TWI673145B - 鎖緊工具 - Google Patents

Abstract

一種鎖緊工具，係具備：本體部，其可由作業人員握持；頭部，其大致呈棒狀，係設置於本體部，且能夠與鎖緊構件卡合；頭銷，其使頭部軸支撐於本體部上，以使本體部相對於頭部轉動；以及彈簧部，係以頭部的長度方向為壓縮方向，並且藉由壓縮力限制本體部相對於頭部的轉動，在將鎖緊構件鎖緊時所施加的鎖緊轉矩一旦達到預先設定的設定轉矩值，則彈簧部之轉動的限制解除，以使本體部以頭銷為中心往第一方向轉動之後往第二方向轉動，並且本體部具有轉動檢測部，其用於檢測本體部相對於頭部往第一方向和第二方向的轉動。本發明能夠在藉由作業人員的操作使本體部相對於頭部往第一方向和第二方向轉動的鎖緊工具中精確地檢測出本體部的轉動動作。

Description

鎖緊工具

本發明係關於鎖緊工具。

已知轉矩扳手係為一種管理鎖緊轉矩的鎖緊工具。轉矩扳手係用於通知作業人員，將螺栓和螺母等的鎖緊構件鎖緊到鎖緊處時產生的鎖緊轉矩已經達到預先設定在鎖緊工具的轉矩值（以下稱為“設定轉矩值”）。

在作業人員握持機械式轉矩扳手的外殼(即本體部)來鎖緊鎖緊構件時，作業人員所施加的鎖緊轉矩一旦達到設定轉矩值，則外殼會以可轉動地軸支撐頭部和外殼的頭銷為中心，往與鎖緊構件的鎖緊方向同方向之第一方向轉動。此時，在機械式轉矩扳手中，藉由使作業人員感知到頭部與外殼等其他部分接觸時所產生的聲音和振動，以通知作業人員鎖緊轉矩已達到設定轉矩值。之後，作業人員鬆開鎖緊轉矩，則外殼往第一方向的反方向(鎖緊方向的反方向)之第二方向轉動，以返回到轉動前的位置。有些機械式轉矩扳手可以藉由旋轉撥盤式旋轉構件來調節彈簧的壓縮力，以改變設定轉矩值。

另一方面，在機械式轉矩扳手中，公開了一種檢測外殼相對於頭部的轉動動作的技術即檢測頭部的轉動動作的技術（例如，參見專利文獻1以及專利文獻2）。在這項技術中，例如使用了具有微動開關、永久磁鐵以及霍爾元件的檢測部來檢測頭部的轉動動作。

[專利文獻1]日本特開2014-37041號公報 [專利文獻2]日本特開2008-307670號公報

然而，專利文獻1以及專利文獻2的技術皆僅能夠檢測到頭部是否已轉動，而無法精準地檢測出外殼相對於頭部的轉動動作，例如外殼相對於頭部的轉動量及轉動方向、或是轉動角度等。

本發明之目的在於在藉由作業人員的操作使本體部相對於頭部往第一方向和第二方向轉動的鎖緊工具中精確地檢測出本體部的轉動動作。

本發明之鎖緊工具，係具有：本體部，其可由作業人員握持；頭部，其大致呈棒狀，係設置於本體部，並且能夠與鎖緊構件卡合；頭銷，其使頭部軸支撐於本體部上，以使本體部能夠相對於頭部轉動；以及彈簧部，係以頭部的長度方向為壓縮方向，並且藉由壓縮力限制本體部相對於頭部的轉動，其中，在將鎖緊構件鎖緊時所施加的鎖緊轉矩一旦達到預先設定的設定轉矩值，則彈簧部之轉動的限制解除，以使本體部以頭銷為中心往第一方向轉動之後往第二方向轉動，並且本體部具備轉動檢測部，其用於檢測本體部相對於頭部往第一方向和第二方向的轉動。

本發明之鎖緊工具也可以具備工具狀況判斷部，其根據轉動檢測部所檢測出的本體部的轉動，判斷彈簧部的劣化狀況。

另外，本發明之轉動檢測部可以具有：發光部，其用於照射光；以及光接收部，其接收來自發光部的光，轉動檢測部可以根據光接收部的光接收狀態的變化來檢測本體部的轉動。

另外，本發明之轉動檢測部可以具有光接收狀態改變部，其與本體部的動作同步轉動，以使光接收部的光接收狀態改變。

另外，本發明之轉動檢測部可以具有：第一轉動檢測部，其用於檢測本體部往第一方向的轉動；以及第二轉動檢測部，其用於檢測本體部往第二方向的轉動。

另外，本發明之鎖緊工具可以具備轉矩值設定部，其能夠藉由使旋轉操作旋轉構件來改變彈簧部的壓縮力，以將設定轉矩值設定為預定值。

根據本發明，能夠在藉由作業人員的操作使本體部相對於頭部往第一方向和第二方向轉動的鎖緊工具中精確地檢測出本體部的轉動動作。

以下，參照附圖對本發明的鎖緊工具的實施形態進行說明。在以下的說明中，使作業人員感知鎖緊轉矩已經達到預先設定的設定轉矩值之鎖緊工具，以機械式的轉矩扳手為例來進行說明。在機械式轉矩扳手鎖緊鎖緊構件時，鎖緊轉矩一旦達到設定轉矩值，則外殼會以用於軸支撐外殼和頭部的頭銷為中心，往與鎖緊構件的鎖緊方向同方向之第一方向轉動。此時，在機械式轉矩扳手中，藉由使作業人員感知到外殼往第一方向轉動並與頭部等其他部分接觸時所產生的聲音和振動，以通知作業人員鎖緊轉矩已達到設定轉矩值。作業人員藉由來自此轉矩扳手的通知，鬆開已施加到轉矩扳手上的鎖緊轉矩。在鎖緊轉矩被鬆開到小於或等於設定轉矩值的機械式轉矩扳手中，外殼相對於頭部往第一方向的反方向(鬆開方向)之第二方向轉動，以返回到轉動前的位置(初始位置)。

此外，機械式轉矩扳手之中有所謂的預鎖固型轉矩扳手和預設型轉矩扳手，前者除非使用設定工具等，否則作業人員無法改變設定轉矩值，後者則可以不使用工具而由作業人員的操作改變設定轉矩值。

[轉矩扳手之結構]

圖1為顯示本發明之鎖緊工具的實施形態之轉矩扳手10的斜視圖。此外，圖2為轉矩扳手10的正視圖。

如圖1及圖2所示，轉矩扳手10是如上所述轉矩扳手中的機械式預設型轉矩扳手。轉矩扳手10包括外殼11、頭部12、頭銷13、轉矩值設定部18以及旋轉角度檢測部19。在轉矩扳手10中，藉由鎖緊操作時產生的轉矩，頭部12和外殼11彼此接觸時產生的聲音和振動，以通知作業人員使其感知到鎖緊轉矩已經達到設定轉矩值。

外殼11為構成轉矩扳手10外形形狀之大致呈筒狀的構件，用以容納頭部12等的轉矩扳手10的構成要素。外殼11構成了大致呈筒狀的轉矩扳手10的外形形狀，因此也稱為本體部。在外殼11一端設有頭部12。另外，在外殼11的另一端設有轉矩值設定部18以及旋轉角度檢測部19。在使用轉矩扳手10進行鎖緊作業時，外殼11的另一端側具有讓作業人員(使用者)握持的把手功能。須注意的是，外殼11也可以一體地、或者可拆卸自如地安裝由樹脂等製成的把手(圖未示)。此外，外殼11本身也可以具有讓使用者握持的把手功能。

圖3為轉矩扳手10的仰視圖。如圖3所示，頭部12中設置有棘輪頭121。棘輪頭121從外殼11露出。棘輪頭121中設置有套筒連接部124，從而可拆卸自如地安裝至與鎖緊構件卡合的套筒扳手（圖未示，其用於鎖緊螺栓或螺母）。

圖4為顯示轉矩扳手10的內部構造之局部剖視圖。在圖4中，為了顯示轉矩扳手10的內部構造，僅示出外殼11和旋轉角度檢測部19的殼體198之剖面。如圖4所示，在外殼11的內部中，容納有構成轉矩扳手10的頭部12、增益調整螺絲14、連結件15、滑塊16、彈簧引導件17、轉矩值設定部18以及旋轉角度檢測部19。此外，在外殼11中設有轉動檢測部20，其用於檢測外殼11相對於頭部12的動作。

頭部12為大致呈棒狀的構件，其除了從外殼11露出的棘輪頭121之外，還具有收納在外殼11內部的臂122、接觸部123以及動作檢測銷125。外殼11與頭部12互相可轉動自如地被設置在棘輪頭121與臂122之間的邊界處的頭銷13軸支撐。

頭部12被頭銷13軸支撐於外殼11上，因此當外殼11以頭銷13為中心往鎖緊構件的旋轉方向轉動時，臂122與外殼11之間的相對位置會改變。

接觸部123設置在臂122的與棘輪頭121側的一端為相反側的端部上。外殼11一旦轉動，則在外殼11的內部，臂122與外殼11的內壁接觸，以使接觸部123從轉矩扳手10發出聲音和振動。接觸部123設置在當鎖緊作業之負載施加到頭部12時的外殼11與臂122接觸的位置上。

在頭部12的臂122之前述端部中，以貫穿頭部12的寬度方向的方式設有增益調整螺絲14。增益調整螺絲14是為了在向轉矩扳手10施加鎖緊轉矩時調整臂122的動作之增益而設置的。臂122中設有透過連結機構與滑塊16連接的連結件15。

動作檢測銷125與接觸部123等相同，設置在在長度方向上臂122的與棘輪頭121側的一端為相反側的端部上。動作檢測銷125突設在頭部12的厚度方向(貫穿圖4紙面的方向)上。動作檢測銷125是為了藉由轉動檢測部20檢測外殼11的轉動而設置的。

滑塊16的一端經由連結件15連接於臂122，另一端連接於彈簧引導件17。當外殼11相對於頭部12轉動時，滑塊16在外殼11內部的長度方向上移動。此外，滑塊16具備與外殼11的內壁接觸的滾輪。滾輪用於引導外殼11中的滑塊16的移動。

彈簧引導件17為大致呈圓筒狀的構件。彈簧引導件17形成為圓筒狀，並且配置在外殼11的內部，彈簧引導件17的軸與外殼11的軸大致一致。彈簧引導件17用於引導轉矩值設定部18的彈簧部181之移動。在彈簧引導件17的底面的中心處具有孔。彈簧引導件17的孔插入有滑塊16的另一端。另外，彈簧引導件17的另一底面與彈簧部181的一端接觸。

轉矩值設定部18的彈簧部181、轉矩值顯示部182、設定螺栓183和鎖固螺母184設置在外殼11的內部。此外，轉矩值設定部18在外殼11的外部具備轉矩值設定把手185。藉由使轉矩值設定把手185旋轉操作，轉矩值設定部18能夠改變彈簧部181的壓縮力以將設定轉矩值設定成任意值。

彈簧部181是以轉矩扳手10的長度方向為壓縮方向的壓縮彈簧。彈簧部181可以使用例如螺旋彈簧。如上所述，彈簧部181的一端與彈簧引導件17的另一底面接觸。彈簧部181藉由其壓縮力，透過連結件15、滑塊16以及彈簧引導件17來按壓頭部12。藉由頭銷13按壓被外殼11軸支撐的頭部12，彈簧部181限制外殼11相對於頭部12轉動的動作。

轉矩值顯示部182為配置在外殼11內部、大致呈圓筒形的構件。轉矩值顯示部182以一端與彈簧部181的另一端接觸，另一端朝向轉矩值設定把手185的方向的方式配置。在轉矩值顯示部182中，表面顯示用於表示已設定之設定轉矩值的刻度。在外殼11的內壁中安裝有止轉件（未圖示）。轉矩值顯示部182以能夠相對於上述止轉件在轉矩扳手10的軸向上滑動的方式設置。藉由此止轉件，轉矩值顯示部182可在外殼11的內部不轉動地沿軸向移動。因此，總是能夠從設於外殼11的顯示窗讀取轉矩值顯示部182的刻度。此外，在轉矩值顯示部182的中心部設有貫穿長度方向的內螺紋。

設定螺栓183與轉矩值顯示部182的內螺紋螺合。設定螺栓183的凸緣狀部分與鎖固螺母184卡合。

鎖固螺母184為固定在外殼11內部、大致呈圓盤狀的構件。鎖固螺母184的中心部設有讓設定螺栓183的軸狀部分插入的孔。

轉矩值設定把手185為設置在轉矩扳手10的另一端、大致呈圓筒狀的構件。轉矩值設定把手185具有旋轉構件的功能。轉矩值設定把手185經由旋轉角度檢測部19與設定螺栓183連接，使設定螺栓183轉動。

[轉矩扳手的操作]

針對上述轉矩扳手10的操作，以作業人員使用預定的鎖緊轉矩值來進行鎖緊構件的鎖緊作業為例來進行說明。

使轉矩值設定把手185旋轉時，設定螺栓183也會與轉矩值設定把手185一起旋轉。當設定螺栓183旋轉時，轉矩值顯示部182在外殼11的內部移動而壓縮彈簧部181，彈簧部181的壓縮力即設定轉矩值改變。作業人員確認轉矩值顯示部182所表示的設定轉矩值為預定值，停止轉矩值設定把手185的旋轉操作，轉為鎖緊操作。

圖5為顯示在轉矩扳手10中施加大於或等於預定設定轉矩值的載荷之狀態下的內部構造之局部剖視圖。如圖5所示，在轉矩扳手10中，當鎖緊鎖緊構件時，來自彈簧部181的壓縮力經由滑塊16和連結件15作用在頭部12上。當鎖緊轉矩達到由轉矩值設定部18設定的設定轉矩值時，由鎖緊轉矩產生的力超過來自彈簧部181的壓縮力。此時，在轉矩扳手10中，彈簧部181之限制解除，而外殼11和滑塊16從圖4的狀態移動到圖5的狀態。具體而言，外殼11以頭銷13為中心向鎖緊方向（第一方向）轉動以與頭部12的臂122接觸而發出聲音和振動。藉由此聲音和振動，轉矩扳手10通知作業人員鎖緊轉矩已經達到設定轉矩值。藉由此通知，認識到鎖緊轉矩已經達到設定轉矩值的作業人員鬆開施加到轉矩扳手10的鎖緊轉矩。如此一來，外殼11會往鬆開方向（第二方向）轉動。

外殼11以頭銷13為中心轉動，而外殼11的內壁會與接觸部123接觸。在轉矩扳手10中，接觸部123與外殼11的內壁一旦接觸，則會從轉矩扳手10產生聲音和振動。

[旋轉角度檢測部的結構和操作]

旋轉角度檢測部19的殼體198內部具有旋轉軸191、基板192、編碼器單元193以及圓盤194。

旋轉軸191與圖4所示的設定螺栓183和轉矩值設定把手185互相可配合地連接。旋轉軸191將來自由作業人員旋轉的轉矩值設定把手185的旋轉力傳遞到設定螺栓183。

基板192為可載置如圖6所示的編碼器單元193、運算部31和通訊部32等的電子零件的構件。基板192可以使用例如印刷電路基板等公知的電子電路基板。在基板192中設有供旋轉軸191穿過的孔。

編碼器單元193包括後述之發光元件、光接收元件以及訊號處理部。編碼器單元193可以使用一般用來作為旋轉編碼器已知的絕對型編碼器或增量型編碼器。

[旋轉角度檢測部的機能方塊]

圖6為顯示圖1所示的轉矩扳手10的旋轉角度檢測部19以及轉動檢測部20之方塊圖。之後將描述轉動檢測部20的功能。如圖6所示，旋轉角度檢測部19連接微控制單元（Micro Control Unit，MCU）30。微控制單元30執行在轉矩扳手10中的轉矩值設定部18的設定轉矩值的運算處理，以及外殼11相對於後述的轉動檢測部20的頭部12的轉動動作的運算處理。

針對構成旋轉角度檢測部19的元件進行說明。發光元件193a是例如發光二極體、雷射二極體等的各種光源。發光元件193a具有向圓盤194照射光之發光部的功能。

光接收元件193b可為例如光電二極體等。光接收元件193b具有光接收部的功能，用於接收從發光元件193a照射的光之中由於圓盤194的反射、遮光或折射等光接收狀態未變化的光。光接收元件193b基於接收到的光輸出光接收訊號。

訊號處理部193c對從光接收元件193b輸出的光接收訊號進行放大等的訊號處理，檢測設定螺栓183的旋轉角度，並且基於檢測到的設定螺栓183的旋轉角度，輸出電子訊息即旋轉角度訊息至運算部31。另外，訊號處理部193c基於光接收量等進行發光元件193a的驅動電源和動作等控制，以達到省電以及操作穩定的功效。

圓盤194的中心被旋轉軸191插入貫通並與旋轉軸191一起旋轉。圓盤194具有光接收狀態改變部的功能，用以改變光接收元件193b的光接收狀態。

圓盤194藉由不透射來自發光元件193a的光來改變光接收元件193b的光接收狀態。圓盤194為具備圓板狀的平面部、設於平面部的外周的側面部、以及設於側面部的透光部之大致呈杯狀的構件。圓盤194的平面部和側面部具有不透光（遮光）性。透光部在側面部設置成等間隔的狹縫狀，使來自發光元件193a的光透射。

須注意的是，圓盤194不限於如上所述具有透光部的透射型，也可以藉由例如棱鏡折射來自發光元件193a的光，以使光接收元件193b的光接收狀態改變。

[基於轉動角度訊息的運算處理]

接下來說明運算部31基於從旋轉角度檢測部19輸出的轉動角度訊息之設定轉矩值的運算處理。運算部31基於從編碼器單元193的訊號處理部193c輸出的訊號，運算出設定螺栓183的旋轉角度（旋轉次數，旋轉量）。此外，運算部31基於設定螺栓183的旋轉角度來運算出在轉矩值設定把手185中設定的設定轉矩值。在運算部31中，著眼於彈簧部181的壓縮力會依設定螺栓183的旋轉角度變化，基於檢測到的設定螺栓183的旋轉角度來運算出轉矩值設定部18的設定轉矩值。

運算部31利用顯示儲存在存儲部33的旋轉角度與設定轉矩值之相關關係的訊息（例如，用於基於旋轉角度運算出設定轉矩值的轉換公式或資料表(Datatable)等）運算並輸出設定轉矩值。當運算並輸出設定轉矩值時，運算部31也可以對應於設定轉矩值輸出作業日期和時間以及作業人員的相關訊息。

[轉動檢測部之結構(1)]

轉動檢測部20設置在動作檢測銷125的附近，即在長度方向上在臂122的與棘輪頭121側的端部相反側的端部附近。轉動檢測部20固定在外殼11上，以便檢測出以頭部12為基準、具體來說是以頭部12的臂122為基準(相對於頭部12)之外殼11的動作。轉動檢測部20也可以設置在外殼11的內部。轉動檢測部20可以被設置為使其至少一部分從外殼11露出。在這種情況下，轉動檢測部20的露出部分也可以被蓋子（圖未示）覆蓋。

圖7為顯示轉矩扳手10的轉動檢測部20之示意圖。如圖7所示，轉動檢測部20具備具有發光元件和光接收元件之編碼器單元21以及檢測桿22。轉動檢測部20根據接收來自編碼器單元21的發光元件的光之光接收元件的光接收狀態(光接收量)的變化，來檢測出外殼11的轉動之相關訊息，具體來說就是轉動方向和轉動量等。

[轉動檢測部的功能方塊]

如圖6所示，轉動檢測部20與旋轉角度檢測部19相同，都連接到微控制單元30。微控制單元30執行與轉矩扳手10中的外殼11的轉動動作相關的運算處理。

接下來，針對構成轉動檢測部20的元件進行說明。發光元件211是例如發光二極體、雷射二極體等的各種光源。發光元件211具有向光接收元件212和檢測桿22照射光之發光部的功能。

光接收元件212可為例如光電二極體等。光接收元件212配置在能夠接受來自發光元件211的光的位置，例如與發光元件211相對的位置。光接收元件212具有光接收部的功能，用於接收從發光元件211照射的光之中的由於檢測桿22的反射、遮光或折射等作用而改變了光接收狀態的光。光接收元件212根據接收到的光輸出光接收訊號。

檢測桿22是設置在發光元件211和光接收元件212之間、丙烯酸樹脂等的透光性構件。檢測桿22在側面部上設置有多個等間隔的棱鏡，折射並透射來自發光元件211的光。

圖8為顯示在轉矩扳手10施加大於或等於預定設定轉矩值的載荷之狀態下的轉動檢測部20之示意圖。如圖8所示，檢測桿22以轉動軸為中心轉動。以這種方式，檢測桿22藉由光透射時的稜鏡的位置改變光的透射狀態。也就是說，檢測桿22具有光接收狀態改變部的功能，藉由使來自發光元件211的光透射/折射時的位置不同，來改變光接收元件212的光接收狀態。

檢測桿22藉由與動作檢測銷125接觸，而與設有動作檢測銷125之頭部12的動作同步。也就是說，由於檢測桿22與動作檢測銷125的動作同步，因此轉動檢測部20可以取得用於獲得相對於頭部12的外殼11的轉動量、轉動方向或轉動角度之轉動動作的訊息。

須注意的是，檢測桿22不限於如上所述使用稜鏡的方式，也可以藉由光透射部以及非光透射部遮蔽來自發光元件193a的光，以改變光接收元件212的光接收狀態。

訊號處理部24對從光接收元件212輸出的光接收訊號進行放大等的訊號處理。此時，訊號處理部24根據由檢測桿22產生的光接收狀態的差異來檢測出檢測桿22的轉動量。運算部31能夠根據所檢測出的檢測桿22的轉動量，來運算出相對於設有動作檢測銷125之頭部12的外殼11的轉動量、轉動角度以及轉動方向。

此外，訊號處理部24根據所檢測出的動作檢測銷125的轉動量，將電子訊息之轉動量訊息輸出至運算部31。另外，訊號處理部24基於光接收量等進行發光元件211的驅動電源和動作等控制，以達到省電以及操作穩定的功效。

[基於轉動量訊息之運算處理]

接下來說明運算部31基於從轉動檢測部20輸出的轉動量訊息之與外殼11的轉動動作相關的運算處理。基於從編碼器單元21的訊號處理部24輸出的訊號，運算部31運算外殼11相對於頭部12之轉動量（轉動角度）。

運算部31根據用於判斷存儲部33中存儲的轉動量和外殼11的轉動動作已經發生（以下也稱為“點擊檢測開啟(ON)”）的閾值的訊息來輸出點擊檢測開啟的訊號。

圖9為顯示轉動檢測部20之鎖緊構件的鎖固檢測處理之流程圖。圖9示出了作業人員使用轉矩扳手10以利用設定轉矩值的鎖緊轉矩來鎖緊螺栓或螺母等鎖緊構件時的動作。當作業人員施加作用在鎖緊構件的轉矩扳手10的力以鎖緊時（S101），轉矩扳手10的頭部12和外殼11的位置是大於或等於如圖4和圖7所示的設定轉矩值之轉矩並未作用的狀態之位置。此時，由於轉動檢測部20無法檢測到外殼11的轉動動作，因此其並未輸出轉動量訊息（S201）。

如圖5和圖8所示，在轉矩扳手10中施加大於或等於預定設定轉矩值的載荷之狀態下，在轉矩扳手10中，彈簧部181之限制解除，而外殼11和滑塊16從圖4的狀態移動到圖5的狀態。在此狀態下，外殼11相對於頭部12的臂122以頭銷13為中心向第一方向轉動。設置在臂122上的動作檢測銷125的的位置也相對於外殼11移動（S102）。

此時，在轉動檢測部20中，隨著檢測桿22被動作檢測銷125推動，安裝在外殼11上的光接收元件212的光接收狀態改變。轉動檢測部20藉由感測動作檢測銷125來檢測外殼11的轉動動作。若轉動量大於或等於預定轉動量，則運算部31可以判斷外殼11相對於頭部12轉動並且處於所謂的折頸狀態。

來自轉動檢測部20的轉動量訊息經過訊號處理部24輸出至微控制單元30的運算部31(S202)。

在微控制單元30的運算部31中，能夠根據從轉動檢測部20輸出的轉動量訊息來識別外殼11的轉動動作(S301)。

外殼11以頭銷13為中心相對於頭部12的臂122往第一方向轉動之後，從作業人員的力釋放，外殼11往鬆開方向(第二方向)轉動。如此一來，外殼11的位置會從圖5及圖8的狀態返回到圖4及圖7的狀態(S103)。

此時，在轉動檢測部20中，檢測桿22的位置也返回到圖7的位置，由此光接收元件212的光接收狀態改變，並且檢測到外殼11的轉動動作(S203)。

在微控制單元30的運算部31中，根據從轉動檢測部20輸出的轉動量訊息，識別出外殼11與頭部12的位置關係已經返回到圖4所示的初始狀態的位置(S302)。

當鎖緊構件的鎖緊轉矩達到設定轉矩值時，作業人員完成使用轉矩扳手10之鎖緊作業(S104)。在微控制單元30的運算部31中，藉由來自轉動檢測部20的轉動量訊息的接收，當判定相對於頭部12外殼11已經向第一方向及第二方向的兩個方向轉動時，判斷一次的鎖緊作業已經完成(S303)。

如上所述，由於轉矩扳手10可以藉由轉動檢測部20根據外殼11的轉動量訊息來取得轉動量、轉動方向和轉動角度，因此能夠識別精確的轉動動作。並且，轉矩扳手10利用藉由轉動檢測部20而能夠取得之外殼11的轉動動作的相關轉動量、轉動方向和轉動角度的訊息，能夠提高鎖緊作業的可追溯性和作業分析。

另外，在轉矩扳手10中，轉動檢測部20將頭部12與外殼11之間的相對位置變化的訊息作為轉動量訊息而取得。藉此，轉矩扳手10無須對應組裝時或使用開始後的老化來設定用於轉動檢測部20的發光元件、光接收元件或檢測桿22等檢測裝置的初始位置。因此，轉矩扳手10能夠在精確識別頭部12與外殼11之間的位置變化的同時提高易於組裝性和維護性。

接下來，將說明根據由轉動檢測部20取得的外殼11的轉動量訊息，由運算部31對彈簧部181的劣化狀況的檢測處理（在下文中稱為“劣化檢測處理”）。

在轉矩扳手10中，當彈簧部181劣化（疲乏或損壞）時，彈簧部181的載荷減小，使得滑塊16朝向外殼11的另一端移動。隨著滑塊16的位置移動，外殼11相對於頭部12的臂122往第一方向（圖4中的向下方向）移動，並且動作檢測銷125往第二方向側移動。

在轉矩扳手10中，由轉動檢測部20在彈簧部181劣化時檢測動作檢測銷125的位置。基於檢測結果，運算部31能夠檢測出彈簧部181的疲乏、損壞等的劣化狀況。

運算部31具有工具狀態判斷部的功能，用以根據外殼11的轉動量來判斷彈簧部181的劣化狀況。也就是說，運算部31比較在圖9的流程圖中取得的轉動量訊息與存儲在存儲部33中的作為比較對象的轉動量訊息，來估計並運算彈簧部181的載荷之變化。在此，表示轉動量與彈簧部181的劣化之間的關係的訊息，例如有用於運算檢測桿22的轉動量與彈簧部181的載荷之間的關係的轉換公式或資料表(Datatable)等。當運算部31在運算並輸出點擊檢測開啟的訊號和彈簧部181的劣化狀況，也可以輸出包括作業日期和時間以及作業人員的相關訊息。

當此彈簧部181的估計載荷達到預先存儲在存儲部33中的使用極限的彈簧部181的載荷等預定值時，運算部31會利用語音或顯示部通知作業人員(使用者)。

如上所述，轉矩扳手10能夠根據由轉動檢測部20取得的外殼11的轉動量訊息來檢測彈簧部181的劣化狀況。須注意的是，轉矩扳手10能夠根據外殼11的轉動量訊息來檢測增益調整螺絲14的前端位置的移動，也就是說，能夠將增益調整螺絲14的鬆動當成劣化狀況來檢測。此外，轉矩扳手10還能夠根據外殼11的轉動量訊息，將外殼11和增益調整螺絲14之間的抵接部分的磨損和變形等當成劣化狀況來檢測。

通訊部32將包括運算部31所輸出的設定轉矩值的資料和旋轉角度訊息其中之一的與鎖緊構件的鎖緊作業相關的訊息發送到管理設定轉矩值資料之伺服器等外部裝置（訊息處理裝置，未圖示）。在通訊部32中，通訊部32的通訊路徑可以是無線通訊或有線通訊。通訊部32與外部裝置之間的通訊格式的類型不受限制，可以利用例如藍牙（註冊商標）、紅外線通訊、廣域網路（Wide Area Network，WAN）和區域網路（Local Area Network，LAN）等。

須注意的是，上述微控制單元30的運算處理可以由外部裝置（例如各種電腦）代替轉矩扳手10來執行。在這種情況下，從旋轉角度檢測部19輸出的轉動角度訊息和從轉動檢測部20輸出的轉動量訊息從通訊部32傳送到前述電腦。並且，電腦可以執行設定轉矩值的運算處理以及與外殼11的轉動動作相關的運算處理。在這種情況下，運算結果可以用前述電腦輸出或者可以被傳送並輸出到轉矩扳手10。透過此結構，能夠藉由轉矩扳手10和外部電腦實現轉矩扳手10的工具狀況判定系統。

[轉動檢測部之結構(2)]

圖10為顯示轉矩扳手10的轉動檢測部20的另一例之示意圖。如圖10所示，轉動檢測部20也可以由用於檢測外殼11的第一方向的轉動之第一轉動檢測部20A、以及用於檢測第二方向的轉動之第二轉動檢測部20B的兩個光接收/發光裝置所構成。

圖10（a）顯示在未施加大於或等於設定轉矩值的載荷的狀態下的轉矩扳手10的第一轉動檢測部20A和第二轉動檢測部20B。如圖10（a）所示，當未施加大於或等於設定轉矩值的載荷時，動作檢測銷125位於第二轉動檢測部20B的檢測範圍內。

圖10（b）顯示當施加大於或等於預定設定轉矩值的載荷時的第一轉動檢測部20A和第二轉動檢測部20B。當施加大於或等於預定設定轉矩值的載荷時，隨著外殼11在第一方向上轉動，動作檢測銷125離開第二轉動檢測部20B的檢測範圍，並進入第一轉動檢測部20A的檢測範圍。此時，第二轉動檢測部20B的光接收元件的光接收狀態改變，並且訊號從第二轉動檢測部20B輸出。

之後，外殼11在第二方向上轉動並從圖10（b）的狀態返回到圖10（a）的狀態。此時，動作檢測銷125從第一轉動檢測部20A的檢測範圍返回到第二轉動檢測部20B的檢測範圍。第一轉動檢測部20A的光接收元件的光接收狀態改變，並且訊號從第一轉動檢測部20A輸出。在微控制單元30的運算部31中，能夠根據從第一轉動檢測部20A和第二轉動檢測部20B輸出的訊號的狀態來運算外殼11相對於頭部12的轉動方向。此外，運算部31能夠根據與第一轉動檢測部20A和第二轉動檢測部20B的檢測範圍以及外殼11的轉動量和轉動角度有關的訊息，從前述的輸出訊號運算出相對於頭部12的外殼11的轉動量和轉動角度。

如上所述，藉由第一轉動檢測部20A和第二轉動檢測部20B，也可以精確地檢測出外殼11相對於頭部12的轉動動作。

[轉動檢測部之結構(3)]

圖11為顯示轉矩扳手10的轉動檢測部20C的再一例之示意圖。如圖11所示，轉動檢測部20C使用光接收狀態改變部25代替檢測桿22，光接收狀態改變部25設有以等間隔設置、可透射光的多個孔251。在光接收元件212中，在從發光元件211照射的光之中，沒有接收到透過孔251的光，而僅接收到由光接收狀態改變部25反射的光。轉動檢測部20根據光接收元件212的光接收狀態，來檢測外殼11在第一方向和第二方向上的轉動。

如上所述，藉由轉動檢測部20C，也可以精確地檢測出外殼11相對於頭部12的轉動動作。

[轉動檢測部之結構(4)]

圖12為顯示轉矩扳手10的轉動檢測部20D的再一例之示意圖。如圖12所示，轉動檢測部20D使用光接收狀態改變部25D代替檢測桿22，光接收狀態改變部25D設有用於反射光的反射貼紙252。在光接收元件212中，在從發光元件211照射的光之中，接收到由反射貼紙252反射的光，而未接收到由光接收狀態改變部25D等其他處反射的光。轉動檢測部20D根據光接收元件212的光接收狀態，來檢測外殼11在第一方向和第二方向上的轉動。

如上所述，藉由轉動檢測部20D，也可以精確地檢測出外殼11相對於頭部12的轉動動作。

須注意的是，轉動檢測部20的光接收狀態改變部25不限於上述示例，也可以使用可改變表面的光接收狀態的雷射標記或打印等其他方式，來讀取光接收狀態的變化。

10‧‧‧轉矩扳手

11‧‧‧外殼

12‧‧‧頭部

13‧‧‧頭銷

14‧‧‧增益調整螺絲

15‧‧‧連結件

16‧‧‧滑塊

17‧‧‧彈簧引導件

18‧‧‧轉矩值設定部

19‧‧‧旋轉角度檢測部

20‧‧‧轉動檢測部

20A‧‧‧第一轉動檢測部

20B‧‧‧第二轉動檢測部

20C‧‧‧轉動檢測部

20D‧‧‧轉動檢測部

21‧‧‧編碼器單元

22‧‧‧檢測桿

24‧‧‧訊號處理部

25‧‧‧光接收狀態改變部

30‧‧‧微控制單元(MCU)

31‧‧‧運算部

32‧‧‧通訊部

33‧‧‧存儲部

121‧‧‧棘輪頭

122‧‧‧臂

123‧‧‧接觸部

124‧‧‧套筒連接部

125‧‧‧動作檢測銷

181‧‧‧彈簧部

182‧‧‧轉矩值顯示部

183‧‧‧設定螺栓

184‧‧‧鎖固螺母

185‧‧‧轉矩值設定把手

191‧‧‧旋轉軸

192‧‧‧基板

193‧‧‧編碼器單元

193a‧‧‧發光元件

193b‧‧‧光接收元件

193c‧‧‧訊號處理部

194‧‧‧圓盤

198‧‧‧殼體

211‧‧‧發光元件

212‧‧‧光接收元件

251‧‧‧孔

252‧‧‧反射貼紙

圖1為顯示本發明之鎖緊工具的實施形態之轉矩扳手的斜視圖。 圖2為圖1所示的轉矩扳手的正視圖。 圖3為圖1所示的轉矩扳手的仰視圖。 圖4為顯示圖1所示的轉矩扳手的內部構造之局部剖視圖。 圖5為顯示在圖1所示的轉矩扳手中施加大於或等於預定設定轉矩值的載荷之狀態下的內部構造之局部剖視圖。 圖6為顯示圖1所示的轉矩扳手的旋轉角度檢測部以及轉動檢測部之方塊圖。 圖7為顯示圖1所示的轉矩扳手的轉動檢測部之示意圖。 圖8為顯示在圖1所示的轉矩扳手施加大於或等於預定設定轉矩值的載荷之狀態下的轉動檢測部之示意圖。 圖9為顯示在圖6所示的轉動檢測部之鎖緊構件的鎖緊檢測處理之流程圖。 圖10為顯示圖1所示的轉矩扳手的轉動檢測部的另一例之示意圖。 圖11為顯示圖1所示的轉矩扳手的轉動檢測部的再一例之示意圖。 圖12為顯示圖1所示的轉矩扳手的轉動檢測部的又一例之示意圖。

Claims (3)

1. 一種鎖緊工具，係具備：本體部，其可由作業人員握持；頭部，其大致呈棒狀，係設置於該本體部，並且能夠與鎖緊構件卡合；頭銷，其使該頭部軸支撐於該本體部上，以使該本體部相對於該頭部轉動；以及彈簧部，係以該頭部的長度方向為壓縮方向，並且藉由壓縮力限制該本體部相對於該頭部的轉動，在將該鎖緊構件鎖緊時所施加的鎖緊轉矩一旦達到預先設定的設定轉矩值，則該彈簧部之轉動的限制解除，以使該本體部以該頭銷為中心往第一方向轉動之後往第二方向轉動，且該本體部具有轉動檢測部，其用於檢測該本體部相對於該頭部往該第一方向和該第二方向的轉動；其中，該頭部具有動作檢測銷，其檢測該本體部的轉動，該轉動檢測部具有：發光部，其用於照射光；光接收部，其接收來自該發光部的光；以及檢測桿，其改變光的透射狀態，其中，該鎖緊轉矩達到該設定轉矩值時，該動作檢測銷與該檢測桿同步，該動作檢測銷係檢測該本體部的轉動，其中，藉由該光接收部的光接收狀態的變化，作為轉動量訊息而檢測本體部與頭部之間的相對位置訊息變化，該本體部具備該檢測桿，該頭部具備該動作檢測銷。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鎖緊工具，其中，該轉動檢測部具有：第一轉動檢測部，其用於檢測該本體部往該第一方向的轉動；以及第二轉動檢測部，其用於檢測該本體部往該第二方向的轉動。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之鎖緊工具，其中，該鎖緊工具具備轉矩值設定部，其能夠藉由旋轉操作旋轉構件來改變該彈簧部的壓縮力，以將該設定轉矩值設定為預定值。