JP3080948B1 - 角度レンチ - Google Patents

角度レンチ

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JP3080948B1 JP11187775A JP18777599A JP3080948B1 JP 3080948 B1 JP3080948 B1 JP 3080948B1 JP 11187775 A JP11187775 A JP 11187775A JP 18777599 A JP18777599 A JP 18777599A JP 3080948 B1 JP3080948 B1 JP 3080948B1
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Abstract

【要約】 【課題】 フレキシブル軸、固定体等の付属品を用いる
ことなく、スナッグトルク到達以後の捻回角度を精度よ
く検出することが可能であると共に、センサによる捻回
角度の検出精度を高めること。 【解決手段】 トルクレンチのヘッド部材と、ハンドル
チューブ内で弾圧的に支持されているスライダーとをト
グルリンクを介して連結しているプレセット型トルクレ
ンチにおいて、上記ヘッド部材と一体に角速度センサ又
は角加速度センサを固定すると共に、上記ハンドルチュ
ーブには上記ヘッド部材の動作を検出する検出器を具備
せしめ、上記検出器によりスナッグトルクが検出された
時点以降のトルクレンチの捻回角度を上記角速度又は角
加速度センサで検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は角度締結法を採用す
るねじ締め作業時に使用できる角度レンチであって、特
にトルクレンチの捻回角度を検出するセンサの取付構造
に特徴を有する角度レンチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】機器等の被締結体をボルトナット等の被
締結ねじを用いて規定の締結力でねじ締めするねじ締結
方法として、例えばトルクレンチを用いたトルク締結法
と、トルクレンチによるねじ締結後さらにそのねじの塑
性域内で規定の角度だけ捻回量を与える角度締結法、さ
らには勾配締結法等が周知である。このトルク締結法と
角度締結法について図７を用いて具体的に説明すると、
トルク締結法は、ねじの締結トルク値を設定検出するこ
とができるトルクレンチを用いて、ねじの弾性域内でト
ルクレンチに内蔵されたトグルリンクが動作するスナグ
点つまり設定トルク値Ｔ1 までねじ締めを行なうもので
あり、また角度締結法はトルクレンチを用いて該トルク
レンチに内蔵されているトグルリンク等のトルク検出機
構が動作して設定トルク値Ｔ1 （スナッグトルク値）に
達した後、そのトルクレンチをさらにねじの塑性域内で
所定の捻回角度θ1 だけ回動して、ねじ締付け力Ｔ2 と
する締結法である。
【０００３】また勾配締結法は、ねじの弾性域と塑性域
の偏移点を見出してねじの締付けを行なう締結法であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記角度締
結法を採用するねじ締め作業時においては、トルクレン
チによるねじ締め時において、そのスナッグトルク点に
到達した以後のトルクレンチの回動角度を検知する必要
があり、このために従来ではトルクレンチに取付けてな
る例えばパルスエンコーダ等からなる角度カウンタの角
度基準とすべき基部材の位置決め手段が必要となる。
【０００５】そこでこの角度カウンタにおける基部材を
位置決めするための従来例では、図８で示すように、ト
ルクレンチ１のヘッド部に角度センサ２のステータ４側
を固定し、その角度センサ２のロータ３をフレキシブル
軸５に連結させると共に、そのフレキシブル軸５の先端
を、磁石等からなる固定体６を介してベース７に回転不
能に固定させている。
【０００６】このような角度カウンタ基部材の位置決め
手段では、各ねじのねじ締めを行なう度に固定体６のセ
ットを毎回行なわなければならず、ねじ締め作業が煩雑
となり、さらにはねじ締め作業時において、フレキシブ
ル軸５及び固定体６が障害となってねじ締め作業性が大
幅に低下する等の欠点があった。
【０００７】本発明は、かかる従来の欠点に着目してな
されたもので、プレセット型トルクレンチ等の手動ねじ
締結器を用い、かつ角度締結法を採用するねじの締結作
業時のレンチ捻回角度を検出できるセンサを具備せしめ
た角度レンチであって、この角度レンチに例えばフレキ
シブル軸、固定体等の付属品を用いることなく、スナッ
グトルク到達以後の捻回角度を精度よく検出することが
可能である角度レンチの提供を第１の目的とする。
【０００８】また本発明では、レンチの捻回角度を検出
するセンサの耐衝撃性、耐振性を高めて、センサによる
捻回角度の検出精度を高めることを第２の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明の請求項１では、トルクレンチのヘッ
ド部材と、ハンドルチューブ内で弾圧的に支持されてい
るスライダーとをトグルリンクを介して連結しているプ
レセット型トルクレンチにおいて、上記ヘッド部材と一
体に、角速度センサ又は角加速度センサを固定すると共
に、上記ハンドルチューブには、スナッグトルク検出後
のハンドルチューブとヘッド部材の相対的動作を検出す
る検出器を具備せしめ、上記検出器によりスナッグトル
クが検出された以降のトルクレンチの捻回角度を上記角
速度センサ又は角加速度センサで検出する角度レンチで
あることを特徴としている。
【００１０】また上記第２の目的を達成するために本発
明の請求項２では、請求項１に加えて、角速度センサ又
は角加速度センサが、ヘッド部材に固定されるセンサケ
ース内に充填されている緩衝材に包囲支持されている角
度レンチであることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明を図面に示す実施の
形態に基いて詳細に説明する。図１及び図２では、手動
ねじ締結器であるプレセット型トルクレンチの全体形状
を示す。
【００１２】プレセット型トルクレンチ１１は、尾端部
にグリップ部１２を取付けているハンドルチューブ１３
と該ハンドルチューブ１３の先端部に取付けられている
支軸１４により軸支されているヘッド部材１５を有し、
そのハンドルチューブ１３の内部には、そのハンドルチ
ューブ１３内で、そのチューブ１３の軸方向へ弾圧的に
変位可能であるスライダ１６と上記ヘッド部材１５との
間で弾圧的に介装されるトグルリンク１７によりスナッ
グトルクを検出する公知のトルク検出機構が内装されて
いる。
【００１３】１８は角速度センサ又は角加速度センサで
あって、この角速度センサ又は角加速度センサ１８の構
成は図４、図５で示すように、底面外側に取付ねじ部１
９を有し、かつ上面が開口するセンサケース２０と、こ
のセンサケース２０の内部に位置されているジャイロス
コープ等により角速度又は角加速度を検出できるセンサ
本体２１と、上記センサケース２０の上側開口から充填
されて、そのセンサケース２０の内部で、センサ本体２
１を包囲している例えばゼリー状スポンジ、ゼリー状ゴ
ム等からなる緩衝材２２とからなっている。
【００１４】上記のように構成されている角速度センサ
又は角加速度センサ１８は、ハンドルチューブ１３に穿
設されている透孔２３をその外側から遊嵌して、そのセ
ンサケース２０に設けられている取付ねじ部１９がヘッ
ド部材１５に螺着されている。つまりヘッド部材１５に
螺着されている角速度センサ又は角加速度センサ１８の
略上半部は、ハンドルチューブ１３を貫通してプレセッ
ト型トルクレンチ１１の外部へ突設されている。
【００１５】２４はプレセット型トルクレンチ１１のハ
ンドルチューブ１３上に取付けられているベース２５上
に支持されているマイクロスイッチ（検出器）であっ
て、このマイクロスイッチ２４の操作片２６は、上記角
速度センサ又は角加速度センサ１８に接近位置されてい
る。２７は上記角速度センサ又は角加速度センサ１８及
びマイクロスイッチ２４上に被着されているカバー、２
８はハンドルチューブ１３の外側で起伏可能に支持され
ている処理表示器であって、この処理表示器２８の内部
には、図６で示すように上記角速度センサ又は角加速度
センサ１８から出力される角速度又は角加速度信号を角
度信号に変換する変換回路３１と、この変換回路により
得られた角度信号の値を表示計２９で表示せしめるため
の表示器駆動回路３２等が組込まれている。
【００１６】またこの処理表示器２８は、図３で示すよ
うにハンドルチューブ１３の軸心方向と平行に位置固定
されている支軸３０により軸支されており、その処理表
示器２８を、水平方向から垂直方向へ起伏操作して、そ
の処理表示器２８の表示面の向きをねじ締め作業者の見
やすい位置に変えることができる。
【００１７】３３はプレセット用の主目盛、３４はプレ
セット用の副目盛を示す。
【００１８】以上が本実施の形態であるが、次にその作
用について説明すると、手動ねじ締結器であるプレセッ
ト型トルクレンチ１１のヘッド部材１５に不図示のソケ
ット等を介して被締結ねじ（図示せず）に嵌合させた上
で、そのグリップ部１２を握り、ハンドルチューブ１３
の往復回動を繰返し行なうことで被締結ねじのねじ締め
がなされる。
【００１９】そしてそのねじ締めトルクがスナッグトル
クに達すると、ハンドルチューブ１３内のトグルリンク
１７が動作し被締結ねじがスナッグトルクに達したこと
が検知されるが、角度締結法ではそのスナッグトルクに
達してからプレセット型トルクレンチ１１を所定の角度
だけ回動することになる。
【００２０】そこで被締結ねじの締結トルク値がスナッ
グトルクに達すると上記トグルリンク１７の動作に関連
してハンドルチューブ１３の内部に位置されているヘッ
ド部材１３が支軸１４を支点として僅か回動するため
に、そのヘッド部材１３に螺着されている角速度センサ
又は角加速度センサ１８の動作によりマイクロスイッチ
２４の操作片２６が押動され、このマイクロスイッチ２
４の動作でスナッグトルク値に達したことが検出され
る。
【００２１】スナッグトルク値に達したことがマイクロ
スイッチ２４の動作で検出されると直に角速度センサ又
は角加速度センサ１８が起動され、プレセット型トルク
レンチ１１のスナッグトルク到達以後の上記トルクレン
チ１１の角速度信号又は角加速度信号が逐次出力され
る。上記センサ１８から出力された角速度信号又は角加
速度信号は、図６で示すように変換回路３１で変換処理
（積分）され、これによって変換回路３１から角度信号
として出力される。この角度信号を表示器駆動回路３２
で処理表示器２８の駆動信号となし、表示計２９により
プレセット型トルクレンチの捻回角度が逐次カウント表
示される。
【００２２】また不図示ではあるが、プレセット型トル
クレンチの捻回角度が設定角度に近づいたときに予鈴を
発し、またその設定角度を越えると本鈴を発する等の警
報器を具備させれば、ねじ締め作業者はその警報器によ
りプレセット型トルクレンチの捻回角度情報を視覚的及
び／又は聴覚的に知ることもできる。
【００２３】以上のように上記実施の形態の角度レンチ
によれば、プレセット型トルクレンチ１１のスナッグト
ルク以降の捻回角度を検知するための角速度センサ又は
角加速度センサ１８が、プレセット型トルクレンチ１１
のヘッド部材１５と一体に設けられていることから、そ
のプレセット型トルクレンチ１１を使用するねじ締め作
業時において、そのねじ締めがスナッグトルクに到達す
る直前であるトグルリンクの動作初期時から、そのトグ
ルリンクの動作が終期するスナッグトルク到達時までの
間で生じるハンドルチューブ１３の回動に伴なう角度増
加分がトルクレンチ（被締結ねじ）の捻回角度として加
算されてしまうことがなく、被締結ねじの精度の高い角
度検出が可能となる。
【００２４】また角度締結法によるねじ締結作業時の角
度カウントスタート時を検出するための機構として、ト
グルリンクの動作に関連して動作されるマイクロスイッ
チを使用可能となしたので、その構成を簡素化かつ小型
化することができ、安価にしてコンパクトな角度検出機
構を提供することができる。
【００２５】また捻回角度を検出するために使用される
センサ本体２１はセンサケース２０内に充填されている
緩衝材２２に包囲されていることから、そのセンサ本体
２１への衝撃力を緩和せしめることができ、これにより
センサ本体２１が衝撃力を受けることにより生じる測定
値の変化等（誤指示）を未然に防止することができ、精
度の高い捻回角度の測定が可能となる。
【００２６】さらに従来ではフレキシブル軸及び固定体
等の付属品の使用を省くことができるので、それら付属
品によりねじ締結作業が阻害されることがなく、ねじ締
結の作業性が向上する。
【００２７】
【発明の効果】以上のように本発明の請求項１に記載の
角度レンチによれば、スナッグトルク検出以降の捻回角
度を精度よく検出することができ、さらにセンサの基準
位置を定めるためのフレキシブル軸及び固定体等の付属
品の使用を省くことができるので、角度締結法を採用す
るねじの締結作業を容易かつ円滑に行なうことができ
る。
【００２８】また本発明の請求項２に記載の角度レンチ
によれば、センサを緩衝材により包囲させて耐衝撃性、
耐振性となしていることから精度の高い捻回角度測定が
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明よりなる角度レンチの実施の形態を示し
た平面図。
【図２】本発明よりなる角度レンチの実施の形態を示し
た側面図。
【図３】本発明よりなる角度レンチの図２におけるＡ−
Ａ線断面図。
【図４】本発明よりなる角度レンチに使用されるセンサ
の平面図。
【図５】本発明よりなる角度レンチに使用されるセンサ
の断面説明図。
【図６】本発明よりなる角度レンチに使用されるセンサ
の回路説明図。
【図７】ねじの締付け軸力と捻回角度との関係を示した
特性図。
【図８】従来の角度レンチの要部断面説明図。
【符号の説明】
１１…プレセット型トルクレンチ １２…グリップ部 １３…ハンドルチューブ １４…支軸 １５…ヘッド部材 １６…スライダ １７…トグルリンク １８…角速度センサ又は角加速度センサ １９…取付ねじ部 ２０…センサケース ２１…センサ本体 ２２…緩衝材 ２３…透孔 ２４…マイクロスイッチ ２５…ベース ２６…操作片 ２７…カバー ２８…処理表示器 ２９…表示計 ３０…支軸 ３１…変換回路 ３２…表示器駆動回路 ３３…主目盛 ３４…副目盛
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−117872（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−210574（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−119275（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−190576（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−169964（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B25B 23/142 - 23/144

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 トルクレンチのヘッド部材と、ハンドル
    チューブ内で弾圧的に支持されているスライダーとをト
    グルリンクを介して連結しているプレセット型トルクレ
    ンチにおいて、上記ヘッド部材と一体に、角速度センサ
    又は角加速度センサを固定すると共に、上記ハンドルチ
    ューブには、スナッグトルク検出後のハンドルチューブ
    とヘッド部材の相対的動作を検出する検出器を具備せし
    め、上記検出器によりスナッグトルクが検出された以降
    のトルクレンチの捻回角度を上記角速度センサ又は角加
    速度センサで検出することを特徴とする角度レンチ。
  2. 【請求項２】 角速度センサ又は角加速度センサが、ヘ
    ッド部材に固定されるセンサケース内に充填されている
    緩衝材に包囲されていることを特徴とする請求項１に記
    載の角度レンチ。
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