KR102199447B1 - A Torque Wrench Capable Of Accurate Axial Force Measurement - Google Patents
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Abstract
본 발명은 볼트 또는 너트를 통해 기계부품을 고정할 시 볼트 또는 너트로 하여금 요구되는 축력으로 체결될 수 있도록 하는 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치에 관한 것으로, 헤드하우징과, 상기 헤드하우징 하면으로 돌출 형성되며 볼트 또는 너트에 안착되어 맞물리는 로테이터와, 상기 헤드하우징 일측으로 길게 형성되며 외력이 가해짐에 따라 상기 볼트 또는 너트를 상기 로테이터를 중심으로 회전 가능하도록 하는 손잡이를 포함하는 가동부 및 상기 가동부의 회전 각도를 측정하는 각도측정모듈과, 상기 가동부가 회전함에 따라 발생되는 토크를 측정하는 토크측정모듈을 포함하는 측정부를 포함하여, 각도 및 토크를 동시에 측정하고, 이를 통해 정확한 착좌점 파악과, 보다 정확한 축력으로 볼트 또는 노트를 체결할 수 있는 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치가 개시된다. The present invention relates to a torque wrench capable of precise axial force measurement that enables a bolt or nut to be fastened with a required axial force when fixing a mechanical part through a bolt or nut, and a head housing and a protrusion formed from the lower surface of the head housing The rotation of the movable part and the movable part including a rotator seated on and engaged with a bolt or nut, and a handle formed long toward one side of the head housing and configured to rotate the bolt or nut around the rotator as an external force is applied. Including a measurement unit including an angle measurement module that measures an angle and a torque measurement module that measures torque generated as the movable part rotates, simultaneously measures the angle and torque, through which accurate seating point identification and more accurate Disclosed is a torque wrench capable of precise axial force measurement capable of fastening bolts or knots with axial force.
Description
본 발명은 토크렌치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 요구되는 축력으로 볼트 또는 너트가 체결될 수 있도록 하는 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치에 관한 것이다.The present invention relates to a torque wrench, and more particularly, to a torque wrench capable of precise axial force measurement that enables a bolt or nut to be fastened with a required axial force.
일반적으로, 기계부품의 고정수단으로는 볼트 또는 너트가 사용된다. 이러한 볼트와 너트는 나사결합 됨에 따라 나사에 작용하는 축력을 통해 개별의 구성이 상호 결합되도록 한다. 이때, 볼트 또는 너트는 요구되는 축력 이하의 힘이 발휘되도록 체결되면 환경에 따라 쉽게 이탈되어 결합된 두 구성의 결합이 해제되기 쉽고, 반대로 요구되는 축력 이상의 축력이 발휘되도록 체결되면 결합 대상 구성에 손상이 발생되고, 이렇게 발생된 손상부위는 위크 포인트로 작용하여 체결 대상 구성의 수명이 저감되는 문제가 발생하기 쉽다. 때문에 정밀기계 또는 항공기 등의 분야에 있어서 볼트와 너트로 하여금 정확한 축력을 제공하도록 체결하는 것은 매우 중요한 요소라 할 수 있다.In general, bolts or nuts are used as fixing means for mechanical parts. As these bolts and nuts are screwed together, the individual components are coupled to each other through an axial force acting on the screw. At this time, if the bolt or nut is fastened to exert a force less than the required axial force, it is easily separated depending on the environment and the combination of the two combined components is easily released. Is generated, and the damaged portion thus generated acts as a weak point, which is liable to cause a problem that the life of the fastening target component is reduced. Therefore, in the field of precision machinery or aircraft, fastening bolts and nuts to provide accurate axial force is a very important factor.
한편, 볼트와 너트의 체결에는 토크렌치가 사용되는데, 정확한 축력으로 볼트 또는 너트를 조이기 위한 토크렌치의 종류로는 기계식 방식과 아날로그 방식이 제공되어 왔다. 상세히, 기계식 방식은 레칫휠(Ratchet Wheel)과 스프링을 이용한 기구학적 구조를 가지며, 토크렌치를 조임 대상이 되는 볼트 또는 너트에 장착한 상태에서 볼트 또는 너트가 착좌점에 도달하였다고 판단될 때, 기구학적 구조를 통한 목표 토크를 설정하고, 일정 토크 이상의 힘이 발휘되면 스프링의 힘에 의해 레칫휠이 회전하며 충격음을 발생토록 하여 작압자에게 알림을 제공하는 방식이고, 아날로그 방식은 기계식 방식에서 레칫휠 대신 다이아프렘 형태의 코일을 가지며, 그 단부에 마련된 지시침이 토크 크기에 비례하게 회전하며, 그 하부에 마련된 눈금을 가리키도록 하는 방식으로, 볼트 또는 너트가 착좌점에 도달하였다고 판단된 이후에 상기 지시침이 가리키는 눈금이 목표 토크를 가리키면 조임 대상이 되는 볼트 또는 너트에 정확한 축력이 제공된 것으로 간주하는 방식이다.Meanwhile, a torque wrench is used to fasten a bolt and a nut, and mechanical and analog types have been provided as types of torque wrenches for tightening bolts or nuts with accurate axial force. In detail, the mechanical method has a kinematic structure using a ratchet wheel and a spring, and when it is determined that the bolt or nut has reached the seating point while the torque wrench is mounted on the bolt or nut to be tightened, the mechanism The target torque is set through the mechanical structure, and when a force exceeding a certain torque is exerted, the ratchet wheel rotates by the force of the spring and an impact sound is generated to provide a notification to the operator. Instead, it has a diaphragm-shaped coil, and the indicator needle provided at its end rotates in proportion to the size of the torque, and points to the scale provided below it. If the scale indicated by the indicator hand indicates the target torque, it is considered that the correct axial force is provided to the bolt or nut to be tightened.
그러나 상기와 같이 토크 값을 정확한 축력 제공여부의 판단 기준으로 설정하는 두 가지 방식은 토크렌치를 통해 제공되는 토크 값이 모두 볼트 또는 너트의 축력으로 작용하는 것은 아니며, 더욱이, 실질적으로 토크렌치를 통하여 제공되는 토크가 축력으로 작용하는 지점인 착좌점을 작업자의 주관적인 판단 또는 감각에만 의존하므로 정확한 축력 값으로부터 25% 정도의 오차가 나타나는 문제가 있어왔다.However, in the two methods of setting the torque value as the criterion for determining whether the correct axial force is provided as described above, the torque value provided through the torque wrench does not all act as the axial force of the bolt or nut. Since the seating point, which is the point where the provided torque acts as an axial force, depends only on the operator's subjective judgment or sense, there has been a problem that an error of about 25% appears from the correct axial force value.
이러한 문제를 해결하기 위한 해결방안으로 초음파 볼트 축력 측정기가 제공된 바 있다. 초음파 볼트 축력 측정기는 볼트에 작용되는 축력과 볼트가 체결된 이후 늘어난 볼트의 늘어난 길이가 비례한다는 사실을 이용한 방식으로, 체결 전 볼트에 축방향으로 초음파를 쏘아 초음파가 되돌아오는 시간을 기록하고, 토크렌치를 통해 상기 볼트에 다시금 초음파를 쏘아 초음파가 되돌아오는 시간의 차이를 통해 축력을 산출함으로써 볼트를 조금씩 더 조이도록 하는 방식이다. 하지만 초음파 볼트 축력 측정기를 이용한 방식은 토크렌치 이외에 초음파 볼트 축력 측정기가 추가로 요구되며, 작업의 번거로움 및 사용되는 볼트의 상단과 하단이 반드시 수평으로 추가 가공된 볼트에만 적용이 가능하여 적용의 한계가 있었다.As a solution to this problem, an ultrasonic bolt axial force meter has been provided. The ultrasonic bolt axial force meter uses the fact that the axial force applied to the bolt and the length of the bolt increased after the bolt is fastened are proportional. It shoots ultrasonic waves to the bolt in the axial direction before fastening to record the time that the ultrasonic waves return, and the torque This is a method in which the bolt is further tightened little by little by calculating the axial force through a difference in time for the ultrasonic wave to return by firing ultrasonic waves at the bolt again through a wrench. However, the method using the ultrasonic bolt axial force meter requires an additional ultrasonic bolt axial force meter in addition to the torque wrench, and it is possible to apply only to bolts whose top and bottom of the used bolts must be horizontally additionally processed. There was.
이에 따라, 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치의 보급이 시급한 실정이다.Accordingly, there is an urgent need to supply a torque wrench capable of precise axial force measurement.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 볼트 또는 너트를 보다 정확한 축력으로 체결 할 수 있도록 하는 토크렌치를 제공함에 있다.The present invention has been conceived to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a torque wrench capable of fastening a bolt or nut with more accurate axial force.
한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the object of the present invention is not limited to the object mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood from the following description.
본 발명의 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치는 헤드하우징과, 헤드하우징과, 상기 헤드하우징 하면으로 돌출 형성되며 볼트 또는 너트에 안착되어 맞물리는 로테이터와, 상기 헤드하우징 일측으로 길게 형성되며 외력이 가해짐에 따라 상기 볼트 또는 너트를 상기 로테이터를 중심으로 회전 가능하도록 하는 손잡이를 포함하는 가동부, 상기 가동부의 회전 각도를 측정하는 각도측정모듈과, 상기 가동부가 회전함에 따라 발생되는 토크를 측정하는 토크측정모듈을 포함하는 측정부, 상기 각도측정모듈과 토크측정모듈에서 측정된 각도와 토크를 이용하여 착좌점을 설정하는 연산부를 포함하되, 상기 연산부는, 상기 각도측정모듈을 통해 측정된 각도가 기 설정된 기준각도 이상임과 동시에, 상기 각도측정모듈을 통해 측정된 각도의 변화량에 대한 상기 토크측정모듈에서 측정된 토크의 변화량의 비율이 기준치 이상이 되는 최초의 각도를 상기 착좌점으로 설정하며, 상기 착좌점 이후에 측정되는 상기 가동부의 회전각도를 축력으로 환산하는 것을 특징으로 한다.The torque wrench capable of precise axial force measurement of the present invention includes a head housing, a head housing, and a rotator that protrudes from the bottom of the head housing and is seated on a bolt or nut to engage, and is formed long to one side of the head housing and external force is applied. A movable part including a handle for rotating the bolt or nut around the rotator according to the method, an angle measuring module measuring a rotation angle of the movable part, and a torque measuring module measuring torque generated as the movable part rotates A measurement unit including, a calculation unit for setting a seating point using angles and torques measured by the angle measurement module and the torque measurement module, wherein the calculation unit includes an angle measured through the angle measurement module as a preset reference At the same time, the first angle at which the ratio of the variation of the torque measured by the torque measuring module to the variation of the angle measured by the angle measuring module is equal to or greater than the reference value is set as the seating point, and after the seating point It characterized in that converting the rotation angle of the movable part measured in the axial force.
또한, 상기 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치는, 상기 각도측정모듈과 토크측정모듈에서 측정된 각도와 토크를 이용하여 착좌점을 설정하는 연산부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the torque wrench capable of measuring the precise axial force further comprises an operation unit for setting a seating point using the angle and torque measured by the angle measurement module and the torque measurement module.
여기서, 상기 연산부는, 상기 각도측정모듈을 통해 측정된 각도의 변화량에 대한 상기 토크측정모듈에서 측정된 토크의 변화량의 비율이 기준치 이상이 될 때, 해당 각도를 착좌점으로 설정하는 것을 특징으로 한다.Here, the calculation unit is characterized in that when the ratio of the change amount of the torque measured by the torque measurement module to the amount of change of the angle measured through the angle measurement module becomes more than the reference value, the angle is set as the seating point. .
더욱 정확하게는, 상기 연산부는, 상기 각도측정모듈을 통해 측정된 각도가 기 설정된 기준각도범위 또한 만족할 때 해당 각도를 상기 착좌점으로 설정하는 것을 특징으로 한다.More precisely, when the angle measured by the angle measurement module satisfies a preset reference angle range as well, the calculation unit sets a corresponding angle as the seating point.
또한, 상기 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치는, 볼트 또는 너트의 종류별로 각각에 대한 상기 기준각도범위가 저장되는 메모리; 조임 대상이 되는 볼트 또는 너트의 종류를 선택할 수 있는 조작부;를 더 포함하고, 상기 연산부는, 상기 조작부를 통해 선택된 볼트 또는 너트의 종류에 대한 상기 기준각도범위를 상기 착좌점 설정에 이용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the torque wrench capable of measuring the precise axial force may include a memory storing the reference angle range for each type of bolt or nut; An operation unit capable of selecting a type of a bolt or nut to be tightened; further comprising, the operation unit, wherein the reference angle range for the type of the bolt or nut selected through the operation unit is used to set the seating point. do.
또한, 상기 연산부는, 상기 착좌점 이후에 측정되는 가동부의 회전각도를 축력으로 환산하는 것을 특징으로 한다.In addition, the calculation unit is characterized in that converting the rotation angle of the movable unit measured after the seating point into an axial force.
이때, 상기 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치는, 볼트 또는 너트의 종류별로 각각에 대한 치수데이터가 기저장되는 메모리; 조임 대상이 되는 볼트 또는 너트의 종류를 선택할 수 있는 조작부;를 더 포함하고, 상기 연산부는, 상기 조작부를 통해 선택된 볼트 또는 너트의 종류에 대한 상기 치수데이터를 축력 환산에 이용하는 것을 특징으로 한다.In this case, the torque wrench capable of measuring the precise axial force may include a memory in which dimensional data for each type of bolt or nut is pre-stored; An operation unit capable of selecting a type of a bolt or nut to be tightened is further included, wherein the operation unit uses the dimensional data on the type of the bolt or nut selected through the operation unit for axial force conversion.
또한, 상기 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치는, 상기 연산부를 통해 환산된 축력을 나타내는 디스플레이부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the torque wrench capable of measuring the precise axial force may further include a display unit displaying the axial force converted through the calculation unit.
또한, 상기 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치는, 목표 축력을 설정하는 조작부; 상기 연산부를 통해 환산된 축력이 상기 목표 축력에 도달할 시 시각 또는 청각 또는 촉각적 알림을 제공하는 알림부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the torque wrench capable of measuring the precise axial force may include an operation unit for setting a target axial force; And a notification unit for providing a visual, audible, or tactile notification when the axial force converted through the calculation unit reaches the target axial force.
그리고 상기 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치는, 상부는 상기 로테이터에 탈착가능하게 결합되고, 하부는 조임 대상이 되는 볼트 또는 너트에 대응되게 형성되어, 상기 로테이터로 하여금 상기 볼트 또는 너트와 맞물릴 수 있도록 하는 다수개의 소켓;을 더 포함하여, 상기 조임 대상이 되는 볼트 또는 너트의 형상에 따라 상기 소켓을 선택하여 장착할 수 있는 것을 특징으로 한다.And the torque wrench capable of measuring the precise axial force, the upper portion is detachably coupled to the rotator, the lower portion is formed to correspond to the bolt or nut to be tightened, so that the rotator can engage the bolt or nut Including a plurality of sockets; characterized in that it can be mounted by selecting the socket according to the shape of the bolt or nut to be tightened.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치는,The torque wrench capable of precise axial force measurement of the present invention according to the above configuration,
측정부의 구성을 통하여 조임 대상이 되는 볼트 또는 너트의 회전각도 및 볼트 또는 너트에 가해지는 토크를 동시에 측정 가능한 효과가 있다.Through the configuration of the measuring unit, it is possible to measure the rotation angle of the bolt or nut to be tightened and the torque applied to the bolt or nut at the same time.
또한, 연산부의 구성을 통해 착좌점을 정확하게 파악할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect of accurately identifying the seating point through the configuration of the calculation unit.
또한, 연산부의 구성을 통해 회전 각도를 축력으로 환산하므로 보다 정확한 축력 파악이 가능한 효과가 있다.In addition, since the rotation angle is converted into axial force through the configuration of the calculation unit, there is an effect that more accurate axial force can be grasped.
또한, 메모리부와 조작부의 구성을 통하여 조임 대상이 되는 볼트 또는 너트의 종류에 따라 맞춤식 착좌점 파악 및 축력 파악이 가능한 효과가 있다.In addition, through the configuration of the memory unit and the operation unit, there is an effect that it is possible to identify a custom seating point and grasp the axial force according to the type of bolt or nut to be tightened.
또한, 알림부 및 디스플레이부의 구성을 통하여, 작업자로 하여금 목표 축력 도달여부를 즉각적으로 인지할 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, through the configuration of the notification unit and the display unit, there is an effect of allowing the operator to immediately recognize whether the target axial force has been reached.
또한, 소켓의 구성을 통하여, 보다 다양한 볼트 또는 너트에 적용하여 사용 가능한 효과가 있다.In addition, through the configuration of the socket, there is an effect that can be used by applying to more various bolts or nuts.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치의의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치의 가동부를 도시한 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치의 측정부에 포함된 각도측정모듈을 도시한 측단면도이다.
도 5 내지 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치의 각도측정모듈의 작동 예를 도시한 평단면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치의 측정부에 포함된 토크측정모듈을 도시한 측단면도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치를 통해 측정된 각도 및 토크의 변화를 도식한 그래프이다.
도 9 내지 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치의 사용예 및 알림부의 작동을 도시한 측면도이다.
도 11는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치의 소켓과 로테이터의 결합관계를 도시한 측면도이다.1 is a side view of a torque wrench capable of precise axial force measurement according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of a torque wrench capable of precise axial force measurement according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a side cross-sectional view showing a movable part of a torque wrench capable of precise axial force measurement according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a side cross-sectional view showing an angle measurement module included in a measurement unit of a torque wrench capable of precise axial force measurement according to a preferred embodiment of the present invention.
5 to 6 are plan cross-sectional views showing an example of the operation of the angle measuring module of the torque wrench capable of precise axial force measurement according to a preferred embodiment of the present invention.
7 is a side cross-sectional view showing a torque measurement module included in a measuring unit of a torque wrench capable of precise axial force measurement according to a preferred embodiment of the present invention.
8 is a graph showing changes in angle and torque measured through a torque wrench capable of precise axial force measurement according to a preferred embodiment of the present invention.
9 to 10 are side views showing an example of use of a torque wrench capable of precise axial force measurement and an operation of a notification unit according to a preferred embodiment of the present invention.
11 is a side view showing a coupling relationship between a socket of a torque wrench capable of precise axial force measurement and a rotator according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to describing the technical idea of the present invention in more detail using the accompanying drawings, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to a conventional or dictionary meaning, and the inventor himself In order to describe the invention in the best way, based on the principle that the concept of terms can be appropriately defined, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention, and thus various alternatives that can be substituted for them at the time of application It should be understood that there may be variations.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described in more detail using the accompanying drawings. The accompanying drawings are only an example shown to describe the technical idea of the present invention in more detail, so the technical idea of the present invention is not limited to the form of the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치의의 분해사시도이다.1 is a side view of a torque wrench capable of precise axial force measurement according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of a torque wrench capable of precise axial force measurement according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치(1000)는 크게 가동부(100)와, 측정부(200)와, 연산부(미도시), 디스플레이부(300), 메모리(미도시), 조작부(400), 알림부(500), 소켓(600)을 포함하여 구성된다.As shown in Figs. 1 to 2, the
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치의 가동부를 도시한 측단면도이다.3 is a side cross-sectional view showing a movable part of a torque wrench capable of precise axial force measurement according to a preferred embodiment of the present invention.
가동부(100)는 조임 대상이 되는 볼트 또는 너트와 결합되고, 해당 볼트 또는 너트를 조일 수 있는 토크가 가해지기 위한 구성으로, 도 3에 도시된 바와 같이 헤드하우징(110)과, 로테이터(130)와, 손잡이(150)로 구성된다.The
헤드하우징(110)은 내부에 소정 공간을 형성하며, 상단이 개구된 원통 버킷 형상으로 형성되어 내부에 상기 측정부(200)의 구성이 수용되는 구성이다. 참고로, 본 명세서의 도면에서는 헤드하우징(110)의 하면이 탈착 가능한 것으로 도시하여, 후술할 로테이터의 손상 시 교체 가능할 수 있도록 도시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다.The
로테이터(130)는 소정 직경을 가지고 상하로 길게 형성되며, 헤드하우징(110) 하면을 관통하도록 형성되어, 그 하부가 헤드하우징(110) 하면으로 돌출된 형태이다. 이때, 상기 로테이터(130)와 헤드하우징(110)은 일체로 형성된다. 상기 헤드하우징(110) 하면으로 돌출된 로테이터(130)의 하부는 후술할 소켓(600)과 결합된 상태에서 조임 대상이 되는 볼트 또는 너트에 안착됨으로써 헤드하우징(110)의 회전에 따라 볼트 또는 너트가 맞물려 회전할 수 있도록 하는 역할을 한다.The
손잡이(150)는 헤드하우징(110) 일측으로 길게 형성되어, 헤드하우징(110)을 회전시키기에 용이하도록 한다.The
측정부는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치로 하여금 정확한 축력을 제공할 수 있도록 여러 가지 물리적 데이터를 측정하는 역할을 하는 구성이다. 이러한 측정부는 크게 각도측정모듈과 토크측정모듈로 구성되는데, 먼저 도 4를 참고로 각도측정모듈(210)에 대하여 먼저 설명하도록 한다.The measuring unit is configured to measure various physical data so that a torque wrench capable of precise axial force measurement according to a preferred embodiment of the present invention can provide an accurate axial force. This measurement unit is largely composed of an angle measurement module and a torque measurement module. First, the
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치의 측정부에 포함된 각도측정모듈을 도시한 측단면도이다.4 is a side cross-sectional view showing an angle measurement module included in a measurement unit of a torque wrench capable of precise axial force measurement according to a preferred embodiment of the present invention.
각도측정모듈(210)은 조임 대상이 되는 너트 또는 볼트를 상기 가동부(100)를 통하여 회전시킬 때, 가동부(100)의 회전 각도를 측정하기 위한 구성으로, 고정하우징(211)과, 마개(216)와, 연장바(215)와, 접동자(214) 및 인디케이터(미도시)를 포함하여 구성된다. The
고정하우징(211)은 상기 헤드하우징(110) 내부에 마련되는 것으로, 관 형태이되, 상단 일측이 상측으로 연장형성되어 고정돌기(212)가 형성되고, 내측면에는 그 내주면을 따라 저항피막(213)이 마련된 형태이다. 이때, 저항피막(213)은 고정하우징(211) 내주면을 따라 형성되되, 일측에는 간극이 형성되어, 평면상에서 보면 일측이 개구된 원 형태로 형성됨이 바람직하다. 덧붙여, 상기 고정하우징(211)은 그 중심점이 상기 로테이터(130)의 회전 중심과 일치하도록 헤드하우징(110) 내부에 배치된다.The fixing
연장바(215)는 상기 로테이터(130) 상부 일측에서 좌우방향 일측으로 연장된 형태인데, 그 단부에는 상기 접동자(214)가 마련된다. 연장바(215)는 상기와 같이 형성되어 그 단부에 마련된 접동자(214)가 상기 저항피막(213)에 닿을 정도로 길게 형성된다. 그리고 상기 접동자(214)와 저항피막(213) 사이에는 인티케이터가 전기적으로 결선된다. The
마개(216)는 상기 헤드하우징(110)의 개구된 상면을 폐구하기 위한 구성으로, 일측에는 상기 고정돌기(212)가 마개 상단으로 돌출될 수 있도록 홀이 형성된 형태이다. 본 명세서에서는 마개(216)가 고정하우징(211)과 별개의 구성으로 나타내었지만, 고정하우징(211)과 일체로 형성하여도 무관할 것이다.The
도 5 내지 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치의 각도측정모듈의 작동 예를 도시한 평단면도이다.5 to 6 are plan cross-sectional views showing an example of the operation of the angle measuring module of the torque wrench capable of precise axial force measurement according to a preferred embodiment of the present invention.
앞서 설명한 바와 같은 구성을 가지는 각도측정모듈(210)은 볼트 또는 너트의 체결작업 시, 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 마개(216) 상측으로 돌출된 고정돌기(212)가 움직이지 못하도록 고정한 상태에서 손잡이(150)를 회전시키면, 손잡이(150)와 함께 로테이터(130) 및 접동자(214)가 함께 회전하면서 상기 저항피막(213)에 대한 접동자(214)의 위치가 가변됨에 따라, 발생하는 저항변화를 인디케이터를 통하여 계측하고, 이렇게 계측된 저항변화는 변환기(미도시)를 통하여 각도 값으로 변환하여 가동부(100)의 회전 각도를 측정한다.The
참고로, 가동부(100)의 회전 각도가 360도가 넘는 경우가 있을 수 있는데, 이 경우 상기 접동자(214)는 저항피막(213)이 형성되지 않은 지점을 반드시 지나게 되므로, 접동자(214)가 저항피막(213)이 형성되지 않은 부분을 지나간 횟수를 카운팅하여 가동부(100)의 정확한 회전 각도를 환산할 수 있다.For reference, there may be a case where the rotation angle of the
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치의 측정부에 포함된 토크측정모듈을 도시한 측단면도이다.7 is a side cross-sectional view showing a torque measurement module included in a measuring unit of a torque wrench capable of precise axial force measurement according to a preferred embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 토크측정모듈(230)은 하단은 상기 로테이터(130)에 고정되고 상단은 상기 마개(216)에 고정되는 스트레인게이지유닛(231)으로 구성된다.As shown in FIG. 7, the torque measurement module 230 includes a strain gauge unit 231 fixed to the lower end of the
스트레인게이지유닛(231)은 외력에 의하여 변형이 발생할 시 저항이 가변되는 측정기로, 볼트 또는 너트의 체결작업 시, 손잡이(150)를 회전시키면, 마개(216)에 의해 위치가 고정된 스트레인게이지유닛(231)의 상단과 달리, 하단은 로테이터(130)의 회전에 의해 비틀림이 발생하고, 이에 따라 저항 값이 가변되어 이를 토크 값으로 환산할 수 있는 것이다.The strain gauge unit 231 is a measuring instrument whose resistance is variable when deformation occurs due to an external force, and when the
연산부는 앞서 설명한 측정부를 통하여 측정된 가동부의 회전각도 및 토크 값을 이용하여 착좌점을 설정하고, 조임 대상이 되는 볼트 또는 너트에 작용하는 축력을 산출하는 역할을 한다.The calculation unit sets the seating point using the rotation angle and torque values of the movable unit measured through the measurement unit described above, and calculates the axial force acting on the bolt or nut to be tightened.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치를 통해 측정된 각도 및 토크의 변화를 도식한 그래프이다.8 is a graph showing changes in angle and torque measured through a torque wrench capable of precise axial force measurement according to a preferred embodiment of the present invention.
상세히, 연산부는 측정부를 통해 측정된 값을 도 8과 같이 가동부의 회전각도에 따른 토크 값의 변화를 저장하고, 각도의 변화량에 대한 토크 값의 변화량의 비율이 기준치 이상이면서 기 설정된 기준각도범위(A)를 만족하게 되는 최초의 각도를 착좌점(a)으로 설정한다. 그리고 상기 설정된 착좌점(a) 이후의 상기 가동부의 회전 각도는 기 저장된 연산식을 통하여 축력으로 환산하여 상기 손잡이 일측에 마련된 디스플레이부(300)를 통해 나타낸다.In detail, the calculation unit stores the change in the torque value according to the rotation angle of the movable unit as shown in FIG. 8, the value measured through the measurement unit, and the ratio of the change amount of the torque value to the change amount of the angle is greater than or equal to the reference value, The first angle that satisfies A) is set as the seating point (a). In addition, the rotation angle of the movable part after the set seating point (a) is converted into an axial force through a pre-stored calculation formula and displayed through the
한편, 상기 축력은 조임 대상이 되는 볼트 또는 너트의 치수에 따라 달라지며, 착좌점 역시 볼트 또는 너트의 치수에 따라 가변될 수 있는 값이다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치 일측에는 메모리가 마련되며, 상기 메모리에는 볼트 또는 너트의 종류별로 각각에 대한 치수데이터와 기준각도범위가 저장되어 저장된 데이터가 상기 연산부의 착좌점 설정 및 축력 환산에 이용될 수 있다.Meanwhile, the axial force varies depending on the dimensions of the bolt or nut to be tightened, and the seating point is also a value that can be varied according to the dimensions of the bolt or nut. Therefore, a memory is provided on one side of the torque wrench capable of precise axial force measurement according to a preferred embodiment of the present invention, and in the memory, dimensional data and reference angle ranges for each type of bolt or nut are stored, and the stored data is stored in the calculation unit. It can be used to set the seating point and convert the axial force.
또한, 메모리에 저장된 데이터의 사용을 위하여, 손잡이 일측에는 조작부(400)가 더 마련된다. 조작부(400)는 볼트 또는 너트의 체결작업 전 조임 대상이 되는 볼트 또는 너트의 종류를 선택하고 목표 축력을 설정하기 위한 구성이다. 즉, 조작부(400)를 통해 상기 메모리에 저장되어있던 볼트 또는 너트의 종류 중 어느 하나를 선택하면, 상기 연산부는 선택된 볼트 또는 너트에 해당하는 기준각도범위와 치수데이터를 착좌점 설정과 축력 환산에 이용하는 것이다.In addition, in order to use the data stored in the memory, a
또한, 상기 조작부(400)는 조임 대상이 되는 볼트 또는 너트에 작용될 목표 축력을 설정하는 역할 또한 수행하여, 상기 연산부로 하여금 조임 대상이 되는 볼트 또는 너트가 목표 축력을 발휘할 정도로 조여졌는지를 판단할 수 있는 기준을 제시한다.In addition, the
도 9 내지 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치의 사용예 및 알림부의 작동을 도시한 측면도이다. 9 to 10 are side views showing an example of use of a torque wrench capable of precise axial force measurement and an operation of a notification unit according to a preferred embodiment of the present invention.
알림부(500)는 상기 연산부를 통해 환산된 축력이 상기 목표 축력에 도달할 시 시각 또는 청각 또는 촉각적 알림을 제공하기 위한 구성이다.The
도 9 내지 10에서는 알림부(500)가 램프로 구성되어, 연산부를 통해 환산된 축력이 목표축력에 도달할 시 빛이 조사되어 시각적 알림을 제공하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 청각적 알림을 제공하고자 할 시에는 스피커를 구비하여 알림음을 발생하도록 할 수 있고, 촉각적 알림을 제공하고자 할 시에는 진동자를 구비하여 진동을 발생하도록 할 수도 있을 것이다.In FIGS. 9 to 10, the
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀한 축력 측정이 가능한 토크렌치의 소켓과 로테이터의 결합관계를 도시한 측면도이다.9 is a side view showing a coupling relationship between a socket of a torque wrench capable of precise axial force measurement and a rotator according to a preferred embodiment of the present invention.
소켓(600)은 가동부(100)가 다양한 볼트 또는 너트와 결합될 수 있도록 상기 헤드하우징 하측으로 돌출된 로테이터(130)에 탈착되는 구성이다. 소켓(600)은 상부는 상기 로테이터(130) 하부의 단면형상에 대응되는 홈이 형성되어 상기 로테이터(130)에 탈착될 수 있도록 형성되고, 하부는 조임 대상이 되는 볼트 또는 너트의 형상에 대응되게 형성되어, 볼트 또는 너트에 맞물려 상기 로테이터(130)의 회전력이 볼트 또는 너트에 전달 될 수 있도록 한다.The
이러한 소켓(600)은 볼트 또는 너트의 종류에 맞게 다양하게 제공되어, 조임 대상이되는 볼트 또는 너트의 종류에 따라 선택하여 장착할 수 있도록 한다.The
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.The technical idea should not be interpreted as limited to the above-described embodiment of the present invention. As well as a variety of application ranges, various modifications can be made at the level of those skilled in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Therefore, these improvements and changes will fall within the scope of protection of the present invention as long as it is apparent to those skilled in the art.
100: 가동부 110: 헤드하우징
130: 로테이터 150: 손잡이
200: 측정부
210: 각도측정모듈 211: 고정하우징
212: 고정돌기 213: 저항피막
214: 접동자 215: 연장바
216: 마개
230: 토크측정모듈 231: 스트레인게이지유닛
300: 디스플레이부
400: 조작부
500: 알림부
600: 소켓
A: 기준각도범위
a: 착좌점100: movable part 110: head housing
130: rotator 150: handle
200: measurement unit
210: angle measurement module 211: fixed housing
212: fixing protrusion 213: resistance coating
214: sliding member 215: extension bar
216: plug
230: torque measurement module 231: strain gauge unit
300: display unit
400: control panel
500: notification unit
600: socket
A: Reference angle range
a: seating point
Claims (10)
상기 가동부의 회전 각도를 측정하는 각도측정모듈과, 상기 가동부가 회전함에 따라 발생되는 토크를 측정하는 토크측정모듈을 포함하는 측정부;
상기 각도측정모듈과 토크측정모듈에서 측정된 각도와 토크를 이용하여 착좌점을 설정하는 연산부;를 포함하되,
상기 연산부는,
상기 각도측정모듈을 통해 측정된 각도가 기 설정된 기준각도 이상임과 동시에, 상기 각도측정모듈을 통해 측정된 각도의 변화량에 대한 상기 토크측정모듈에서 측정된 토크의 변화량의 비율이 기준치 이상이 되는 최초의 각도를 상기 착좌점으로 설정하며,
상기 착좌점 이후에 측정되는 상기 가동부의 회전각도를 축력으로 환산하는 것을 특징으로 하는 토크렌치.
A head housing, a rotator protruding from the bottom of the head housing and seated on a bolt or nut to engage, and a rotator that is formed long to one side of the head housing and allows the bolt or nut to rotate around the rotator as external force is applied A movable portion including a handle;
A measuring unit including an angle measuring module for measuring a rotation angle of the movable part and a torque measuring module for measuring a torque generated as the movable part rotates;
Including; a calculation unit for setting the seating point using the angle and torque measured by the angle measurement module and the torque measurement module,
The calculation unit,
At the same time, the angle measured through the angle measurement module is equal to or greater than a preset reference angle, and the ratio of the change amount of the torque measured by the torque measurement module to the amount of change of the angle measured through the angle measurement module becomes the first Set the angle to the seating point,
A torque wrench, characterized in that converting the rotation angle of the movable part measured after the seating point into an axial force.
상기 토크렌치는,
볼트 또는 너트의 종류별로 각각에 대한 상기 기준각도범위가 저장되는 메모리;
조임 대상이 되는 볼트 또는 너트의 종류를 선택할 수 있는 조작부;
를 더 포함하고,
상기 연산부는,
상기 조작부를 통해 선택된 볼트 또는 너트의 종류에 대한 상기 기준각도범위를 상기 착좌점 설정에 이용하는 것을 특징으로 하는 토크렌치.
The method of claim 1,
The torque wrench,
A memory for storing the reference angle range for each type of bolt or nut;
An operation unit capable of selecting the type of bolt or nut to be tightened;
Including more,
The calculation unit,
A torque wrench, characterized in that using the reference angle range for the type of bolt or nut selected through the manipulation unit to set the seating point.
상기 토크렌치는,
볼트 또는 너트의 종류별로 각각에 대한 치수데이터가 기저장되는 메모리;
조임 대상이 되는 볼트 또는 너트의 종류를 선택할 수 있는 조작부;
를 더 포함하고,
상기 연산부는,
상기 조작부를 통해 선택된 볼트 또는 너트의 종류에 대한 상기 치수데이터를 축력 환산에 이용하는 것을 특징으로 하는 토크렌치.
The method of claim 1,
The torque wrench,
A memory for pre-stored dimension data for each type of bolt or nut;
An operation unit capable of selecting the type of bolt or nut to be tightened;
Including more,
The calculation unit,
Torque wrench, characterized in that using the dimensional data for the type of the bolt or nut selected through the operation unit for axial force conversion.
상기 토크렌치는,
상기 연산부를 통해 환산된 축력을 나타내는 디스플레이부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토크렌치.
The method of claim 1,
The torque wrench,
And a display unit displaying the axial force converted through the calculation unit.
상기 토크렌치는,
목표 축력을 설정하는 조작부;
상기 연산부를 통해 환산된 축력이 상기 목표 축력에 도달할 시 시각 또는 청각 또는 촉각적 알림을 제공하는 알림부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토크렌치.
The method of claim 8,
The torque wrench,
An operation unit for setting a target axial force;
And a notification unit for providing a visual, audible, or tactile notification when the axial force converted through the calculating unit reaches the target axial force.
상기 토크렌치는,
상부는 상기 로테이터에 탈착가능하게 결합되고, 하부는 조임 대상이 되는 볼트 또는 너트에 대응되게 형성되어, 상기 로테이터로 하여금 상기 볼트 또는 너트와 맞물릴 수 있도록 하는 다수개의 소켓;을 더 포함하여,
상기 조임 대상이 되는 볼트 또는 너트의 형상에 따라 상기 소켓을 선택하여 장착할 수 있는 것을 특징으로 하는 토크렌치.The method of claim 1,
The torque wrench,
The upper portion is detachably coupled to the rotator, the lower portion is formed to correspond to the bolt or nut to be tightened, a plurality of sockets to enable the rotator to engage the bolt or nut; further including,
A torque wrench, characterized in that it can be mounted by selecting the socket according to the shape of the bolt or nut to be tightened.
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