JP2012236264A - Torque wrench - Google Patents

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Yoshiki Ito
仁樹 伊藤
Toshitaka Saeki
利孝 佐伯
Takayuki Shimodaira
貴之 下平
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately measure an actual fastening force applied to a screw even if fastening work is carried out for the screw while a torque wrench is tilted.SOLUTION: The torque wrench 20 includes a fastening head 21 at the tip of a shaft 22. The fastening head 21 includes an engaging part 24 engaged with a nut 12. In the engaging part 24, three distance sensors 25 are arranged in a circular arc part 24b in the direction of an axis A of the nut 12 in order to detect the tilting of the torque wrench 20 with respect to the axis A. The tilting of the torque wrench 20 is detected from a difference between the detected distances using a tilting angle detection part 27, thereby detecting actual torque to the nut 12. A preset prescribed torque value is corrected by a torque correction circuit 30, and a corrected prescribed torque value is calculated.

Description

本発明は、ねじ締め用の工具としての機能と、締め付けトルクを測定する機能とを有するトルクレンチに関するものである。   The present invention relates to a torque wrench having a function as a screw tightening tool and a function of measuring a tightening torque.

ねじの締め付けを行うための工具としてはレンチが一般に用いられるが、ねじに緩みがなく、しかもねじ山等に損傷、ダメージといったものを生じさせないように、適正な締め付けを行うために、締め付けトルクを測定する機能を併せ有するトルクレンチが用いられる。そして、予め規定のトルク値を設定しておき、測定したトルクがこの設定した規定トルクに達したときに、それを作業者に認識させるように構成する。これによって、過不足のないトルクを作用させて、高精度なねじ締め作業を行うことができる。ここで、トルクレンチはハンド式、油圧式、電動式といったものが用いられるが、いずれのタイプのトルクレンチについても、同様のことが言える。   A wrench is generally used as a tool for tightening screws, but the tightening torque must be set in order to ensure proper tightening so that the screws do not loosen and the threads are not damaged or damaged. A torque wrench having a function of measuring is used. A predetermined torque value is set in advance, and when the measured torque reaches the set specified torque, the operator is made to recognize it. As a result, a torque with no excess or deficiency can be applied to perform a highly accurate screw tightening operation. Here, although a hand type, a hydraulic type, and an electric type are used as the torque wrench, the same can be said for any type of torque wrench.

また、ねじの締め付けを行うヘッド部の構成としては、ラチェット式、スパナ式、モンキー式等様々なものがあり、トルク測定の方式としては、歪みセンサを用いたものや、ロードセルを用いたもの等がある。   In addition, there are various configurations such as a ratchet type, spanner type, monkey type, etc., for the head part that tightens the screw, and a torque measurement method using a strain sensor, a load cell, etc. There is.

トルクレンチとして、特許文献1に開示されているものが従来から知られている。この公知のトルクレンチは、締め付け部に起歪体を連結して設け、締め付け部により作用する締め付け力を起歪体の歪み量として検出する歪みセンサとを備え、この歪みセンサからの信号に基づいてトルクを演算し、このトルク演算部により測定したトルク値と、予め設定したトルク値とを比較し、測定トルク値が設定トルク値になると、それを表示し、またブザーやランプ等でその旨を作業者に報知する構成としている。   A torque wrench disclosed in Patent Document 1 is conventionally known. This known torque wrench includes a strain sensor connected to a tightening portion, and includes a strain sensor that detects a tightening force applied by the tightening portion as a strain amount of the strain generating body, and is based on a signal from the strain sensor. Torque is calculated, and the torque value measured by the torque calculator is compared with the preset torque value.When the measured torque value becomes the set torque value, it is displayed, and this is indicated by a buzzer or lamp. Is configured to notify the operator.

特開2006−289535号公報JP 2006-289535 A

ところで、トルクレンチにより測定されるトルク値は、その締め付け部に作用する回転時に作用するトルクであり、ねじが締め付けられる際におけるねじに作用した実際の締め付け力ではない。トルクレンチはねじ部を回転させることによって、ねじに対して軸線方向の推進力を生じさせるものであるが、締め付け力の測定を正確に行うには、トルクレンチによりねじ部を回転させた時に、ねじが軸線方向に進む力が作用し、それ以外の方向に力が及ばないようにしなければならない。このためには、トルクレンチをねじ部の軸線と直交する方向に配置する必要がある。しかしながら、特にハンド式のトルクレンチの場合に、操作力の軽減を図る等の観点から、長尺の軸部を用いることになり、ねじ部の周囲にトルクレンチの回転に対する干渉物等が存在しており、このトルクレンチをねじ部の軸線と直交する方向に延在させた状態で締め付けられない場合がある。このような状況下では、トルクレンチの規定トルク値が得られても、ねじ部が適正な状態まで締め付けられないことになる。   By the way, the torque value measured by the torque wrench is a torque that acts on the tightening portion during rotation and is not an actual tightening force that acts on the screw when the screw is tightened. The torque wrench generates an axial propulsive force on the screw by rotating the screw part. To accurately measure the tightening force, when the screw part is rotated by the torque wrench, Force that the screw advances in the axial direction must be applied, and force should not be applied in the other direction. For this purpose, it is necessary to arrange the torque wrench in a direction orthogonal to the axis of the screw portion. However, especially in the case of a hand-type torque wrench, a long shaft portion is used from the viewpoint of reducing the operating force, and there is an interference with the rotation of the torque wrench around the screw portion. In some cases, the torque wrench cannot be tightened in a state in which the torque wrench extends in a direction orthogonal to the axis of the screw portion. Under such circumstances, even if the specified torque value of the torque wrench is obtained, the threaded portion cannot be tightened to an appropriate state.

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、トルクレンチが傾いた状態で締め付け作業が行われても、ねじ部に作用する実際の締め付け力を正確に測定できるようにすることにある。   The present invention has been made in view of the above points. The purpose of the present invention is to accurately calculate the actual tightening force acting on the screw portion even if the torque wrench is tilted. It is to be able to measure.

前述した目的を達成するために、本発明は、ねじ部を螺回させるように係合される締め付けヘッドと、この締め付けヘッドに回転力を作用させる軸部とからなり、前記締め付けヘッドに作用するトルクを測定すると共に、前記ねじ部に実際に作用させるべき規定トルク値が設定されるトルクレンチであって、前記締め付けヘッドに装着され、前記ねじ部の外面に対向して、このねじ部の軸線方向に所定の間隔だけ離間した位置に設けられ、前記外面までの距離を測定する少なくとも2個の距離センサと、前記各距離センサからの検出信号に基づいて前記ねじ部の軸線に対する前記締め付けヘッドの傾き角度を演算する傾き角演算手段と、前記傾き角演算手段による演算結果に基づいて前記規定トルク値を補正するトルク値補正手段とを備える構成としたことをその特徴とするものである。   In order to achieve the above-mentioned object, the present invention comprises a fastening head engaged so as to screw a threaded portion and a shaft portion that applies a rotational force to the fastening head, and acts on the fastening head. A torque wrench for measuring a torque and setting a specified torque value to be actually applied to the screw portion, the torque wrench being mounted on the tightening head and facing an outer surface of the screw portion, the axis of the screw portion And at least two distance sensors that measure the distance to the outer surface, and the tightening head with respect to the axis of the screw portion based on a detection signal from each distance sensor. An inclination angle calculating means for calculating an inclination angle, and a torque value correcting means for correcting the specified torque value based on a calculation result by the inclination angle calculating means. It is an its characterized in that a formed.

トルクレンチにおける締め付けヘッドが係合するねじ部の外形は、円形等の曲面形状であっても良いが、外形が角形、特に六角形状のものが一般的である。六角形状のねじ部を締め付ける場合に、締め付けヘッドはねじ部の平行な方向に向く2つの面と係合することになる。このために、これら各面に隣接し、傾斜している2面が締め付けヘッドの内面と対面する。従って、距離センサをこれら2面に対向するように設けると、締め付けヘッドの傾きをより正確に測定できる。そして、距離センサはねじ部の軸線方向に所定の間隔だけ離間した位置、つまり締め付けヘッドの厚み方向に複数個配列する。配列される距離センサの数は最低限2個とするが、3個乃至それ以上の数設けることもできる。   The external shape of the threaded portion with which the tightening head in the torque wrench is engaged may be a curved surface shape such as a circle, but the external shape is generally rectangular, particularly hexagonal. When tightening the hexagonal threaded portion, the tightening head engages with two surfaces facing the parallel direction of the threaded portion. For this reason, two inclined surfaces adjacent to these surfaces face the inner surface of the clamping head. Therefore, if the distance sensor is provided so as to face these two surfaces, the inclination of the tightening head can be measured more accurately. A plurality of distance sensors are arranged at positions spaced apart by a predetermined interval in the axial direction of the threaded portion, that is, in the thickness direction of the fastening head. The number of distance sensors to be arranged is at least two, but three or more may be provided.

ここで、トルクレンチの傾きは、ねじ部に係合させたときに、このねじ部におけるねじの進み方向であるねじ部の軸線に」対して、前方または後方に傾倒している状態をいうものであり、傾き角はこの軸線と直交する方向に対するものである。   Here, the inclination of the torque wrench means a state in which the torque wrench is tilted forward or backward with respect to the axis of the screw portion, which is the screw advance direction in the screw portion, when engaged with the screw portion. The inclination angle is relative to the direction orthogonal to this axis.

トルクレンチによりねじ部に作用させる締め付け力が、このトルクレンチの傾きにより規定トルク値を補正した締め付けトルクが作用すると、その状態でトルクレンチの負荷がそれ以上ねじ部に作用しないようにする必要があり、従って作業者に報知しなければならない。この報知の方法は格別限定されないが、ブザー等の警報音とするのが望ましい。   When the tightening force that is applied to the threaded portion by the torque wrench is applied with a tightening torque that is corrected to the specified torque value by the inclination of the torque wrench, it is necessary to prevent the load of the torque wrench from further acting on the threaded portion in that state. Yes, so the operator must be informed. The notification method is not particularly limited, but it is desirable to use an alarm sound such as a buzzer.

トルクレンチが傾いた状態で締め付け作業が行われても、ねじ部に作用する実際の締め付け力を正確に測定できて、ねじ部の締め付け力に過不足が生じるのを防止乃至抑制できる。   Even if the tightening operation is performed in a state where the torque wrench is tilted, the actual tightening force acting on the screw portion can be accurately measured, and excessive or insufficient tightening force of the screw portion can be prevented or suppressed.

ねじが締め付けられる配管接続部の一例として、ホースとパイプとの接続部を示す正面図である。It is a front view which shows the connection part of a hose and a pipe as an example of the piping connection part by which a screw is fastened. 図1のホースとパイプとを分離した状態の正面図である。It is a front view of the state which isolate | separated the hose and pipe of FIG. 本発明の実施の一形態を示すトルクレンチの正面図である。It is a front view of the torque wrench which shows one embodiment of the present invention. 図3の右側面図である。FIG. 4 is a right side view of FIG. 3. トルクレンチの締め付けヘッドと配管接続のためのナットとの係合部を示す要部拡大構成説明図である。It is principal part expansion structure explanatory drawing which shows the engaging part of the fastening head of a torque wrench, and the nut for piping connection. トルクレンチを傾けてねじの締め付けを行っている状態を示す作用説明図である。It is an action explanatory view showing the state where the torque wrench is inclined and the screw is tightened. 図6の状態でトルクレンチを操作したときに、ねじ部に作用する力を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the force which acts on a thread part when operating a torque wrench in the state of FIG. トルクレンチの傾き検出を行っている状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which is detecting the inclination of a torque wrench. トルクレンチの傾け角と規定トルクの補正値との関係を示す線図である。It is a diagram which shows the relationship between the inclination angle of a torque wrench, and the correction value of a regulation torque. 規定トルク値の補正機構の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the correction | amendment mechanism of a regular torque value.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、図1及び図2にトルクレンチを用いて接続される配管接続部の一構成例を示す。配管接続部は、曲げ方向に可撓性のあるホース1を所定の位置に固定的に設けた硬質のパイプ2に着脱可能に接続するものである。この配管接続のために、ホース1の先端には口金3が連結されており、パイプ2の端部は接続口部4となっている。なお、図1はホース1とパイプ2とを分離した状態が示され、図2は接続状態が示されている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIG.1 and FIG.2 shows one structural example of the piping connection part connected using a torque wrench. The pipe connection portion is detachably connected to a hard pipe 2 provided with a flexible hose 1 in a bending direction fixedly at a predetermined position. For this pipe connection, a base 3 is connected to the tip of the hose 1, and the end of the pipe 2 is a connection port 4. 1 shows a state where the hose 1 and the pipe 2 are separated, and FIG. 2 shows a connected state.

ホース1の先端に設けた口金3は、口金本体10とナット11とから構成され、口金本体10にはナット11を締め付ける際に口金本体10が回転しないように保持するための固定用ナット部12が形成されている。ナット11は口金本体10に対して回転自在であり、しかもこの口金本体10と連結状態に保持される袋ナットである。また、パイプ2における接続口部4は、外周面にねじ溝13を形成した部位であり、この接続口部4にはロックナット14が螺合されている。   A base 3 provided at the tip of the hose 1 is composed of a base body 10 and a nut 11, and a fixing nut portion 12 for holding the base body 10 so as not to rotate when the nut 11 is tightened to the base body 10. Is formed. The nut 11 is a cap nut that is rotatable with respect to the base body 10 and is held in a connected state with the base body 10. Further, the connection port 4 in the pipe 2 is a portion where a thread groove 13 is formed on the outer peripheral surface, and a lock nut 14 is screwed into the connection port 4.

ナット11の締め付けはトルクレンチ20を用いて行われる。トルクレンチ20は、例えば図3及び図4に示したように、締め付けヘッド21に軸部22を連設したものから構成され、軸部22の先端は握り部23となったものである。なお、トルクレンチはこれに限定されるものではない。トルクレンチ20は、ねじ締め用の工具として機能するものであり、しかも締め付けトルクを測定する機能も併せ有するものである。そして、測定された現在の締め付けトルクの値と、締め付け時に目標とする規定トルク値とが表示されるようになっており、このために軸部22にはトルク表示部23が形成されている。   The nut 11 is tightened using a torque wrench 20. For example, as shown in FIGS. 3 and 4, the torque wrench 20 is configured by connecting a shaft portion 22 to a fastening head 21, and the tip of the shaft portion 22 is a grip portion 23. The torque wrench is not limited to this. The torque wrench 20 functions as a screw tightening tool and also has a function of measuring a tightening torque. Then, the measured current tightening torque value and the target specified torque value at the time of tightening are displayed. For this purpose, a torque display portion 23 is formed on the shaft portion 22.

ここで、トルクレンチ20の締め付けヘッド21は、概略U字状の凹部からなる係合部24を有するものであり、この係合部24がねじ部を構成するナット11に係合することになる。ここで、ナット11の外形は概略正六角形となっており、図5に示したように、係合部24を構成する相対向する鉛直壁部24a,24aがこの六角形の相互に平行な2つの面に当接することになる。また、この平行な2つの面から一方側の頂点に向けた2つの斜辺と、他方側の頂点に向けた2つの斜辺とを有するものであるが、締め付けヘッド21をナット11に係合させたときには、一方側の組の斜辺が係合部24の内部に位置することになる。   Here, the tightening head 21 of the torque wrench 20 has an engaging portion 24 formed of a substantially U-shaped recess, and this engaging portion 24 engages with the nut 11 constituting the screw portion. . Here, the outer shape of the nut 11 is substantially a regular hexagon. As shown in FIG. 5, the opposing vertical wall portions 24a and 24a constituting the engaging portion 24 are parallel to each other. Will abut against one surface. Further, the two heads have two oblique sides directed to one apex from the two parallel surfaces and two oblique sides directed to the other apex, and the fastening head 21 is engaged with the nut 11. In some cases, the hypotenuse of one set is located inside the engaging portion 24.

締め付けヘッド21の係合部24をナット11に係合させた状態で、トルクレンチ20の握り部22aを手で把持してねじ溝13の周囲に回転操作を行うと、ナット11は、それが螺合されているパイプ2の接続口部4のねじ溝13に沿って移動する結果、接続口部4の端面に口金本体10の端面が圧接される方向に向けて移動する。このナット11と接続口部4との間の相対移動の方向は軸線Aであり、トルクレンチ20を回転させることにより締め付け動作が行われる。   When the gripping portion 22a of the torque wrench 20 is gripped by hand with the engaging portion 24 of the tightening head 21 engaged with the nut 11 and rotated around the screw groove 13, the nut 11 As a result of moving along the thread groove 13 of the connection port 4 of the pipe 2 that is screwed, the end surface of the base body 10 is moved toward the direction in which the end surface of the base body 10 is pressed against the end surface of the connection port 4. The direction of relative movement between the nut 11 and the connection port 4 is the axis A, and the tightening operation is performed by rotating the torque wrench 20.

以上のように、トルクレンチ20によりナット11の締め付けが行われるが、ナット11の締め付けは、ホース1側の口金3における口金本体10の端面と接続口部4の端面とを圧接させて、その間に介装されるシール部材(図示せず)を撓めるようにする。その結果、ホース1とパイプ2との間に気密が確保され、しかも外力の作用等によりホース1とパイプ2との連結部分が分離しないようにする。   As described above, the nut 11 is tightened by the torque wrench 20. The nut 11 is tightened by pressing the end surface of the base body 10 and the end surface of the connection port 4 in the base 3 on the hose 1 side. A seal member (not shown) interposed between the two is bent. As a result, airtightness is ensured between the hose 1 and the pipe 2, and the connection portion between the hose 1 and the pipe 2 is not separated due to the action of an external force or the like.

ここで、口金本体10に回転自在に設けたナット11を設けることによって、ホース1をパイプ2に連結する際には、図6に示したように、口金3の口金本体10に設けた固定用ナット部12に固定用レンチ18を係合させ、この状態でナット11にトルクレンチ20を係合させて、トルクレンチ20の軸部22を回転操作する。これによって、ホース1とパイプ2とを接続する操作時に、それらが共回りすることはない。   Here, when the hose 1 is connected to the pipe 2 by providing the nut 11 rotatably provided on the base body 10, as shown in FIG. 6, the fixing body provided on the base body 10 of the base 3. The fixing wrench 18 is engaged with the nut portion 12, and the torque wrench 20 is engaged with the nut 11 in this state, and the shaft portion 22 of the torque wrench 20 is rotated. Thereby, at the time of operation which connects the hose 1 and the pipe 2, they do not rotate together.

トルクレンチ20によりナット11を回転させるときに生じるトルクは、このトルクレンチ20に内蔵させた歪みセンサ等により検出される。そして、ナット11に作用するトルクが所定の設定値となったときに、ねじ締め作業が終了したことになる。ここで、トルクレンチ20を軸線Aと直交する方向に配置して締め付けを行うと、ナット11に対して最大のトルクを作用させることができる。しかしながら、配管接続部の近傍に障害物Sがある等によって、図6に仮想線で示したように、トルクレンチ20を接続口部4の軸線Aと直交する方向に延在させることができず、軸線Aの前後方向に向けて角度θ分だけ傾いた状態となっていることがある。   Torque generated when the nut 11 is rotated by the torque wrench 20 is detected by a strain sensor or the like built in the torque wrench 20. When the torque acting on the nut 11 reaches a predetermined set value, the screw tightening operation is completed. Here, when the torque wrench 20 is arranged in the direction orthogonal to the axis A and tightened, the maximum torque can be applied to the nut 11. However, due to the obstacle S in the vicinity of the pipe connection portion, the torque wrench 20 cannot be extended in the direction orthogonal to the axis A of the connection port 4 as shown by the phantom line in FIG. , It may be inclined by an angle θ toward the longitudinal direction of the axis A.

トルクレンチ20が傾いたままでもナット11の締め付けを行うことができる。しかしながら、ナット11の直進方向への移動が阻害されることになり、その分だけ余分な締め付け力を作用させなければ、ナット11に必要な締め付けトルクが得られない。即ち、図7に示したように、ナット11の締め付け力は、軸線Aと直交する方向F1に働いている時が最大のものとなる。ただし、トルクレンチに作用する締め付け力は、トルクレンチ20が角度θだけ傾いていると、ナット11に作用する力は斜め方向F2となって、ナット11を回転させる方向への力の伝達が阻害される。その結果、トルクレンチ20の測定トルク値としては、予め設定された規定トルクが作用しているにも拘わらず、実際の締め付け力は目標とするトルク値にΔFだけ足りないという事態が発生する。   The nut 11 can be tightened even when the torque wrench 20 is tilted. However, the movement of the nut 11 in the straight direction is obstructed, and the necessary tightening torque cannot be obtained unless an excessive tightening force is applied. That is, as shown in FIG. 7, the tightening force of the nut 11 is maximized when it is working in the direction F <b> 1 orthogonal to the axis A. However, the tightening force acting on the torque wrench is that when the torque wrench 20 is inclined by an angle θ, the force acting on the nut 11 becomes the diagonal direction F2, and the transmission of the force in the direction of rotating the nut 11 is obstructed. Is done. As a result, as the measured torque value of the torque wrench 20, there is a situation where the actual tightening force is insufficient by ΔF to the target torque value despite the fact that the preset specified torque is acting.

そこで、図8に示したように、トルクレンチ20には、予め規定トルク値Tsetを設定しておく。この規定トルク値Tsetは、トルクレンチ20が傾斜していないとき、つまりナット11の軸線Aと直交する方向に延在されている状態で締め付けを行った時における最終的に目標とする締め付け力が作用するためのトルク値である。従って、トルクレンチ20の軸線Aに対する傾きがあると、その角度θの大きさに応じて、ナット11に作用するトルクの値Trealは、規定トルク値Tsetより小さくなり、目標とする締め付け力を作用するのではなく、締め付け力が不足する状態で規定トルク値Tsetが生じたことになる。そこで、トルクレンチ20が傾いた状態で締め付けを行っている際には、規定トルク値Tsetを目標とする締め付け力を発揮させるために、補正規定トルク値Tcomを目標とするように設定する。これによって、トルクレンチ20によるねじの締め付け作業を高精度に行うことができ、締め付け力不足といった事態を生じることはない。   Therefore, as shown in FIG. 8, a predetermined torque value Tset is set in advance in the torque wrench 20. This specified torque value Tset is the final target tightening force when the torque wrench 20 is not tilted, that is, when tightening is performed in a state extending in a direction orthogonal to the axis A of the nut 11. This is a torque value for acting. Therefore, if the torque wrench 20 is inclined with respect to the axis A, the torque value Treal acting on the nut 11 is smaller than the specified torque value Tset according to the magnitude of the angle θ, and the target tightening force is applied. Instead, the specified torque value Tset is generated in a state where the tightening force is insufficient. Therefore, when tightening with the torque wrench 20 tilted, the corrected specified torque value Tcom is set to be the target in order to exert the target tightening force with the specified torque value Tset. As a result, the tightening operation of the screw by the torque wrench 20 can be performed with high accuracy, and a situation such as insufficient tightening force does not occur.

従って、トルクレンチ20の傾き角を検出する。即ち、図9から明らかなように、トルクレンチ20の係合部24において、その鉛直壁部24a,24a間の部位は円弧形状部24bとなっており(図5参照)、この円弧形状部24bには、距離センサ25が装着されている。距離センサ25は、締め付けヘッド20の厚さ方向に、つまりトルクレンチ20をナット11に係合させたときの軸線Aの方向に向けて複数箇所、本実施の形態では3箇所設けたものを組として、これら距離センサ25の組は2箇所設けられている。そして、それぞれ3個の距離センサ25は締め付けヘッド21の係合部24における左右の鉛直壁部24aをナット11の相互に平行な2つの面と係合させたときに、円弧状部24bが対面する2つの斜辺に対面するようにして設けられている。   Therefore, the inclination angle of the torque wrench 20 is detected. That is, as apparent from FIG. 9, in the engaging portion 24 of the torque wrench 20, the portion between the vertical wall portions 24a, 24a is an arc-shaped portion 24b (see FIG. 5), and this arc-shaped portion 24b. Is equipped with a distance sensor 25. The distance sensor 25 includes a plurality of distance sensors 25 provided in the thickness direction of the tightening head 20, that is, in the direction of the axis A when the torque wrench 20 is engaged with the nut 11. As shown, two sets of these distance sensors 25 are provided. Each of the three distance sensors 25 faces the arcuate portion 24b when the left and right vertical wall portions 24a of the engaging portion 24 of the tightening head 21 are engaged with two mutually parallel surfaces of the nut 11. It is provided so as to face two oblique sides.

ここで、3箇所の距離センサ25を2組設けているのは、距離測定をより正確に行うためのものである。距離測定は、例えば光学的測定手段を用いて行うことができ、この場合には、距離センサ25はナット11の表面から離間していなければならないが、ナット11の1つの頂点の部位が円弧形状部24bに当接しても、距離センサ25の配設位置はナット11の外面とは非接触状態に保持されることになる。   Here, the two sets of the three distance sensors 25 are provided for more accurate distance measurement. The distance measurement can be performed using, for example, an optical measurement means. In this case, the distance sensor 25 must be separated from the surface of the nut 11, but one apex portion of the nut 11 has an arc shape. Even if it abuts on the portion 24b, the disposition position of the distance sensor 25 is maintained in a non-contact state with the outer surface of the nut 11.

このように、ナット11の軸線A方向に位置を違えて3箇所(2箇所であっても良い)の距離センサ25設けることによって、トルクレンチ20のナット11の軸線Aに対する傾きの検出を行うことができる。即ち、図8に示したように、トルクレンチ20の締め付けヘッド21に3箇所設けられている距離センサを順に符号25L,25M,25Rとしたときに、この締め付けヘッド21を含むトルクレンチ20が軸線Aに対して角度θだけ傾いていると、距離センサ25Lがナット11の表面に最も近く、次いで距離センサ25Mで、距離センサ25Rは最も遠い位置となる。そこで、これらの距離差を演算することによって、傾き角θを演算することができる。   In this way, by detecting the inclination of the torque wrench 20 with respect to the axis A of the nut 11 by providing three (or two) distance sensors 25 at different positions in the direction of the axis A of the nut 11. Can do. That is, as shown in FIG. 8, when the distance sensors provided at three locations on the tightening head 21 of the torque wrench 20 are sequentially denoted by reference numerals 25L, 25M, and 25R, the torque wrench 20 including the tightening head 21 has an axis line. When tilted by an angle θ with respect to A, the distance sensor 25L is closest to the surface of the nut 11, and then the distance sensor 25M is the farthest position. Therefore, the inclination angle θ can be calculated by calculating these distance differences.

以上のようにして、トルクレンチ20の傾き検出が行われるが、このトルクレンチ20の傾きに応じて、規定トルク値Tsetを補正した補正規定トルク値Tcomを演算し、この補正規定トルク値Tcomを最終締め付けトルクとして設定している。規定トルク値Tsetとトルクレンチ20の傾き角θとから補正規定トルク値Tcomを演算により求めるが、このために、図10に示した規定トルク値の補正手段が設けられる。即ち、トルクレンチ20の係合部24に3個が組になった距離センサ25からの信号は、距離演算部26に入力されて、これら各距離センサ25におけるナット11の表面までの間の距離差に基づいて、傾き角検出部27によりトルクレンチ20の傾き角θを演算して、この傾き角θのデータがメモリ部28に取り込まれ、これと共にトルクレンチ20に内蔵している歪みセンサ等からなるトルク検出手段29で測定したトルク値の検出信号もメモリ部28に取り込まれる。さらに、メモリ部28には規定トルク値Tsetに関するデータも記録されている。これらの各データはトルク値補正回路30に取り込まれて、補正規定トルク値Tcomが演算される。   As described above, the inclination of the torque wrench 20 is detected. According to the inclination of the torque wrench 20, a corrected specified torque value Tcom obtained by correcting the specified torque value Tset is calculated, and the corrected specified torque value Tcom is calculated. It is set as the final tightening torque. The corrected specified torque value Tcom is obtained by calculation from the specified torque value Tset and the inclination angle θ of the torque wrench 20, and for this purpose, a means for correcting the specified torque value shown in FIG. 10 is provided. That is, a signal from the distance sensor 25 that is a set of three in the engaging portion 24 of the torque wrench 20 is input to the distance calculation unit 26, and the distance to the surface of the nut 11 in each distance sensor 25. Based on the difference, the tilt angle θ of the torque wrench 20 is calculated by the tilt angle detection unit 27, and the data of the tilt angle θ is taken into the memory unit 28, along with this, a strain sensor incorporated in the torque wrench 20, etc. A detection signal of the torque value measured by the torque detection means 29 is also taken into the memory unit 28. Furthermore, data relating to the specified torque value Tset is also recorded in the memory unit 28. Each of these data is taken into the torque value correction circuit 30, and a corrected specified torque value Tcom is calculated.

今、ナット11に規定トルク値Tsetを作用させるとして、トルクレンチ20の長さをLであり、このトルクレンチ20をナット11の軸線Aに対して直交する方向としたときに、力Fを作用させると規定トルク値Tsetとなるとすれば、Tset=F×Lとなる。しかしながら、トルクレンチ20が角度θだけ傾いていると、ナット11に作用するトルクT1はF×Lcosθとなってしまう。従って、1/cosθを補正係数として乗じれば、T1=F×(Tset×1/cosθ)×Lcosθ=F×Lとなる。つまり、ナット11に作用するトルクは、トルクレンチ20が傾いた状態では、cosθ分だけ減少して小さくなるので、(1/cosθ)分だけトルクを大きくすることによって、つまり、図9において、トルクレンチ20が傾いたことによりナット11に対する締め付け方向として直接作用するトルクTrealに補正係数1/cosθを乗じたTcomとすることによって、ナット11にはTset分のトルクを作用させることができる。   Now, assuming that the specified torque value Tset is applied to the nut 11, the length of the torque wrench 20 is L, and the force F is applied when the torque wrench 20 is in a direction perpendicular to the axis A of the nut 11. Then, if the specified torque value Tset is obtained, Tset = F × L. However, when the torque wrench 20 is inclined by the angle θ, the torque T1 acting on the nut 11 is F × Lcos θ. Therefore, when 1 / cos θ is multiplied as a correction coefficient, T1 = F × (Tset × 1 / cos θ) × L cos θ = F × L. That is, when the torque wrench 20 is tilted, the torque acting on the nut 11 decreases and decreases by cos θ. Therefore, by increasing the torque by (1 / cos θ), that is, in FIG. By setting the torque Treal that directly acts as the tightening direction for the nut 11 by the tilt of the torque wrench 20 to Tcom obtained by multiplying the correction coefficient 1 / cosθ, the nut 11 can be subjected to a torque corresponding to Tset.

1 ホース 2 パイプ
3 口金 4 接続口部
10 口金本体 11 ナット
20 トルクレンチ 21 締め付けヘッド
22 軸部 22a トルク表示部
24 係合部 24a 鉛直壁部
24b 円弧状部 25 距離センサ
26 距離演算部 27 傾き角検出部
28 メモリ部 29 トルク検出手段
30 トルク補正回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hose 2 Pipe 3 Base 4 Connection port part 10 Base body 11 Nut 20 Torque wrench 21 Tightening head 22 Shaft part 22a Torque display part 24 Engagement part 24a Vertical wall part 24b Arc-shaped part 25 Distance sensor 26 Distance calculation part 27 Inclination angle Detection unit 28 Memory unit 29 Torque detection means 30 Torque correction circuit

Claims (2)

ねじ部を螺回させるように係合される締め付けヘッドと、この締め付けヘッドに回転力を作用させる軸部とからなり、前記締め付けヘッドに作用するトルクを測定すると共に、前記ねじ部に実際に作用させるべき規定トルク値が設定されるトルクレンチであって、
前記締め付けヘッドに装着され、前記ねじ部の外面に対向して、このねじ部の軸線方向に所定の間隔だけ離間した位置に設けられ、前記外面までの距離を測定する少なくとも2個の距離センサと、
前記各距離センサからの検出信号に基づいて前記ねじ部の軸線に対する前記締め付けヘッドの傾き角度を演算する傾き角演算手段と、
前記傾き角演算手段による演算結果に基づいて前記規定トルク値を補正するトルク値補正手段と
を備える構成としたことを特徴とするトルクレンチ。
It consists of a tightening head engaged so as to screw the screw portion and a shaft portion that applies a rotational force to the tightening head, and measures the torque acting on the tightening head and actually acts on the screw portion. A torque wrench in which a specified torque value to be set is set,
At least two distance sensors that are mounted on the tightening head and are opposed to the outer surface of the threaded portion and spaced apart from each other by a predetermined distance in the axial direction of the threaded portion, and measure the distance to the outer surface; ,
An inclination angle calculating means for calculating an inclination angle of the tightening head with respect to the axis of the screw portion based on detection signals from the distance sensors;
A torque wrench comprising torque value correcting means for correcting the specified torque value based on a calculation result by the tilt angle calculating means.
前記締め付けヘッドが係合するねじ部は六角部を有するものであり、前記距離センサは2個または3個を組として、前記六角部の異なる面に2以上対向するように配置する構成としたことを特徴とする請求項1記載のトルクレンチ。   The threaded portion with which the tightening head engages has a hexagonal portion, and the distance sensor has a configuration in which two or three pairs are arranged so as to face two or more different surfaces of the hexagonal portion. The torque wrench according to claim 1.
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