JP3165435U - トルクセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】工具を結合し、工具に加えるトルクを正確に計測することができる上、所望のトルクに達したときにユーザに知らせることができるトルクセンサを提供する。
【解決手段】トルクセンサ１は、ハウジング１０、回転軸２０、２つのＯリング３０及びセンサ４０を備える。ハウジング１０は、両側壁１１ａ，１１ｂに貫通孔が設けられ、貫通孔それぞれの孔壁上に、孔壁に沿って設けられた収納溝と、孔壁に突設された少なくとも１つのブロックとを有する。回転軸２０は、ハウジング１０内に配置され、２つの貫通孔に両端部がそれぞれ貫設され、回転軸の一方の端部は、互いに隣接するように設けた少なくとも４つの平面部を有する結合ピラー２２を有し、回転軸２０の他方の端部は、結合溝２３を有し、結合溝２３は、互いに隣接するように設けられた少なくとも４つの平面部を有する。
【選択図】図１

Description

本考案はトルク工具に関し、特にトルク値を計測するトルクセンサに関する。

従来のスリーブ、ドライバ、スパナなどの工具は、ワークの組立て及び修理を行う際、ワーク上の螺着部材を螺合したり離合したりするために用いる。しかし、ワークの種類によっては、各螺着部材を螺合したり離合したりする際、所定の手順及び適宜なトルクで操作する必要があり、工具を不用意に操作すると、螺着部材又はネジ孔にネジ山潰れが発生したり、ワークの表面が窪んだりし、最悪の場合には、ワークが損壊する虞がある。

上述の欠点を改善するために、例えば、特許文献１のようなトルク工具が開発されている。特許文献１のトルクレンチは、中に設けられた弾性部材をトルクセンサの部材として用い、トルクが所定値より大きくなったときに枢軸を中心に空転させることにより、工具のトルク値を所定値に保持し、上述したような問題が発生することを防ぐ。

しかし、上述のトルク工具は、構造が複雑である上、一定期間使用した後、内部の弾性部材にへたりが生じたり、ずれ量が増大したりして螺着部材の締め付けが好ましくなくなる虞があった。このように、従来のトルク値を計測する工具には、依然として問題点があった。

台湾実用新案登録第４９６２５１号公報

本考案の目的は、工具を結合し、工具に加えるトルクを正確に計測するトルクセンサを提供することにある。
本考案のもう一つの目的は、所望のトルクに達したときにユーザに知らせることができるトルクセンサを提供することにある。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載のトルクセンサは、ハウジング、回転軸、２つのＯリング及びセンサを備えるトルクセンサであって、前記ハウジングは、両側壁に貫通孔が設けられ、前記貫通孔それぞれの孔壁上に、前記孔壁に沿って設けられた収納溝と、前記孔壁に突設された少なくとも１つのブロックとを有し、前記回転軸は、前記ハウジング内に配置され、前記２つの貫通孔に両端部がそれぞれ貫設され、前記回転軸の一方の端部は、互いに隣接するように設けた少なくとも４つの平面部を有する結合ピラーを有し、前記回転軸の他方の端部は、結合溝を有し、前記結合溝は、互いに隣接するように設けられた少なくとも４つの平面部を有し、前記回転軸の端部近くの箇所には、前記ブロックに対応した少なくとも１つの位置決め溝が設けられ、前記回転軸の中段部には、少なくとも１つの平面部が設けられ、前記２つのＯリングは、前記回転軸に外嵌されて２つの前記収納溝内にそれぞれ位置し、前記センサは、少なくとも１つの歪みゲージ、表示モニタ及び演算回路を有し、前記歪みゲージは、前記回転軸の中段部の前記平面部上に配置され、前記表示モニタは、前記ハウジング上に配置され、前記演算回路は、前記歪みゲージにより計測した表面の変形量を実際のトルク値に換算して表示モニタで表示することを特徴とする。

前記ハウジングは、上ハウジングと下ハウジングとの組み合わせにより形成され、前記上ハウジングの互いに対向した２つの側壁は、上凹溝をそれぞれ有し、前記上凹溝それぞれの溝壁は、上溝部及び少なくとも１つの上バンプを有し、前記下ハウジングの互いに対向した２つの側壁上には、下凹溝がそれぞれ設けられ、前記下凹溝それぞれの溝壁上には、下溝部及び下バンプを有し、前記上凹溝と前記下凹溝とを対応するようにそれぞれ組み合わせて前記貫通孔を形成し、前記上溝部と前記下溝部とを対応するようにそれぞれ組み合わせて前記収納溝を構成し、前記上バンプと前記下バンプとを対応するようにそれぞれ組み合わせて前記ブロックを構成することが好ましい。

前記実際のトルク値が閾値より大きくなったことをユーザに知らせる警報装置をさらに備えることが好ましい。

前記回転軸の前記中段部には、２つの前記平面部が対称的に設けられ、前記センサは、２つの前記平面部上にそれぞれ配置された２つの前記歪みゲージを有することが好ましい。

本考案のトルクセンサは、工具を結合し、工具に加えるトルクを正確に計測することができる上、所望のトルクに達したときにユーザに知らせることができる。

本考案の一実施形態によるトルクセンサを示す分解斜視図である。 本考案の一実施形態によるトルクセンサを示す分解斜視図である。 本考案の一実施形態によるハウジングを示す斜視図である。 本考案の一実施形態によるトルクセンサに工具を結合させるときの状態を示す斜視図である。

以下、本考案の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本考案が限定されるものではない。

図１及び図２を参照する。図１及び図２に示すように、本考案の一実施形態によるトルクセンサ１は、ハウジング１０、回転軸２０、２つのＯリング３０、センサ４０及び警報装置５０を含む。

ハウジング１０は、上ハウジング１１と下ハウジング１２との組み合わせにより形成されている。上ハウジング１１の両側に設けられた２つの側壁１１ａは、上凹溝１１１をそれぞれ有する。各上凹溝１１１の溝壁は、上溝部１１２と、互いに対称に配置された２つの上バンプ１１３とを有する。また、上ハウジング１１は、２つの側壁１１ｂの縁部に沿って配置されたフランジ１１４を有する。下ハウジング１２の互いに対向した２つの側壁１２ａ上には、下凹溝１２１がそれぞれ設けられている。各下凹溝１２１の溝壁上には、同様に、下溝部１２２と、互いに対称に配置された２つの下バンプ１２３とを有する。また、２つの側壁上には、縁部に沿って配置され、フランジ１１４に対応するように凹溝１２４が設けられている。

図３に示すように、上ハウジング１１と下ハウジング１２とを組み合わせる際は、フランジ１１４と凹溝１２４とを結合させることにより、各上凹溝１１１と各下凹溝１２１とを組み合わせて貫通孔１３を形成し、貫通孔１３の孔壁上に、各上溝部１１２と各下溝部１２２とから構成される収納溝１４と、各上バンプ１１３と各下バンプ１２３とから構成されるブロック１５と、を形成する。

回転軸２０は、ハウジング１０内に配置され、２つの貫通孔１３に端部２０ａ，２０ｂがそれぞれ貫設される。回転軸２０の中段部には、２つの平面部２１が対称的に配置されている。また、回転軸２０の端部２０ａは、互いに隣接するように設けた４つの平面部を有し、矩形状の突出部が設けられた結合ピラー２２を有する。回転軸の端部２０ｂは、結合溝２３を有する。結合溝２３は、同様に互いに隣接した４つの平面部と、矩形状の凹溝とを有する。また、回転軸２０は、２つの端部２０ａ，２０ｂに隣接した箇所に設けられた２つの位置決め溝２４により、ブロック１５とそれぞれ結合されている。回転軸２０は、ハウジング１０内に配置され、ハウジング１０が回転軸２０の力を受けて変形することを防ぐために、２つの位置決め溝２４と各収納溝１４とが遊嵌された状態に設けられている。

２つのＯリング３０は、回転軸２０の２つの端部２０ａ，２０ｂに隣接した箇所にそれぞれ外嵌され、位置決め溝２４が回転軸２０の両端部近くに設けられている。２つのＯリング３０は、回転軸２０がハウジング１０に配置されると、２つの収納溝１４内に位置し、回転軸２０とハウジング１０との間の空隙に充填されているため、ハウジング１０に対して回転軸２０が揺れることを防ぐ。

センサ４０は、電気的に接続された２つの歪みゲージ４１と、表示モニタ４２と、数個の制御ボタン４３と、演算回路４４とを含む。２つの歪みゲージ４１は、２つの平面部２１上にそれぞれ設けられ、２つの平面部２１が捩れたときの表面の変形量を計測する。表示モニタ４２は、ハウジング１０上に設けられ、衝撃を受けて損壊することを防ぐために、透明カバー６０を上に有する。制御ボタン４３は、ユーザが入力した所定のトルク値を演算回路４４に入力したり、表示モニタ４２により入力値が正確な否かを確認したりするために用いる。演算回路４４は、ハウジング１０内に設けられ、２つの歪みゲージ４１により計測した表面の変形量を実際のトルク値に換算し、表示モニタ４２で表示する。入力した所定のトルク値に基づき、閾値を算出する。計測された実際のトルク値が閾値より大きくなると、演算回路４４により信号を生成する。本実施形態の閾値は、所定のトルク値の９０％であるが、これだけに限定されるわけではなく、他の実施形態では必要に応じて変えてもよい。

警報装置５０は、ハウジング１０内に配置され、演算回路４４と電気的に接続されている。警報装置５０は、演算回路４４が生成した信号を受信すると、実際のトルク値が所定のトルク値に近くなったことを警告音によりユーザに知らせるが、他の実施形態では、発光により警告するために、例えば、発光ダイオードの発光素子を警報装置５０に用いてもよい。

図４を参照する。図４に示すように、トルクセンサ１は、回転軸２０の結合ピラー２２及び結合溝２３を利用し、螺着部材に外嵌したスリーブ３と工具２とを結合させ、制御ボタン４３により所定のトルク値を設定する。螺合する際、実際のトルク値が所定のトルク値に近づくと、警報装置５０が警告音によりユーザに知らせ、ネジ山潰れが発生したり、ワークが窪んだりすることを防ぐ。さらに、本実施形態のトルクセンサ１は、電子方式によりトルク値を計測するため、従来のトルク工具より正確な上、弾性部材のへたりが発生することがないため、使用寿命を延ばすことができる。ここで、トルクセンサには、上述のトルクレンチ以外に、必要に応じてドライバ、又は手動、電動若しくはエアポンプの工具を結合してもよい。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本考案の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本考案を限定するものではない。本考案の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本考案の実用新案登録請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１ トルクセンサ
２ 工具
３ スリーブ
１０ ハウジング
１１ 上ハウジング
１１ａ 側壁
１１ｂ 側壁
１２ 下ハウジング
１２ａ 側壁
１２ｂ 側壁
１３ 貫通孔
１４ 収納溝
１５ ブロック
２０ 回転軸
２０ａ 端部
２０ｂ 端部
２１ 平面部
２２ 結合ピラー
２３ 結合溝
２４ 位置決め溝
３０ Ｏリング
４０ センサ
４１ 歪みゲージ
４２ 表示モニタ
４３ 制御ボタン
４４ 演算回路
５０ 警報装置
６０ 透明カバー
１１１ 上凹溝
１１２ 上溝部
１１３ 上バンプ
１１４ フランジ
１２１ 下凹溝
１２２ 下溝部
１２３ 下バンプ
１２４ 凹溝

Claims (4)

1. ハウジング、回転軸、２つのＯリング及びセンサを備えるトルクセンサであって、
   前記ハウジングは、両側壁に貫通孔が設けられ、前記貫通孔それぞれの孔壁上に、前記孔壁に沿って設けられた収納溝と、前記孔壁に突設された少なくとも１つのブロックとを有し、
   前記回転軸は、前記ハウジング内に配置され、前記２つの貫通孔に両端部がそれぞれ貫設され、前記回転軸の一方の端部は、互いに隣接するように設けた少なくとも４つの平面部を有する結合ピラーを有し、前記回転軸の他方の端部は、結合溝を有し、前記結合溝は、互いに隣接するように設けられた少なくとも４つの平面部を有し、前記回転軸の端部近くの箇所には、前記ブロックに対応した少なくとも１つの位置決め溝が設けられ、前記回転軸の中段部には、少なくとも１つの平面部が設けられ、
   前記２つのＯリングは、前記回転軸に外嵌されて２つの前記収納溝内にそれぞれ位置し、
   前記センサは、少なくとも１つの歪みゲージ、表示モニタ及び演算回路を有し、前記歪みゲージは、前記回転軸の中段部の前記平面部上に配置され、前記表示モニタは、前記ハウジング上に配置され、前記演算回路は、前記歪みゲージにより計測した表面の変形量を実際のトルク値に換算して表示モニタで表示することを特徴とするトルクセンサ。
2. 前記ハウジングは、上ハウジングと下ハウジングとの組み合わせにより形成され、
   前記上ハウジングの互いに対向した２つの側壁は、上凹溝をそれぞれ有し、前記上凹溝それぞれの溝壁は、上溝部及び少なくとも１つの上バンプを有し、前記下ハウジングの互いに対向した２つの側壁上には、下凹溝がそれぞれ設けられ、前記下凹溝それぞれの溝壁上には、下溝部及び下バンプを有し、前記上凹溝と前記下凹溝とを対応するようにそれぞれ組み合わせて前記貫通孔を形成し、前記上溝部と前記下溝部とを対応するようにそれぞれ組み合わせて前記収納溝を構成し、前記上バンプと前記下バンプとを対応するようにそれぞれ組み合わせて前記ブロックを構成することを特徴とする請求項１に記載のトルクセンサ。
3. 前記実際のトルク値が閾値より大きくなったことをユーザに知らせる警報装置をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のトルクセンサ。
4. 前記回転軸の前記中段部には、２つの前記平面部が対称的に設けられ、
   前記センサは、２つの前記平面部上にそれぞれ配置された２つの前記歪みゲージを有することを特徴とする請求項１に記載のトルクセンサ。

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