JP6793399B2 - トルク測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、トルク測定装置に関する。

従来から、ボルトやナットなどの締付部材を締め付けるレンチやドライバなどの締付工具に取り付けられ、締付部材を締付箇所に締め付けるときのトルク（以下「締付トルク」という。）を測定する装置（以下「トルク測定装置」という。）が知られている。

また、トルク測定装置には、測定した締付トルク値を外部の情報処理装置との間で通信するために、無線通信機能を有するものも知られている。このようなトルク測定装置を用いることで、情報処理装置を用いて締付トルクを管理する場合に、容易にデータを取得し得る。

なお、締付トルクを測定する装置として、入力部及び出力部を有する本体、本体に設けられる検知に用いるセンサ、及び、センサと電気的に接続された無線送信装置を備える無線通信式接続ロッドが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１１９４６５号公報

ところで、トルク測定装置を締付工具に取り付けて締付作業を行う場合、作業者は、締付部材（ボルトやナット）に対して締付工具の係合部材（ソケットレンチのソケット）を確実に係合させるために、例えば締付部材に近い位置に取り付けられるトルク測定装置を把持する。

特許文献１の技術を含め、無線通信機能を備える従来のトルク測定装置では、装置の筐体内に通信用のアンテナが設けられている。このようなトルク測定装置では、一般に出力の低い無線通信機能を用いている。このため、従来のトルク測定装置では、作業者の手指が筐体内のアンテナを覆ってしまうと、通信性能が阻害されるおそれがあった。

本発明は、無線通信機能を備える締付工具に取り付けて用いられるトルク測定装置において、通信用のアンテナの安定した性能を確保することを目的とする。

本発明は、締付工具と接続して締付工具による締付部材の締付トルク値を測定するトルク測定装置であり、略軸形状の起歪体と、起歪体の一端に設けられて締付工具から入力を受け付ける入力部と、起歪体の他端に設けられて入力部からの力を締付部材に出力する出力部と、起歪体の長手方向における中央部を含む位置に設けられる歪発生部と、歪発生部に生じる歪量を電気的に検出する歪検出部と、歪検出部が検出した歪量に基づく情報を無線信号で送受信する通信部と、起歪体の外周を囲繞するように設けられ無線信号を送受信するアンテナと、を備える。

また、本発明は、アンテナは、起歪体の外周の略全周を囲繞してもよい。

また、本発明は、アンテナは、起歪体の長手方向における中央位置とは異なる位置に設けられていてもよい。

また、本発明は、アンテナは、長手方向において歪発生部が設けられる位置とは異なる位置に設けられてもよい。

また、本発明は、アンテナは、起歪体の長手方向における歪発生部と入力部及び出力部との境界位置を含む位置に設けられてもよい。

また、本発明は、アンテナは、起歪体の長手方向における歪発生部と入力部又は出力部との境界位置を含むいずれか一方の位置に設けられてもよい。

本発明によれば、無線通信機能を備える締付工具に取り付けて用いられるトルク測定装置において、通信用のアンテナの安定した性能を確保することができる。

本発明に係るトルク測定装置の実施形態を示す斜視図である。 図１に示したトルク測定装置の内部構造を示す斜視図である。 図１に示したトルク測定装置の内部構造を示す正面図である。 図１に示したトルク測定装置の内部構造を示す平面図である。 図１に示したトルク測定装置を締付工具に取り付けた状態の例を示す模式図である。 図１に示したトルク測定装置を締付工具に取り付けた状態において、作業者がトルク測定装置を把持した例を示す模式図である。 図１に示したトルク測定装置を締付工具に取り付けた状態において、作業者がトルク測定装置を把持した例を示す模式図である。

以下、本発明に係るトルク測定装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下の説明において、トルク測定装置は、締付工具の一例であるラチェットレンチに取り付けられるものについて説明する。

図１は、本発明に係るトルク測定装置２０の実施形態を示す斜視図である。図２は、トルク測定装置２０の内部構造を示す斜視図である。図３は、トルク測定装置２０の内部構造を示す正面図である。図４は、トルク測定装置２０の内部構造を示す平面図である。図２乃至図４では、図１に示したトルク測定装置２０の筐体２８を取り外した状態を示している。

図１乃至図４に示すように、トルク測定装置２０は、筐体２８の内部に、起歪体２１と、入力部２２と、出力部２３と、歪発生部２４と、歪検出部２５と、通信部２６と、アンテナ２７とを有する。

図５は、トルク測定装置２０を締付工具１０に取り付けた状態の例を示す模式図である。図５に示すように、トルク測定装置２０は、例えばラチェットハンドルやラチェットドライバなど、各種の締付工具１０に接続される。トルク測定装置２０は、入力部２２が締付工具１０のヘッド部１２と接続する。トルク測定装置２０は、出力部２３に接続される不図示のソケットレンチなどの係合部材を用いて、締付工具１０により締付部材を締め付ける時のトルクの値（締付トルク値）を測定する。

起歪体２１は、略軸形状で例えば中実の金属部材である。起歪体２１には、入力部２２と、出力部２３と、歪発生部２４とが設けられる。起歪体２１では、締付工具からの力が入力部２２に入力される。締付工具１０からの力は、歪発生部２４を介して、出力部２３に接続される係合部材を介して締付部材に伝達する。つまり、起歪体２１は、締付工具１０から締付部材への締付トルクの伝達経路を構成する。

入力部２２は、起歪体２１の一端に設けられる。入力部２２は、締付工具１０の締付トルクの伝達経路に設けられる不図示のソケット接続部に接続される。入力部２２は、締付工具１０からの入力を受け付ける。

出力部２３は、起歪体２１の他端に設けられる。出力部２３は、上記係合部材の嵌合部に嵌合する。入力部２２及び出力部２３は、締付工具からのトルク及び締付部材からの反力を受けるのに必要な強度を確保するために他の部位よりも肉厚に形成されている。

歪発生部２４は、起歪体２１の長手方向における中央部を含む（跨ぐ）位置に設けられる。歪発生部２４は、起歪体２１において入力部２２及び出力部２３を構成する部位よりも中心からの寸法が短く（起歪体２１の入力部２２及び出力部２３など他の部位よりも細く）形成されている。このため、歪発生部２４は、起歪体２１における他の部位よりも歪が生じやすくなっている。歪発生部２４は、歪検出部２５を貼り付けやすいように、少なくとも歪検出部２５を設ける箇所が平面で形成されるのが望ましい。

歪検出部２５は、歪発生部２４に生じる歪量を電気的に検出する。歪検出部２５は、検出した歪量の情報を出力する。歪検出部２５は、例えば、金属材料に歪が加わったときの電気抵抗値の変化に応じて歪量を検出する歪ゲージである。歪検出部２５は、歪発生部２４に生じる歪を正確に検出できるように、歪発生部２４の表面に貼り付けられる。また、歪検出部２５の数は、１つのトルク測定装置２０に対して１つでも複数個でもよい。

通信部２６は、歪検出部２５から出力された歪量を含め、締付トルクなどの歪量に基づく情報を無線で情報処理装置など不図示の外部装置に送受信する。通信部２６は、数メートルから数十メートル程度の近距離で情報の送受信が可能な無線通信規格、例えばBluetooth（登録商標）、無線LAN（Local Area Network）、あるいは各種携帯電話網などに対応するものを用いることができる。

アンテナ２７は、通信部２６からの無線信号を送受信する。アンテナ２７には、通信部２６が対応する無線通信規格が用いる周波数帯に適したものが用いられる。

図３に示すように、アンテナ２７は、起歪体２１の外周を囲繞するように設けられる。アンテナ２７は、起歪体２１の長手方向において、中央位置とは異なる（から外れる）位置に設けられる。換言すれば、アンテナ２７は、起歪体２１において歪検出部２５が搭載される位置とは異なる位置に設けられる。図３において、アンテナ２７は、具体的には、歪発生部２４と入力部２２との境界位置にある傾斜面２１１の周囲に設けられる。

なお、アンテナ２７は、起歪体２１の長手方向における歪発生部２４と出力部２３との境界位置にある傾斜面２１２の周囲に設けられてもよい。また、アンテナ２７は、上述のように歪発生部２４と入力部２２または出力部２３のいずれか一方の境界位置の周囲に限らず、入力部２２及び出力部２３の両方の境界位置の周囲に設けられてもよい。

図４に示すように、アンテナ２７は、起歪体２１の外周部において例えば起歪体２１の略全周にわたって囲むように配置される。なお、アンテナ２７は、必ずしも起歪体２１の略全周にわたって配置されていなくてもよく、例えば起歪体２１の外周の３／４以上を囲むように配置されていれば、トルク測定装置２０を作業者が把持する際に、手指Ｈに覆われにくい。また、アンテナ２７は、作業者がトルク測定装置２０を把持したときの作業者の手指Ｈとアンテナ２７とが重複しない位置を囲繞するように配置されていればよい。

筐体２８は、起歪体２１、歪検出部２５、及び通信部２６を含むトルク測定装置２０の構成要素を収容する。

図６及び図７は、トルク測定装置２０を締付工具１０に取り付けた状態において、作業者がトルク測定装置２０を把持した例を示す模式図である。図７は、図６とは反対の向きから作業者がトルク測定装置２０を把持した例を示している。

図６及び図７に示すように、トルク測定装置２０を締付工具１０に取り付けて締付作業を行う場合、一般に作業者は、締付部材に対して確実に締着力を伝達するために、トルク測定装置２０の長手方向中央部を中心に把持する。なお、図６及び図７に示したトルク測定装置２０を把持する際の手指Ｈの位置は一例であり、例えば、締付工具１０とともに入力部２２側から手指で把持する場合もある。

以上のような場合に、トルク測定装置２０は、無線通信を行うための通信部２６のアンテナ２７が、上述のように作業者の手指Ｈとアンテナ２７とが重複しない位置（作業者の手指Ｈに覆われにくい位置）に設けられている。このため、トルク測定装置２０では、作業者の手指Ｈにより通信が阻害されるおそれがない。

以上説明したトルク測定装置２０によれば、通信用のアンテナ２７について安定した性能を確保することができる。

また、トルク測定装置２０において、起歪体２１の中央部に設けられる歪発生部２４の周囲は、歪検出部２５や通信部２６などのトルク測定装置２０の構成要素が配置される。特に、装置構成を小型化しようとする場合、起歪体２１の中央部にアンテナ２７を配置するスペースを確保することが難しい。

以上説明したトルク測定装置２０によれば、起歪体２１の中央部とは異なる位置、例えば歪発生部２４と入力部２２及び出力部２３との境界位置を含む位置に設けられているため、装置構成を小型化することができる。

１０ 締付工具
１２ ヘッド部
２０ トルク測定装置
２１ 起歪体
２２ 入力部
２３ 出力部
２４ 歪発生部
２５ 歪検出部
２６ 通信部
２７ アンテナ
２８ 筐体
２１１ 傾斜面
２１２ 傾斜面

Claims (7)

1. 締付工具と接続して前記締付工具による締付部材の締付トルクを測定するトルク測定装置であり、
   略軸形状の起歪体と、
   前記起歪体の一端に設けられて前記締付工具から入力を受け付ける入力部と、
   前記起歪体の他端に設けられて前記入力部からの力を前記締付部材に出力する出力部と、
   前記起歪体の長手方向における中央部を含む位置に設けられる歪発生部と、
   前記歪発生部に生じる歪量を電気的に検出する歪検出部と、
   前記歪検出部が検出した歪量に基づく情報を無線信号で送信する通信部のアンテナと、
   前記起歪体を収容するとともに、前記締付部材の締付作業時に作業者に把持される筐体とを備え、
   前記アンテナが、前記起歪体と締付作業時に作業者に把持される前記筐体との間に前記起歪体の外周を囲むように設けられているトルク測定装置。
2. 前記アンテナは、前記起歪体の外周の略全周を囲繞する、
   請求項１記載のトルク測定装置。
3. 前記アンテナは、前記起歪体の長手方向における中央位置とは異なる位置に設けられている、
   請求項１または２記載のトルク測定装置。
4. 前記アンテナは、前記起歪体の長手方向における前記歪発生部が設けられる位置とは異なる位置に設けられる、
   請求項３記載のトルク測定装置。
5. 前記アンテナは、前記起歪体の長手方向における前記歪発生部と前記入力部及び前記出力部との境界位置を含む位置に設けられる、
   請求項４記載のトルク測定装置。
6. 前記アンテナは、前記起歪体の長手方向における前記歪発生部と前記入力部又は前記出力部との境界位置を含むいずれか一方の位置に設けられる、
   請求項４記載のトルク測定装置。
7. 締付工具と接続して前記締付工具による締付部材の締付トルクを測定するトルク測定装置であり、
   略軸形状の起歪体と、
   前記起歪体の一端に設けられて前記締付工具から入力を受け付ける入力部と、
   前記起歪体の他端に設けられて前記入力部からの力を前記締付部材に出力する出力部と、
   前記起歪体の長手方向における中央部を含む位置に設けられる歪発生部と、
   前記歪発生部に生じる歪量を電気的に検出する歪検出部と、
   前記歪検出部が検出した歪量に基づく情報を無線信号で送信する通信部のアンテナとを備え、
   前記アンテナは、前記起歪体の外周を囲繞するように設けられているとともに、前記起歪体の長手方向における中央位置とは異なる位置であって前記歪発生部が設けられる位置とは異なる位置に設けられるトルク測定装置。