが備えられ、締結部品の締付け作業の際は、該トルクセンサーの検出値に基づいて、締結部品に加えられる締付トルクが制御されるようになっている。
従って、締付工具においては、トルク検定装置を用いてトルクセンサーを校正し、常に締付トルクのトルク管理を行って、前記トルクセンサーの精度保証を行うことが必要なのである。

ここで、前記ナットランナーは、締結部品に対して連続的に締付トルクを加え、該締結部品を締め付ける締付工具である。
即ち、図６（ａ）に示すように、横軸に経過時間を表し、縦軸に締付トルクを表すこととして、ナットランナーによる締付トルクの波形（以下、「トルク波形」と記載する。）を、これら横軸および縦軸の関係によって表すと、前記トルク波形はナットランナーの運転開始直後より経過時間にともなって徐々に上昇し、ナットランナーの運転停止によって瞬時に遮断される曲線によって表される。

このような、突発的な変動が少なく「静的」な締付トルクを付加する締付工具（ナットランナー）においては、従来から、実際に締め付けようとする締結部品と、締付工具との間に直接組付けることが可能なトルク検定装置が存在する。
従って、このようなナットランナーからなる締付工具においては、高精度なトルクセンサーの校正を行うことが可能であった。

一方、前記インパクトレンチは、例えば作動油や圧搾空気などによって駆動されるハンマーの衝撃力を利用して、締結部品に対して間欠的に締付トルクを加え、該締結部品を締め付ける締付工具である。
即ち、図６（ｂ）に示すように、横軸に経過時間を表し、縦軸に締付トルクを表すこととして、インパクトレンチによるトルク波形を、これら横軸および縦軸の関係によって表すと、前記トルク波形はインパクトレンチの運転開始直後より、小刻みに増減を繰り返す正弦波によって表される。
つまり、インパクトレンチにおいては、トルク波形が、運転開始から運転停止に至るまで、経過時間に伴い増加する一つの山（波形）によって表現されるナットランナーとは異なり、運転開始から運転停止に至るまで、複数の連続する山（波形）によって表現されることとなり、インパクトレンチのトルク波形の周波数は、ナットランナーに対して大きく異なるのである。

このような、突発的な変動が多く「動的」な締付トルクを付加する締付工具（インパクトレンチ）においては、実際に締め付けようとする締結部品と、締付工具との間に直接組付けることが可能なトルク検定装置が存在せず、主に専用のトルクテスターを用いて、締付工具に備えられるトルクセンサーの校正を行っていた。

即ち、インパクトレンチに構成される締付工具においては、トルク波形に関する周波数の違いや、衝撃力の耐久性などの理由から、ナットランナーのようにトルク検定装置を用いることが困難であり、専用のトルクテスターを余儀なく用いていた。
従って、このようなインパクトレンチに構成される締付工具においては、実際に締め付けようとする締結部品に加えられる締付トルクと、トルクテスターに加えられる締付トルクとの間に誤差を生じる可能性があり、高精度なトルクセンサーの校正を行うことが困難であった。

そこで、インパクトレンチのような「動的」な締付トルクを付加する締付工具において、実際に締め付けようとする締結部品と、締付工具との間に直接組付けることが可能なトルク検定装置に関する技術が「特許文献１」によって示されている。
即ち、「特許文献１」においては、回転締付工具（締付工具）の回転部に設けられた回転部の捻り歪を検出する歪検出部と、該回転部に衝撃吸収手段を介して一体回転可能に設けられた信号処理部からなる回転締付工具のトルク検出装置（トルク検定装置）に関する技術が開示されている。

特開平８−１９３８９６号公報

前記「特許文献１」に示される技術によれば、インパクトレンチのような「動的」な締付トルクを付加する締付工具において、実際に締め付けようとする締結部品と、締付工具との間に直接組付けることが可能なトルク検定装置を実現することができる。
しかし、その反面、前記「特許文献１」によるトルク検定装置では、ナットランナーのような「静的」な締付トルクを付加する締付工具に対して、十分に対応することができなかった。

本発明は、以上に示した現状の問題点を鑑みてなされたものであり、ナットランナーのような「静的」な締付トルクを付加する締付工具と、該締付工具によって締め付けられるボルトやナットの締結部品との間に直接組付けられ、前記締付トルクを測定するトルク検定装置であって、インパクトレンチのような「動的」な締付トルクを付加する締付工具についても対応可能なトルク検定装置の提供を課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、締結部品を締め付ける締付工具の締付トルクを測定するトルク測定器と、該トルク測定器を操作するとともに該トルク測定器によって測定された締付トルクをトルク波形として取り込む操作装置と、を有するトルク検定装置であって、前記締付工具によって締結部品に加えられる締付トルクが、連続的に付加される「静的」な締付トルクである場合と、間欠的に付加される「動的」な締付トルクである場合とに応じて、前記操作装置内に取り込むトルク波形の周波数を切り替え可能とするものである。

請求項２においては、請求項１に記載のトルク検定装置であって、前記トルク測定器には、前記トルク測定器を貫通する動力伝達軸が回転可能に軸支され、前記動力伝達軸は、一方の端部にて締付工具の駆動シャフトを挿嵌するとともに、他方の端部にて前記締結部品と係合可能なソケットを挿嵌し、前記トルク測定器の内部における前記動力伝達軸の外周部には、該動力伝達軸の回転角度を検知する角度センサーと、該動力伝達軸の回転トルクを検知するトルクセンサーとが内装され、前記角度センサーおよびトルクセンサーの周囲には、振動吸収材が配設されるものである。

請求項３においては、請求項１または請求項２に記載のトルク検定装置であって、前記操作装置にはタッチパネルが備えられ、前記操作装置内に取り込むトルク波形の周波数の切り替え操作は、前記タッチパネルを介して行われるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明におけるトルク検定装置によれば、ナットランナーのような「静的」な締付トルクを付加する締付工具だけでなく、インパクトレンチのような「動的」な締付トルクを付加する締付工具に対しても、該締付工具と、該締付工具によって締め付けられるボルトやナットの締結部品との間に直接組付けられ、前記締付トルクを正確に測定することが可能になる。

本発明の一実施例に係るトルク検定装置を備えるトルク検定システムの全体的な構成を示した図であって、締付工具がインパクトレンチである場合を示した構成概略図。 同じく、締付工具がナットランナーである場合を示した構成概略図。 トルク検定装置に備えられるトルク検出器の内部構造を示した断面図。 トルク検定装置に備えられる制御装置において、該制御装置に備えられるモニターの画面表示の一例を示した図であり、計測設定画面を示した概略図。 従来のトルクテスターを備えるトルク検定システムの全体的な構成を示した構成概略図。 締付工具による締付トルクのトルク波形を示した図であり、（ａ）は締付工具がナットランナーである場合のトルク波形を示した線図であり、（ｂ）は締付工具がインパクトレンチである場合のトルク波形を示した線図。 トルク検定装置の操作方法を示したフローチャート。 トルク検定装置に備えられる制御装置において、該制御装置に備えられるモニターの画面表示の一例を示した図であり、計測画面を示した概略図。

次に、発明の実施の形態を説明する。

［トルク検定システム５０］
先ず、本発明を具現化するトルク検定装置１を備えたトルク検定システム５０の構成について、図１、図３および図５を用いて説明する。
なお、便宜上、図１、図３および図５における上下方向は、締付工具２における駆動シャフト２ｂの軸方向およびトルク測定器１１の上下方向をそれぞれ示すものとして規定し、以下の説明を行う。

トルク検定システム５０は、トルク検定装置１によって締付工具２のトルクセンサーを校正するためのシステムである。
ここで、締付工具２は、例えば作動油や圧搾空気などによって駆動されるハンマーの衝撃力を利用して、締結部品３ａに間欠的に締付トルクを付加するインパクトレンチによって構成される。

なお、締付工具２の構成については、インパクトレンチに限定されるものではなく、後述するようなナットランナーによって構成してもよい。
即ち、トルク検定装置１は、ナットランナーのような突発的な変動が少なく、「静的」な締付トルクを付加する締付工具１０２（図２を参照）に対して、締付工具１０２に内装されるトルクセンサー１０２ｂの校正を行う際に用いられるトルク検定装置であって、インパクトレンチのような突発的な変動が多く、「動的」な締付トルクを付加する締付工具２（図１を参照）にも対応可能とした検定装置なのである。

図１に示すように、トルク検定システム５０は締付工具２や、ボルトやナットなどの締結部品３ａを有するワーク３や、これら締付工具２とワーク３との間に配設されるトルク検定装置１などにより構成される。

そして、トルク検定装置１を用いて、実際に締付工具２が締結部品３ａに付加する締付トルク（以下、「実締付トルク」と記載する。）を測定し、締付工具２に内装されるトルクセンサー（図示せず）が表示する締付トルク（以下、「設定締付トルク」と記載する。）を、前記「実締付トルク」に一致させることで、前記トルクセンサーの校正が行われるのである。

締付工具２はワーク３の締結部品３ａに締付作業を施す工具である。
締付工具２は工具本体２Ａと、締付工具２の運転を制御するコントローラー２Ｂとを有して構成される。

工具本体２Ａは、様々な駆動機構やトルクセンサーなどを内装する本体部２ａや、本体部２ａより延出しつつ、軸心を中心にして回転可能に支持される駆動シャフト２ｂを有して構成される。
一方、コントローラー２Ｂは、表示部２ｃや様々な操作スイッチ群２ｄが配設されるとともに、電気コード２Ｃを介して本体部２ａと電気的に連結されている。

そして、操作スイッチ群２ｄを介して、コントローラー２Ｂに「設定締付トルク」が入力されると、コントローラー２Ｂは本体部２ａに出力信号を送信する。
すると、前記出力信号を受信した本体部２ａは、前述した駆動機構やトルクセンサーを介して、駆動シャフト２ｂを前記「設定締付トルク」によって回転駆動するのである。
なお、この際、操作スイッチ群２ｄを介して、コントローラー２Ｂに入力された「設定締付トルク」は、表示部２ｃによって表示されるようになっている。

次に、トルク検定装置１の構成について説明する。
トルク検定装置１は、前述の通り、実際に締付工具２が締結部品３ａに付加する「実締付トルク」を測定する装置である。
トルク検定装置１は主にトルク測定器１１や操作装置１２やソケット１３などにより構成される。

トルク測定器１１は、締付工具２の駆動シャフト２ｂによって、締結部品３ａに付加される「実締付トルク」を検出し、検出結果を操作装置１２に送信するためのものである。
即ち、図３に示すように、トルク測定器１１には、トルク測定器１１を貫通する動力伝達軸１１ａが設けられる。

動力伝達軸１１ａはトルク測定器１１の内部において、軸受け１１ｂ・１１ｂを介して回転可能に軸支される。また、動力伝達軸１１ａの両端部は、トルク測定器１１の内部より外部に向かって各々突出している。

そして、動力伝達軸１１ａの一方の端部（図３において、上方側の端部）には、嵌合穴１１ｃが動力伝達軸１１ａと同軸上に形成されており、嵌合穴１１ｃを介して、駆動シャフト２ｂは動力伝達軸１１ａと同軸上に嵌設される。

また、動力伝達軸１１ａの他方の端部（図３において、下方側の端部）には、ソケット１３が嵌設され、ソケット１３を介して、動力伝達軸１１ａと、締結部品３ａとが同軸上に嵌設される。

このように、上方から下方に向かって、締付工具２の駆動シャフト２ｂ、トルク測定器１１の動力伝達軸１１ａ、ソケット１３、ワーク３の締結部品３ａと順に配設されるとともに、これら部材群２ｂ・１１ａ・１３・３ａは互いに同軸上に嵌合し連結される。

一方、トルク測定器１１の内部において、動力伝達軸１１ａの外周部には、既知のレゾルバ式角度センサーからなる角度センサー１４や、同じく既存のスリップリング式トルクセンサーからなるトルクセンサー１５などが配設されている。

そして、締付工具２（図１を参照）の駆動シャフト２ｂに「設定締付トルク」が付加されると、該「設定締付トルク」は動力伝達軸１１ａ、ソケット１３と伝達されて、締結部品３ａに付加される。
この際、前述した「設定締付トルク」は、トルクセンサー１５によって「実締付トルク」として検出され、操作装置１２に送信されるのである。

なお、トルク測定器１１の内部において、角度センサー１４およびトルクセンサー１５は、弾性部材からなる振動吸収材１６によって、各々固定保持されている。
このような構成を有することで、例えインパクトレンチからなる締付工具２（図１を参照）によって、動力伝達軸１１ａに「動的」な締付トルクが付加されたとしても、該締付トルクの振動は振動吸収材１６によって吸収されてしまうため、角度センサー１４やトルクセンサー１５は、振動による悪影響を受けることがないのである。

操作装置１２は、トルク測定器１１の運転を制御するための装置である。
操作装置１２にはモニター１２ａが配設され、モニター１２ａには、後述する様々なタッチパネルの画面が表示されるようになっている。

そして、操作装置１２は電気コード１２ｂを介してトルク測定器１１と電気的に連結されており、前記タッチパネルの操作によって、トルク測定器１１の運転が制御されるとともに、トルク測定器１１によって検出された検出値が入力され、後述するように、「実締付トルク」が演算処理されるようになっている。

このように、本実施例におけるトルク検定装置１は、インパクトレンチのような「動的」な締付トルクを付加する締付工具２に対しても、締付工具２と、締付工具２によって締め付けられる締結部品３ａとの間に直接組付けられるため、前記締付トルクを正確に測定することが可能なのである。

即ち、図５に示すように、従来においては、インパクトレンチからなる締付工具２０２に対して、実際に締め付けようとするボルトやナットなどの被締付部品と、締付工具２０２との間に直接組付けることが可能なトルク検定装置が存在せず、主に専用のトルクテスター２０１を用いて、締付工具２０２に備えられるトルクセンサーの校正を行っていた。

より具体的には、トルクテスター２０１は、上面部にツール挿入部２１１ａを有する測定器本体２１１と、測定器本体２１１と電気的に連結される制御装置２１２とを有して構成される。

そして、インパクトレンチからなる締付工具２０２の駆動軸２０２ａの先端部を、ツール挿入部２１１ａ内に嵌挿し、駆動軸２０２ａを駆動回転する。すると、ツール挿入部２１１ａを介して、測定器本体２１１に「実締付トルク」が伝達され、制御装置２１２のモニター２１２ａ上に、前記「実締付トルク」）が表示される。

一方、締付工具２０２に内装されるトルクセンサー（図示せず）には、制御装置２０２ｂが電気的に連結されており、制御装置２０２ｂのモニター２０２ｃ上には、駆動軸２０２ａに付加される締付トルク（以下、「指定締付トルク」と記載する。）が表示される。

そして、制御装置２０２ｂを操作しながら、「指定締付トルク」を「実締付トルク」に徐々に近付けて一致させることで、締付工具２０２に内装されるトルクセンサー（図示せず）の校正が行われる。
つまり、インパクトレンチのように、締結部品に対して「動的」な締付トルクを付加する締付工具においては、実際に締め付けようとする締結部品と、締付工具との間に直接組付けることが可能なトルク検定装置が存在せず、トルクセンサーの校正を、高精度に行うことができなかった。

これに対して、本実施例におけるトルク検定装置１は、ナットランナーのような「静的」な締付トルクを付加する締付工具だけでなく、インパクトレンチのような「動的」な締付トルクを付加する締付工具に対しても、該締付工具と、該締付工具によって締め付けられるボルトやナットとの間に直接組付けられるため、前記締付トルクを正確に測定することが可能なのである。

［トルク検定システム１００］
次に、本発明を具現化するトルク検定装置の第二の実施形態であるトルク検定装置１０１を備えたトルク検定システム１００の構成について、図２を用いて説明する。
なお、便宜上、図２における上下方向は、締付工具１０２における駆動シャフト１０２ａの軸方向およびトルク測定器１１１の上下方向をそれぞれ示すものとして規定し、以下の説明を行う。
また、トルク検定装置１０１の構成については、前述したトルク検定システム５０に備えられるトルク検定装置１と同等であるため、説明を省略する。

トルク検定システム１００は、トルク検定装置１０１によって締付工具１０２のトルクセンサー１０２ｂを校正するためのシステムである。
ここで、締付工具１０２は、連続的に締付トルクを付加して、締結部品１０３ａを締め付けるナットランナーによって構成される。

トルク検定システム１００は締付工具１０２や、ボルトやナットなどの締結部品１０３ａを有するワーク１０３や、これら締付工具１０２とワーク１０３との間に配設されるトルク検定装置１０１などによって構成される。

締付工具１０２の駆動シャフト１０２ａは、ワーク１０３の締結部品１０３ａと互いに同軸上に配設され、これら駆動シャフト１０２ａと締結部品１０３ａとの間に、トルク検定装置１０１のトルク測定器１１１が配設される。

トルク測定器１１１の上下方向（駆動シャフト１０２ａの軸心方向。以下同じ。）において、一方側（締付工具１０２側）の端部には、動力伝達軸１１１ａが突出しており、動力伝達軸１１１ａの突出端部には、嵌合穴１１１ｃが動力伝達軸１１１ａと同軸上に形成されている。また、他方側（ワーク１０３側）の端部には、ソケット１１３が動力伝達軸１１１ａと同軸上に配設されている。

そして、駆動シャフト１０２ａの先端部が嵌合穴１１１ｃ内に嵌挿されることで、締付工具１０２とトルク測定器１１１とは連結され、締結部品１０３ａの頭部がソケット１１３の内周部に挿嵌されることで、トルク測定器１１１と締結部品１０３ａとが連結される。

こうして、互いに連結された締付工具１０２と、トルク検定装置１０１のトルク測定器１１１と、ワーク１０３の締結部品１０３ａとにおいて、駆動シャフト１０２ａが駆動回転すると、これにともない動力伝達軸１１１ａも駆動回転される。

すると、動力伝達軸１１１ａの駆動回転にともないソケット１１３も駆動回転され、締結部品１０３ａに「実締付トルク」が伝達される。また、トルク測定器１１１によって前記「実締付トルク」が検出され、該検出値（「実締付トルク」）は、トルク検定装置１０１に備えられる操作装置１１２のモニター１１２ａ上に表示される。

一方、締付工具１０２に備えられるトルクセンサー１０２ｂには、制御装置１０２ｃが電気的に連結されており、制御装置１０２ｃのモニター１０２ｄ上には、駆動シャフト１０２ａに付加される「指定締付トルク」が表示される。

そして、制御装置１０２ｃを操作しながら、「指定締付トルク」を「実締付トルク」に徐々に近付けて一致させることで、締付工具１０２に備えられるトルクセンサー１０２ｂの校正が行われるのである。

以上のように、本発明を具現化するトルク検定装置１（１０１）は、変動が多く「動的」な締付トルクを付加する締付工具２（インパクトレンチ）と、変動が少なく「静的」な締付トルクを付加する締付工具１０２（ナットランナー）との何れであっても、実際に締め付けようとする締結部品３ａ（１０３ａ）と、締付工具２（１０２）との間に直接組付けることが可能であり、トルクセンサー１０２ｂの校正を高精度に行うことができるのである。

［トルク検定方法］
次に、本発明を具現化すトルク検定装置１（１０１）の操作方法について、図４、図６および図７を用いて説明する。

図７に示すように、先ず、トルクセンサーの校正を行う締付工具２（１０２）に対して、作業者は、トルク検定装置１（１０１）をセットする（ステップＳ１０１）。
この際、前述したように、トルク検定装置１（１０１）は、トルク測定器１１（１１１）を介して、実際に締め付けようとする締結部品３ａ（１０３ａ）と、締付工具２（１０２）との間に直接組付けられる。

締付工具２（１０２）へのトルク検定装置１（１０１）のセットが完了すると、操作装置１２（１１２）が起動され、モニター１２ａ（１１２ａ）上に計測設定画面４０が表示される。

計測設定画面４０は、図４に示すように、複数の項目からなる入力欄４１や、数値を入力する際に用いられるテンキー４２などを有するタッチパネルによって構成されている。

そして、トルクセンサーの校正を行う締付工具２（１０２）が、インパクトレンチのような突発的な変動が多く、「動的」な締付トルクを付加する締付工具２（以下、「動的締付方式」の締付工具２と記載する。）であるのか、あるいはナットランナーのような突発的な変動が少なく、「静的」な締付トルクを付加する締付工具１０２（以下、「静的締付方式」の締付工具１０２と記載する。）であるのかに基づき、作業者は計測設定画面４０を介して、トルク検定装置１（１０１）の「運転モード」の切り替えを行う（ステップＳ１０２）。

より具体的には、作業者はトルクセンサーの校正を行う締付工具が、前記「動的締付方式」の締付工具２である場合は、計測設定画面４０において入力欄４１のインパクトモード入力欄４１ａに数値「１」を入力する。
これにより、トルク検定装置１は「インパクトモード」に設定される（ステップＳ１０３）。

また、トルクセンサーの校正を行う締付工具が、前記「静的締付方式」の締付工具１０２である場合は、作業者はインパクトモード入力欄４１ａに数値「０」を入力する。
これにより、トルク検定装置１は「非インパクトモード」に設定される（ステップＳ１１３）。

こうして、タッチパネル方式からなる計測設定画面４０において、入力欄４１のインパクトモード入力欄４１ａに入力された数値に基づいて、トルク検定装置１（１０１）の「運転モード」が「インパクトモード」あるいは「非インパクトモード」の何れかに決定されるのである。

ここで、前記「運転モード」とは、トルク測定器１１（１１１）によって検出される締付トルクの波形（以下、「トルク波形」と記載する。）の種類に応じて予め格納された、操作装置１２（１１２）の制御プログラムを意味する。
即ち、図６（ａ）に示すように、横軸に経過時間を表し、縦軸に締付トルクを表すこととして、「静的締付方式」の締付工具１０２によるトルク波形を、これら横軸および縦軸の関係によって表すと、前記トルク波形は締付工具１０２の運転開始直後より経過時間にともなって徐々に連続的に上昇し、締付工具１０２の運転停止によって瞬時に遮断される曲線によって表される。

一方、図６（ｂ）に示すように、横軸に経過時間を表し、縦軸に締付トルクを表すこととして、「動的締付方式」の締付工具２によるトルク波形を、これら横軸および縦軸の関係によって表すと、前記トルク波形は締付工具２の運転開始直後より、小刻みに増減を繰り返す正弦波によって表される。

なお、トルク検定装置１（１０２）によって測定されたトルク波形は、計測設定画面４０の表示方法を切り替えることによって、操作装置１２のモニター１２ａ上に表示されるようになっている。
即ち、「運転モード」の選択が「非インパクトモード」に設定された場合には、測定されたトルク波形は、図６（ａ）に示すような一連の曲線となって、モニター１１２ａ（図２を参照）に表示される。
また、「運転モード」の選択が「インパクトモード」に設定された場合には、測定されたトルク波形は、図６（ｂ）に示すような正弦波からなる断片的な曲線となって、モニター１２ａ（図１を参照）上に表示される。

このように、「静的締付方式」の締付工具１０２においては、トルク波形が、締付工具１０２の運転開始から運転停止に渡って、経過時間に伴い増加する一つの山（波形）によって表現される一方、「動的締付方式」の締付工具２においては、トルク波形が、締付工具２の運転開始から運転停止に渡って、複数の連続する山（波形）によって表現されることとなり、これらのトルク波形の周波数は大きく異なる。

従って、本実施例におけるトルク検定装置１（１０１）においては、これらトルク波形の周波数が大きく異なる「静的締付方式」の締付工具１０２、および「動的締付方式」の締付工具２に対して、それぞれ専用の「運転モード」を設け、タッチパネル方式からなる計測設定画面４０の入力欄４１（より詳しくは、インパクトモード入力欄４１ａ）を介して、予め適切な「運転モード」を選択可能にしている。

即ち、トルク検定装置１０１によってトルクセンサーの校正を行う締付工具が、ナットランナーのような「静的締付方式」の締付工具１０２である場合には、トルク検定装置１０１の設定を、予め「非インパクトモード」に切り替えることとしている。
また、トルク検定装置１によってトルクセンサーの校正を行う締付工具が、インパクトレンチのような「動的締付方式」の締付工具２である場合には、トルク検定装置１の設定を、予め「インパクトモード」に切り替えることとしている。

そして、トルク検定装置１（１０１）の設定を各モードに切り替えた後、後述するように、「サンプリング数」および「サンプリング間隔」を任意に設定可能することで、本実施例におけるトルク検定装置１（１０１）では、これら特有の周波数からなる締付トルクの波形を操作装置１２（１１２）内に取り込む際に、該周波数の特有の性質に見合った適切な周波数に切り替え可能としているのである。

締付工具２（１０２）に関する「運転モード」の選択が完了すると、選択された「運転モード」に基づいて、さらに他の測定条件が、計測設定画面４０の入力欄４１を介して入力される。

即ち、「運転モード」として「インパクトモード」が設定された場合（ステップ１０３）、その後、作業者は入力欄４１に設けられる各項目の入力欄に、「サンプリング数」（ステップＳ１０４）、「サンプリング間隔」（ステップＳ１０５）、「トルク係数」（ステップＳ１０６）、「トルク波形フルスケール値」（ステップＳ１０７）、「角度波形フルスケール値」（ステップＳ１０８）を順に入力し、これら各項目を設定する。

ここで、「サンプリング数」とは、実測値として操作装置１２に取り込むトルク波形を再現するために取得するデータ数（測定値の数）を意味する。また、「サンプリング間隔」とは、「サンプリング数」を検出する際の時間的間隔を意味する。
そして、これら「サンプリング数」と「サンプリング間隔」との積（「サンプリング数」×「サンプリング間隔」）によって、トルク波形を再現するためのデータ総数や全体の計測時間が決定する。

また、「トルク係数」とは、後述するように、測定されたトルク波形に基づいて、平均トルク値を算出する際における補正値を意味する。
さらに、「トルク波形フルスケール値」とは、計測設定画面４０の表示方法の切り替えによって、操作装置１２のモニター１２ａ上に測定されたトルク波形を表示する場合において、縦軸に示される締付トルクの最大値を意味する。

また、「角度波形フルスケール値」とは、計測設定画面４０の表示方法の切り替えによって、操作装置１２のモニター１２ａ上に測定されたトルク波形を表示する場合において、縦軸に示される回転角度の最大値を意味する。
即ち、操作装置１２のモニター１２ａ上に測定されたトルク波形を表示する場合、横軸は通常、経過時間を示すこととしているが、インパクトレンチなどの締付工具２においては、表示されるトルク波形に関する経過時間が極めて短時間となる場合がある。
このような場合、図６（ｂ）に示すように、例えば横軸には、回転角度としてトルク測定器１１（図１を参照）の動力伝達軸１１ａ（より詳しくは、ソケット１３）の回転角度を表すこととして、モニター１２ａ上にトルク波形を表示することとしている。
そして、前記横軸に示される回転角度の最大値は、「角度波形フルスケール値」として入力欄４１に入力される。

なお、入力欄４１の計測時間入力欄４１ｂにおいて、計測時間は前述の通り、「サンプリング数」と「サンプリング間隔」との積（「計測時間」＝「サンプリング数」×「サンプリング間隔」）によって設定されるところ、「運転モード」として、「インパクトモード」が設定された場合には、これら「サンプリング数」および「サンプリング間隔」に関する数値がそれぞれ入力されると、操作装置１２に格納されるプログラムによって自動的に演算処理され、該演算結果が計測時間入力欄４１ｂに表示される。
つまり、「運転モード」として、「インパクトモード」が設定された場合には、正弦波からなる断片的な曲線（図６（ｂ）を参照）によって示されるような、一つの山（波形）の周期が極めて短い周波数からなるトルク波形を確実に把握できるように、「サンプリング数」および「サンプリング間隔」を細かく調整しつつ任意の値に設定可能となっているのである。

一方、「運転モード」として、「非インパクトモード」が設定された場合（ステップＳ１１３）、その後、作業者は入力欄４１に設けられる各項目の入力欄に、前述した「計測時間」（ステップＳ１１４）、「トルク波形フルスケール値」（ステップＳ１０７）、「角度波形フルスケール値」（ステップＳ１０８）を順に入力し、これら各項目を設定する。

ここで、前記「計測時間」において、「非インパクトモード」では、予め定められた「サンプリング間隔」が操作装置１２に設定されており、入力欄４１の計測時間入力欄４１ｂに数値を入力することで、操作装置１２に格納されるプログラムによって、「サンプリング数」は自動的に演算処理される。
つまり、「運転モード」として、「非インパクトモード」が設定された場合には、一連の連続的な曲線によって示されるとともに、「インパクトモード」に比べて一つの山（波形）の周期が比較的長い周波数からなる周波数を有したトルク波形を容易に把握できるように、「サンプリング間隔」が予め設定され、且つ「計測時間」に基づいて「サンプリング数」が自動的に把握されるようになっている。

このように、本実施例におけるトルク検定装置１（１０１）においては、締付工具２（１０２）によって締結部品３ａ（１０３ａ）に加えられる「実締付トルク」が、連続的に付加する「静的」な締付トルクである場合（「非インパクトモード」に設定される場合）と、間欠的に付加する「動的」な締付トルクである場合（「インパクトモード」に設定された場合）とに応じて、「サンプリング数」および「サンプリング間隔」の設定方法を切り替えることで、操作装置１２（１１２）内に取り込むトルク波形の周波数を切り替え可能な構成としているのである。

ところで、各「運転モード」の選択（「インパクトモード」あるいは「非インパクトモード」）後、入力欄４１による各種の測定条件の入力作業が完了すると、作業者は、図８に示す計測画面４５に、操作装置１２（１１２）のモニター１２ａ（１１２ａ）の表示を一旦切り替え、待機する（ステップＳ１０９）。
その後、締付工具２（１０２）に備えられるトルクセンサーの校正が行われる（ステップＳ１１０）。

トルクセンサーの構成は以下のようにして行われる。
即ち、締付工具２（１０２）の駆動シャフト２ｂ（１０２ａ）が駆動回転され、これにともない、トルク測定器１１（１１１）の動力伝達軸１１ａ（１１１ａ）が駆動回転される。

すると、動力伝達軸１１ａ（１１１ａ）の駆動回転にともないソケット１３（１１３）が駆動回転され、締結部品３ａ（１０３ａ）に「実締付トルク」が伝達される。また、トルク測定器１１（１１１）によって前記「実締付トルク」が検出され、該検出値（「実締付トルク」）は、トルク検定装置１（１０１）に備えられる操作装置１２（１１２）のモニター１２ａ（１１２ａ）上に表示される。

一方、締付工具２（１０２）に備えられるトルクセンサー（１０２ｂ）には、コントローラー２Ｂ（制御装置１０２ｃ）が電気的に連結されており、コントローラー２Ｂ（制御装置１０２ｃ）の表示部２ｃ（モニター１０２ｄ）上には、駆動シャフト２ｂ（１０２ａ）に付加される「指定締付トルク」が表示される。

そして、コントローラー２Ｂ（制御装置１０２ｃ）を操作しながら、「指定締付トルク」を「実締付トルク」に一致させることで、締付工具２（１０２）に備えられるトルクセンサー（１０２ｂ）の校正が行われるのである。

ここで、このようなトルクセンサーの校正を行う際において、「運転モード」の選択が、「インパクトモード」に設定されている場合の、「実締付トルク（ＴｑＡ）」の演算方法について説明する。

図６（ｂ）に示すように、操作装置１２には、予め「スナッグトルク値」（閾値となるトルク値）が設定されており、操作装置１２に取り込まれるトルク波形の測定は、前記「スナッグトルク値」を超えた時点から開始され、前述した「計測時間」が経過した時点で終了する。
つまり、トルク波形は、「スナッグトルク値」を超えた時点から、「計測時間」によって示される時間分だけ、操作装置１２に取り込まれる。

トルク波形の測定が終了すると、該トルク波形を構成するこれら正弦波による複数の連続する山（波形）のうち、測定終了直前の山（波形）を含んだ連続する４個の山（波形）（つまり、図６（ｂ）における山（波形）ｍ１・ｍ２・ｍ３・ｍ４）が選択される。

その後、これら複数の山（波形）ｍ１・ｍ２・ｍ３・ｍ４に関して、「スナッグトルク値」を上回った時点から下回った時点までの最大締付トルク値（各山（波形）の頂点における締付トルク値）がそれぞれ算出され、これら最大締付トルク値（Ｔｑ１・Ｔｑ２・Ｔｑ３・Ｔｑ４）のうち、測定終了直前の山（波形）を含んだ連続する３個の山（波形）（つまり、図６（ｂ）における山（波形）ｍ１・ｍ２・ｍ３）に関する最大締付トルク値（Ｔｑ１・Ｔｑ２・Ｔｑ３）を有効と判断して、これら３個の最大締付トルク値の平均値（Ｔｑａ＝（Ｔｑ１＋Ｔｑ２＋Ｔｑ３）／３）が求められる。

そして、算出されたこれら３個の最大締付トルク値の平均値（Ｔｑａ）に、前述した「トルク係数（α）」が積算され、「実締付トルク（ＴｑＡ）」が算出される。
つまり、「実締付トルク（ＴｑＡ）」は、以下の演算式によって算出されるのである。

ＴｑＡ＝α×Ｔｑａ＝α×（Ｔｑ１＋Ｔｑ２＋Ｔｑ３）／３・・・（数式１）

なお、前述のとおり、最大締付トルク値の平均値（Ｔｑａ）は、トルク波形を構成する４個の連続する山（波形）ｍ１・ｍ２・ｍ３・ｍ４を一旦選択し、そのうえで、測定終了直前の山（波形）を含んだ連続する３個の山（波形）（ｍ１・ｍ２・ｍ３）を用いて算出することとしている。
従って、本実施例におけるトルク検定装置１では、操作装置１２に取り込まれたトルク波形を構成する山（波形）が、４個以上存在しない場合、「測定不良」としてモニター１２ａ上に異常表示がなされ、「実締付トルク（ＴｑＡ）」の算出は行われないようになっている。

一方、「運転モード」の選択が、「非インパクトモード」に設定されている場合の、「実締付トルク（ＴｑＢ）」の演算方法については、以下に示す方法による。
即ち、図６（ａ）に示すように、操作装置１２に取り込まれるトルク波形の測定は、締付工具１０２の駆動シャフト１０２ａの駆動回転直後から開始され、前述した「計測時間」が経過した時点で終了する。

トルク波形の測定が終了すると、該トルク波形の最大締付トルク値（図６（ａ）における締付トルク値Ｔｑｂ）が算出される。
そして、該最大締付トルク値（Ｔｑｂ）をもって、「実締付トルク（ＴｑＢ）」が算出される。
つまり、「実締付トルク（ＴｑＢ）」は、以下の演算式によって算出されるのである。

ＴｑＢ＝Ｔｑｂ・・・（数式２）

なお、トルク波形の計測の終了直前に見られる、突発的に急上昇する締付トルク値（図６（ａ）に示す締付トルク値（Ｔｑｃ））については、前記「最大締付トルク値（Ｔｑｂ）」を算出するうえで省かれるようになっている。

以上のように、本実施例におけるトルク検定装置１（１０１）は、締結部品３ａ（１０３ａ）を締め付ける締付工具２（１０２）の締付トルクを測定するトルク測定器１１（１１１）と、トルク測定器１１（１１１）を操作するとともにトルク測定器１１（１１１）によって測定された締付トルクをトルク波形として取り込む操作装置１２（１１２）と、を有するトルク検定装置１（１０１）であって、締付工具２（１０２）によって締結部品３ａ（１０３ａ）に加えられる締付トルク（「実締付トルク」）が、連続的に付加する「静的」な締付トルクである場合と、間欠的に付加する「動的」な締付トルクである場合とに応じて、操作装置１２（１１２）内に取り込むトルク波形の周波数を切り替え可能とするものである。

このような構成を有することで、本実施例におけるトルク検定装置１（１０１）によれば、ナットランナーのような「静的」な締付トルクを付加する締付工具１０２だけでなく、インパクトレンチのような「動的」な締付トルクを付加する締付工具２に対しても、締付工具２と、締付工具２によって締め付けられるボルトやナットの締結部品３ａとの間に直接組付けられ、締付トルクを正確に測定することが可能になる。

即ち、前述したように、「静的締付方式」の締付工具１０２においては、トルク波形が、締付工具１０２の運転開始から運転停止に渡って、経過時間に伴い増加する一つの山（波形）によって表現される一方、「動的締付方式」の締付工具２においては、トルク波形が、締付工具２の運転開始から運転停止に渡って、複数の連続する山（波形）によって表現されることとなり、これらトルク波形の周波数は大きく異なる。
よって、本実施例におけるトルク検定装置１（１０１）においては、締付工具２（１０２）によって締結部品３ａ（１０３ａ）に加えられる締付トルク（「実締付トルク」）が、「静的締付方式」である場合と、「動的締付方式」である場合とに応じて、「運転モード」（インパクトモード、あるいは非インパクトモード）を切り替えることとしている。
そして、トルク検定装置１（１０１）の設定を各モードに切り替えた後、「サンプリング数」および「サンプリング間隔」を任意に設定可能することで、本実施例におけるトルク検定装置１（１０１）では、これら特有の周波数からなる締付トルクの波形を操作装置１２（１１２）内に取り込む際に、該周波数の特有の性質に見合った適切な周波数に切り替え可能としているのである。

また、本実施例におけるトルク検定装置１（１０１）において、トルク測定器１１（１１１）には、トルク測定器１１（１１１）を貫通する動力伝達軸１１ａ（１１１ａ）が回転可能に軸支され、動力伝達軸１１ａ（１１１ａ）は、一方の端部にて締付工具２（１０２）の駆動シャフト２ｂ（１０２ａ）を挿嵌するとともに、他方の端部にて締結部品３ａ（１０３ａ）と係合可能なソケット１３（１１３）を挿嵌し、トルク測定器１１（１１１）の内部における動力伝達軸１１ａ（１１１ａ）の外周部には、動力伝達軸１１ａ（１１１ａ）の回転角度を検知する角度センサー１４と、動力伝達軸１１ａ（１１１ａ）の回転トルクを検知するトルクセンサー１５とが内装され、角度センサー１４およびトルクセンサー１５の周囲には、振動吸収材１６が配設されるものである。
つまり、トルク検定装置１（１０１）のトルク測定器１１（１１１）の内部において、角度センサー１４およびトルクセンサー１５は、弾性部材からなる振動吸収材１６によって、各々固定保持されている。

このような構成を有することで、トルク検定装置１（１０１）においては、例えインパクトレンチからなる締付工具２によって、トルク測定器１１（１１１）の動力伝達軸１１ａに「動的」な締付トルクが付加されたとしても、該締付トルクの振動は振動吸収材１６によって吸収されることとなる。
従って、トルク測定器１１（１１１）内の角度センサー１４やトルクセンサー１５は、前記「動的」な締付トルクによる振動によって、悪影響を受けることもなく、前記締付トルクを正確に測定することができるのである。

また、本実施例におけるトルク検定装置１（１０１）において、操作装置１２（１１２）にはタッチパネル方式からなる計測設定画面４０が備えられ、操作装置１２（１１２）内に取り込むトルク波形の周波数の切り替え操作は、前記タッチパネル方式からなる計測設定画面４０を介して行われるものである。
つまり、トルク検定装置１（１０１）において、「運転モード」の切り替えは、操作装置１２（１１２）内に格納されるプログラム上において自動的に行われるのではなく、タッチパネル方式からなる計測設定画面４０を介して、ハード基盤上によって行われる。

従って、不意なプログラム上の不具合等によって、「運転モード」の切り替えについて、誤動作が発生することもなく、締付工具２（１０２）における締付トルクを正確に測定することができるのである。

１・１０１ トルク検定装置
２・１０２ 締付工具
２ｂ・１０２ａ 駆動シャフト
３ａ・１０３ａ 締結部品
１１・１１１ トルク測定器
１１ａ・１１１ａ 動力伝達軸
１２・１１２ 操作装置
１３・１１３ ソケット
１４ 角度センサー
１５ トルクセンサー
１６ 振動吸収材
４０ 計測設定画面

Claims (3)

1. 締結部品を締め付ける締付工具の締付トルクを測定するトルク測定器と、該トルク測定器を操作するとともに該トルク測定器によって測定された締付トルクをトルク波形として取り込む操作装置と、を有するトルク検定装置であって、
   前記締付工具によって締結部品に加えられる締付トルクが、連続的に付加される「静的」な締付トルクである場合と、間欠的に付加される「動的」な締付トルクである場合とに応じて、前記操作装置内に取り込むトルク波形の周波数を切り替え可能とする、
   ことを特徴とするトルク検定装置。
2. 前記トルク測定器には、前記トルク測定器を貫通する動力伝達軸が回転可能に軸支され、
   前記動力伝達軸は、一方の端部にて締付工具の駆動シャフトを挿嵌するとともに、他方の端部にて前記締結部品と係合可能なソケットを挿嵌し、
   前記トルク測定器の内部における前記動力伝達軸の外周部には、該動力伝達軸の回転角度を検知する角度センサーと、該動力伝達軸の回転トルクを検知するトルクセンサーとが内装され、
   前記角度センサーおよびトルクセンサーの周囲には、振動吸収材が配設される、
   ことを特徴とする、請求項１に記載のトルク検定装置。
3. 前記操作装置にはタッチパネルが備えられ、
   前記操作装置内に取り込むトルク波形の周波数の切り替え操作は、前記タッチパネルを介して行われる、
   ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のトルク検定装置。
   

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