WO2018180126A1 - 締付工具 - Google Patents

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WO2018180126A1
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torque
tightening
torque value
unit
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佳之 山口
祐樹 大河
喜晴 松本
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京都機械工具株式会社
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/24—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L25/00—Testing or calibrating of apparatus for measuring force, torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency
    • G01L25/003—Testing or calibrating of apparatus for measuring force, torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency for measuring torque

Definitions

  • the present invention relates to a tightening tool.
  • the tightening torque generated when tightening bolts and nuts at the tightening location has reached the torque value set in advance for the tightening tool (hereinafter referred to as “set torque value”).
  • a torque wrench is known as a tightening tool that allows a worker to perceive and manage the tightening torque.
  • the torque wrench is a so-called pre-lock type torque wrench that cannot be changed by the operator unless a setting tool is used, and the set torque value can be changed by the operator without using a tool.
  • preset type torque wrench that can be used.
  • the preset type torque wrench when the tightening torque is managed, it is necessary to appropriately set the set torque value for the torque wrench for each tightening point.
  • the mechanical preset type torque wrench when tightening the tightening member, if the tightening torque reaches the set torque value, the head part comes into contact with other parts such as the case, and noise and vibration are generated. Let the operator perceive that the tightening torque has reached the set torque value.
  • a dial-type rotating member is rotated to adjust a compression force of a spring to change a set torque value.
  • the present invention has an object to detect a setting operation in a tightening tool that sets a set torque value by a rotating member.
  • the present invention relates to a tightening tool for perceiving that a tightening torque generated when a tightening member is tightened by an operator's operation has reached a preset set torque value, and for rotating the rotating member
  • a torque value setting unit that can set the set torque value to a predetermined value
  • a rotation angle detection unit that detects the rotation angle of the rotating member and outputs rotation angle information based on the detected rotation angle.
  • the present invention may also include a set value calculation unit that calculates a set torque value set in the torque value setting unit based on the rotation angle information.
  • the rotation angle detection unit includes a light emitting unit that irradiates light to the rotating member, a light receiving unit that receives light from the light emitting unit, and a light receiving unit that rotates with the rotating member to change the light receiving state of the light receiving unit.
  • a state change unit, and the rotation angle may be detected based on a change in the light receiving state of the light receiving unit.
  • the present invention may include a communication unit that communicates information related to the tightening work of the tightening member including the rotation angle information with an external device.
  • the setting operation can be detected in the tightening tool that sets the set torque value by the rotating member.
  • FIG. 1 is a perspective view of a torque wrench showing an embodiment of a tightening tool according to the present invention. It is a front view of the torque wrench shown in FIG. It is a bottom view of the torque wrench shown in FIG. It is a fragmentary sectional view which shows the internal structure of the torque wrench shown in FIG. It is a fragmentary sectional view which shows the internal structure of the state in which the load more than a predetermined setting torque value was added in the torque wrench shown in FIG. It is a fragmentary sectional perspective view which shows the rotation angle detection part of the torque wrench shown in FIG. It is a block diagram which shows the rotation angle detection part of the torque wrench shown in FIG. It is a fragmentary sectional perspective view which shows another example of the rotation angle detection part of the torque wrench shown in FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view of a torque wrench 10 showing an embodiment of a tightening tool according to the present invention.
  • FIG. 2 is a front view of the torque wrench 10.
  • the torque wrench 10 is a so-called mechanical preset type torque wrench.
  • the torque wrench 10 generates noise and vibration when the head portion 12 and the case 11 come into contact with each other due to the torque generated during the tightening operation, and makes the operator perceive that the tightening torque has reached the set torque value.
  • the torque wrench 10 includes a case 11, a head unit 12, a head pin 13, a torque value setting unit 18, and a rotation angle detection unit 19.
  • the case 11 is a substantially cylindrical member that accommodates the components of the torque wrench 10 such as the head portion 12 and constitutes the outer shape of the torque wrench 10.
  • the case 11 is provided with a head portion 12 at one end. Further, the case 11 is provided with a torque value setting unit 18 and a rotation angle detection unit 19 at the other end.
  • FIG. 3 is a bottom view of the torque wrench 10.
  • the head portion 12 is provided with a ratchet head 121.
  • the ratchet head 121 is exposed from the case 11.
  • the ratchet head 121 is provided with a socket connecting portion 124 so that a socket wrench (for bolt or nut tightening) (not shown) that engages with the tightening member can be detachably attached.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the internal structure of the torque wrench 10.
  • the case 11 and the housing 198 of the rotation angle detector 19 are shown in cross section.
  • an arm 122 and a contact portion 123 of the head portion 12 As shown in FIG. 4, inside the case 11, as an internal structure of the torque wrench 10, an arm 122 and a contact portion 123 of the head portion 12, a gain adjusting screw 14, a link 15, a slider 16, and a spring guide. 17 and a torque value setting unit 18 are accommodated.
  • the head portion 12 is provided with an arm 122 and a contact portion 123 inside the case 11.
  • the head portion 12 is pivotally supported with respect to the case 11 by a head pin 13 provided at the boundary between the ratchet head 121 and the arm 122.
  • the arm 122 is housed inside the case 11. Since the head portion 12 is pivotally supported on the case 11 by the head pin 13, the arm 122 can rotate inside the case 11 around the head pin 13.
  • the contact portion 123 is provided at the end of the arm 122 opposite to the end that is pivotally supported by the head pin 13. When the arm 122 rotates inside the case 11, the contact portion 123 comes into contact with the inner wall of the case 11 and emits sound and vibration.
  • the contact portion 123 is provided in a direction in which the arm 122 rotates when a load due to a tightening operation is applied to the head portion 12.
  • a gain adjusting screw 14 is provided at the end of the arm 122 of the head portion 12 so as to penetrate the head portion 12 in the lateral direction in FIG.
  • the gain adjusting screw 14 is provided to adjust the gain of the operation of the arm 122 when a tightening torque is applied to the torque wrench 10.
  • the arm 122 is provided with a link 15 connected to the slider 16 by a link mechanism.
  • the slider 16 has one end connected to the arm 122 via the link 15 and the other end connected to the spring guide 17.
  • the slider 16 moves in the longitudinal direction inside the case 11 when the case 11 rotates with respect to the head portion 12.
  • the slider 16 includes a roller that contacts the inner wall of the case 11. The roller guides the movement of the slider 16 in the case 11.
  • the spring guide 17 is a substantially cylindrical member.
  • the spring guide 17 is formed in a cylindrical shape, and is disposed inside the case 11 so that the axis of the case 11 and the axis of the spring guide 17 substantially coincide with each other.
  • the spring guide 17 guides the movement of the spring part 181 of the torque value setting part 18.
  • the spring guide 17 has a hole in the center of the bottom surface. The hole of the spring guide 17 is inserted into the other end of the slider 16.
  • the spring guide 17 has one end of the spring portion 181 in contact with the other bottom surface.
  • the torque value setting portion 18 includes a spring portion 181, a torque value display portion 182, a setting bolt 183, and a lock nut 184 provided inside the case 11.
  • the torque value setting unit 18 includes a torque value setting grip 185 outside the case 11. The torque value setting unit 18 rotates the torque value setting grip 185 to change the compression force of the spring part 181 so that the set torque value can be set.
  • the spring portion 181 is a compression spring in which the longitudinal direction of the torque wrench 10 is the compression direction.
  • a coil spring can be used for the spring portion 181 .
  • One end of the spring portion 181 is in contact with the other plane of the spring guide 17 as described above.
  • the torque value display portion 182 is a substantially cylindrical member disposed inside the case 11.
  • the torque value display portion 182 is arranged such that one end is in contact with the other end of the spring portion 181 and the other end faces the torque value setting grip 185.
  • the torque value display unit 182 displays a scale indicating the set torque value set on the surface.
  • a rotation stopper (not shown) is attached to the inner wall of the case 11.
  • the torque value display unit 182 is provided so as to be slidable in the axial direction of the torque wrench 10 with respect to the rotation stopper. Due to this rotation prevention, the torque value display portion 182 moves in the axial direction without rotating inside the case 11. For this reason, the scale of the torque value display unit 182 can always be read from the display window provided in the case 11.
  • the torque value display portion 182 is provided with a female screw penetrating in the longitudinal direction at the center.
  • the setting bolt 183 is screwed into the female screw of the torque value display portion 182.
  • the setting bolt 183 has a hook-shaped portion engaged with the lock nut 184.
  • the lock nut 184 is a substantially disc-shaped member fixed inside the case 11.
  • the lock nut 184 is provided with a hole into which the shaft-like portion of the setting bolt 183 is inserted at the center.
  • the torque value setting grip 185 is a substantially cylindrical member provided at the other end of the torque wrench 10.
  • the torque value setting grip 185 has a function as a rotating member.
  • the torque value setting grip 185 is connected to the setting bolt 183 via the rotation angle detector 19 and rotates the setting bolt 183.
  • torque wrench operation The operation of the torque wrench 10 described above will be described by taking as an example a case where the operator performs the tightening operation of the tightening member with a predetermined tightening torque value.
  • the setting bolt 183 When the torque value setting grip 185 is rotated, the setting bolt 183 is rotated together with the torque value setting grip 185. When the setting bolt 183 rotates, the torque value display portion 182 moves inside the case 11 to compress the spring portion 181 and the compression force of the spring portion 181 changes. The operator confirms that the set torque value indicated by the torque value display unit 182 is a predetermined value, stops the rotation operation of the torque value setting grip 185, and shifts to the tightening operation.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the internal structure of the torque wrench 10 in a state where a load of a predetermined set torque value or more is applied.
  • the torque wrench 10 when the tightening member is tightened, the compressive force from the spring portion 181 acts on the head portion 12 via the slider 16 and the link 15.
  • the tightening torque reaches the set torque value set by the torque value setting section 18, the force generated by the tightening torque exceeds the compressive force from the spring section 181, and the case 11 and the slider 16 are shown in FIG. It moves from the state to the state of FIG.
  • the case 11 rotates around the head pin 13 so that the inner wall of the case 11 contacts the contact portion 123.
  • the torque wrench 10 when the contact portion 123 comes into contact with the inner wall of the case 11, sound and vibration are generated from the torque wrench 10.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional perspective view showing the rotation angle detector 19 of the torque wrench 10.
  • the rotation angle detection unit 19 includes a rotation shaft 191, a substrate 192, an encoder unit 193, a disk 194, a set value calculation unit 195, and a communication unit 196. .
  • the rotary shaft 191 is connected to the setting bolt 183 and the torque value setting grip 185 shown in FIG.
  • the rotating shaft 191 transmits the rotational force from the torque value setting grip 185 rotated by the operator to the setting bolt 183.
  • the substrate 192 is a member on which electronic components such as the encoder unit 193, the set value calculation unit 195, and the communication unit 196 can be placed.
  • a known electronic circuit substrate such as a printed circuit board can be used.
  • the substrate 192 is provided with a hole through which the rotary shaft 191 passes.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the rotation angle detector 19 of the torque wrench 10.
  • the encoder unit 193 includes a light emitting element 193a, a light receiving element 193b, and a signal processing unit 193c.
  • the encoder unit 193 any of an absolute encoder and an incremental encoder generally known as a rotary encoder can be used.
  • the light emitting element 193a is various light sources such as a light emitting diode and a laser diode.
  • the light emitting element 193a functions as a light emitting unit that emits light toward the disk 194.
  • a photodiode can be used as the light receiving element 193b.
  • the light receiving element 193b functions as a light receiving unit that receives light that has not been changed in its light receiving state by the action of reflection, light shielding, or refraction by the disk 194 among the light emitted from the light emitting element 193a.
  • the light receiving element 193b outputs a light reception signal based on the received light.
  • the signal processing unit 193c performs signal processing such as amplification on the light reception signal output from the light receiving element 193b, detects the rotation angle of the setting bolt 183, and uses electronic information based on the detected rotation angle of the setting bolt 183. Certain rotation angle information is output to the set value calculation unit 195.
  • the signal processing unit 193c controls driving power and operation of the light emitting element 193a based on the amount of received light and the like in order to save power and stabilize operation.
  • the center of the disk 194 is inserted into the rotation shaft 191 and rotates together with the rotation shaft 191.
  • the disk 194 functions as a light receiving state changing unit that changes the light receiving state of the light receiving element 193b.
  • the disk 194 changes the light receiving state of the light receiving element 193b by not transmitting the light from the light emitting element 193a.
  • the disk 194 is a substantially cup-shaped member that includes a disk-shaped flat part, a side part provided on the outer periphery of the flat part, and a light transmitting part provided on the side part.
  • a plane part and a side part are provided with light impermeability (light-shielding property).
  • the light transmission part is provided in the side part in the shape of a slit at equal intervals, and transmits the light from the light emitting element 193a.
  • the disk 194 is not limited to the transmission type having the light transmission part as described above.
  • the light from the light emitting element 193a may be refracted by a prism to change the light receiving state of the light receiving element 193b.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional perspective view showing another example of the rotation angle detection unit 19 of the torque wrench 10.
  • the disk 194A is not limited to a substantially cup shape having a flat surface portion and a side surface portion as described above, and may be, for example, a disk shape having a light transmitting portion in the flat surface portion.
  • the encoder unit 193A is provided so as to sandwich the flat portion of the disk 194A.
  • the set value calculation unit 195 calculates the rotation angle (the number of rotations and the rotation amount) of the setting bolt 183 based on the signal output from the signal processing unit 193c of the encoder unit 193. Further, the set value calculation unit 195 calculates a set torque value set in the torque value setting grip 185 based on the rotation angle of the set bolt 183.
  • the setting value calculation unit 195 pays attention to the fact that the compression force of the spring portion 181 changes depending on the rotation angle of the setting bolt 183, and sets the setting torque value of the torque value setting unit 18 based on the detected rotation angle of the setting bolt 183. calculate.
  • the set value calculation unit 195 is information indicating a correlation between the rotation angle and the set torque value stored in the storage unit 197 (for example, a conversion formula or a data table for calculating the set torque value based on the rotation angle). Is used to calculate the set torque value and output it. When the set value calculation unit 195 calculates and outputs the set torque value, the set value calculation unit 195 may output information related to the work date and time and the worker in association with the set torque value.
  • the communication unit 196 includes information related to the tightening operation of the tightening member including either the set torque value data output from the set value calculation unit 195 or the rotation angle information, a server that manages the set torque value data, or the like. , To an external device (information processing device) (not shown).
  • the communication path by the communication unit 196 may be either wireless communication or wired communication.
  • the type of communication format between the communication unit 196 and the external device is not limited, and for example, Bluetooth (registered trademark), infrared communication, WAN (Wide Area Network), LAN (Local Area Network), or the like can be used.
  • the rotation angle detector 19 detects the rotation angle of the setting bolt 183 that is rotated when the compression force of the spring 181 is adjusted. That is, according to the torque wrench 10 described above, the operation state of the torque value setting unit 18 in the mechanical torque wrench can be detected.
  • the set value calculation unit 195 calculates the set torque value set in the torque value setting unit 18 based on the rotation angle information of the setting bolt 183 detected by the rotation angle detection unit 19. calculate. That is, according to the torque wrench 10 described above, it is possible to acquire data of the set torque value in the mechanical torque wrench. Further, according to the torque wrench 10 described above, it is possible to improve the traceability of the set torque value in the mechanical torque wrench using the acquired set torque value data.
  • the communication unit 196 transmits the rotation angle of the set bolt 183 detected by the rotation angle detection unit 19 and the data of the set torque value calculated by the set value calculation unit 195 to the external device. Can communicate with each other.
  • the tightening tool according to the present invention is configured not to include the set value calculation unit 195 unlike the torque wrench 10 and to directly output the light reception signal from the encoder unit 193 to the external device from the communication unit 196. Also good.
  • the tightening tool according to the present invention may be configured not to include the communication unit 196, unlike the torque wrench 10, and to store the data of the set torque value in the storage unit 197, for example.
  • a rotation angle detection unit 19 including the optical encoder unit 193 instead of the rotation angle detection unit 19 including the optical encoder unit 193, for example, a rotation angle detection unit using an encoder such as a magnetic type, a laser type, or a capacitance type is used. Also good.
  • the set value calculation unit 195 sets the set value of the torque value setting unit 18 to an arbitrary initial value or the limit of the set range of the torque value setting unit 18 before setting the set torque value. It may have a function of performing zero point calibration for adjusting to a position (referred to as “origin position”) by an operator's operation or automatically.

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Abstract

作業者の動作により締付部材を締め付けるときに発生する締付トルクが予め設定された設定トルク値に達したことを知覚させる締付工具であって、回転部材を回転操作することにより設定トルクを所定の値に設定可能なトルク値設定部と、回転部材の回転角度を検出し、検出した回転角度に基づく回転角度情報を出力する回転角度検出部と、を備える。

Description

締付工具
　本発明は、締付工具に関する。
　従来から、ボルトやナットなどの締付部材を締付箇所に締め付けるときに発生する締付トルクが、予め締付工具に設定されたトルク値（以下「設定トルク値」という）に達したことを作業者に知覚させて、締付トルクを管理する締付工具として、トルクレンチが知られている。一般に、トルクレンチには、設定用の工具等を用いない限り作業者が設定トルク値の変更ができないいわゆるプリロック型トルクレンチと、工具等を用いることなく作業者の操作により設定トルク値の変更ができるいわゆるプリセット型トルクレンチとがある。
　プリセット型トルクレンチでは、締付トルクの管理を行う場合に、締付箇所ごとにトルクレンチに対して設定トルク値を適切に設定する必要がある。機械式のプリセット型トルクレンチでは、締付部材を締め付ける際に、締付トルクが設定トルク値に達すると、ヘッド部が、ケースなど他の箇所に接触することで音や振動が発生して、作業者に締付トルクが設定トルク値に達したことを知覚させる。機械式のプリセット型トルクレンチでは、一般にダイヤル式の回転部材を回転させてスプリングの圧縮力を調節して、設定トルク値を変化させることができる。
　なお、トルクレンチにおいて、電子式のトルクセンサーによって機械的なトリップメカニズム及びトルク設定手段を校正する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、機械式トルクレンチに歪みゲージを用いた電子式のトルクセンサーを設けることで、作業者が機械式トルクレンチの校正を行っている。
特開２０１４－２２６７７６号公報
　しかし、特許文献１の技術では、トルクセンサーにより実際の締付トルク値を測定するだけで、機械式トルクレンチの設定トルク値の設定部の回転部材の状態を検出することはできなかった。また、特許文献１の技術では、機械式のトルクレンチに設定された設定トルク値を数値化することや、数値化された設定トルク値をサーバなどに通信して管理することもできなかった。
　本発明は、回転部材により設定トルク値の設定を行う締付工具において、設定の動作を検出することを目的とする。
　本発明は、作業者の動作により締付部材を締め付けるときに発生する締付トルクが予め設定された設定トルク値に達したことを知覚させる締付工具であって、回転部材を回転操作することにより設定トルク値を所定の値に設定可能なトルク値設定部と、回転部材の回転角度を検出し、検出した回転角度に基づく回転角度情報を出力する回転角度検出部と、を備える。
　また、本発明は、回転角度情報に基づいてトルク値設定部に設定された設定トルク値を算出する設定値算出部を備えてもよい。
　また、本発明は、回転角度検出部は、回転部材に光を照射する発光部と、発光部からの光を受光する受光部と、回転部材と共に回転して受光部の受光状態を変化させる受光状態変化部と、を備え、受光部の受光状態の変化に基づいて回転角度を検出してもよい。
　また、本発明は、回転角度情報を含む締付部材の締付作業に関連する情報を外部装置と通信する通信部を備えてもよい。
　本発明によれば、回転部材により設定トルク値の設定を行う締付工具において、設定の動作を検出することができる。
本発明に係る締付工具の実施形態を示すトルクレンチの斜視図である。 図１に示したトルクレンチの正面図である。 図１に示したトルクレンチの底面図である。 図１に示したトルクレンチの内部構造を示す部分断面図である。 図１に示したトルクレンチにおいて所定の設定トルク値以上の荷重が加わった状態の内部構造を示す部分断面図である。 図１に示したトルクレンチの回転角度検出部を示す部分断面斜視図である。 図１に示したトルクレンチの回転角度検出部を示すブロック図である。 図１に示したトルクレンチの回転角度検出部の別の例を示す部分断面斜視図である。
　以下、本発明に係る締付工具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、締付トルクが予め設定された設定トルク値に達したことを作業者に知覚させる締付工具の一例として、回転部材を回転操作することにより設定トルク値を設定することができるトルク値設定部を備えるトルクレンチについて説明する。
［トルクレンチの構成］
　図１は、本発明に係る締付工具の実施形態を示すトルクレンチ１０の斜視図である。また、図２は、トルクレンチ１０の正面図である。図１及び図２に示すように、トルクレンチ１０は、いわゆる機械式のプリセット型トルクレンチである。トルクレンチ１０は、締付作業時に発生するトルクによりヘッド部１２とケース１１とが接触すると音や振動が発生し、作業者に締付トルクが設定トルク値に達したことを知覚させる。トルクレンチ１０は、ケース１１と、ヘッド部１２と、ヘッドピン１３と、トルク値設定部１８と、回転角度検出部１９とを備える。
　ケース１１は、ヘッド部１２などのトルクレンチ１０の構成要素を収容し、トルクレンチ１０の外形形状を構成する略筒状の部材である。ケース１１は、一端にヘッド部１２が設けられる。また、ケース１１は、他端にトルク値設定部１８及び回転角度検出部１９が設けられる。
　図３は、トルクレンチ１０の底面図である。図３に示すように、ヘッド部１２には、ラチェットヘッド１２１が設けられている。ラチェットヘッド１２１は、ケース１１から露出している。ラチェットヘッド１２１には、締付部材と係合する不図示のソケットレンチ（ボルトまたはナット締付用）を着脱自在に取り付けることができるように、ソケット接続部１２４が設けられている。
　図４は、トルクレンチ１０の内部構造を示す部分断面図である。図４では、トルクレンチ１０の内部構造を示すために、ケース１１及び回転角度検出部１９の筐体１９８のみ断面を示している。図４に示すように、ケース１１の内部には、トルクレンチ１０の内部構造として、ヘッド部１２のアーム１２２及び接触部１２３と、ゲイン調整ネジ１４と、リンク１５と、スライダ１６と、スプリングガイド１７と、トルク値設定部１８とが収納されている。
　ヘッド部１２は、ケース１１の内部にアーム１２２と接触部１２３とが設けられている。ヘッド部１２は、ラチェットヘッド１２１とアーム１２２との境界に設けられるヘッドピン１３によって、ケース１１に対して回動自在に軸支されている。
　アーム１２２は、ケース１１内部に収納される。ヘッド部１２がヘッドピン１３によってケース１１に軸支されているため、アーム１２２は、ヘッドピン１３を中心にケース１１内部で回動可能である。
　接触部１２３は、アーム１２２のヘッドピン１３で軸支されている側の端とは反対側の端部に設けられている。接触部１２３は、ケース１１内部でアーム１２２が回動したときに、ケース１１の内壁と接触して、音や振動を発する。接触部１２３は、締付作業による負荷がヘッド部１２に加わった際にアーム１２２が回動する方向に設けられる。また、ヘッド部１２のアーム１２２の上記端部において、ヘッド部１２を図４において短手方向に貫通するように、ゲイン調整ネジ１４が設けられている。ゲイン調整ネジ１４は、トルクレンチ１０に締付トルクが加わったときのアーム１２２の動作のゲインを調整するために設けられている。アーム１２２には、スライダ１６とリンク機構で接続するリンク１５が設けられる。
　スライダ１６は、一端がリンク１５を介してアーム１２２と接続し、他端がスプリングガイド１７と接続している。スライダ１６は、ヘッド部１２に対してケース１１が回動する際にケース１１内部で長手方向に移動する。また、スライダ１６は、ケース１１内壁に接触するローラを備える。ローラは、ケース１１内でのスライダ１６の移動を案内する。
　スプリングガイド１７は、略円筒状の部材である。スプリングガイド１７は、円筒状に形成され、ケース１１の軸とスプリングガイド１７の軸とが略一致するように、ケース１１内部に配置される。スプリングガイド１７は、トルク値設定部１８のバネ部１８１の動きを案内する。スプリングガイド１７は、底面の中央に孔を有する。スプリングガイド１７の孔は、スライダ１６の他端に挿入される。また、スプリングガイド１７は、他方の底面にバネ部１８１の一端が接している。
　トルク値設定部１８は、バネ部１８１と、トルク値表示部１８２と、設定ボルト１８３と、ロックナット１８４とが、ケース１１の内部に設けられる。また、トルク値設定部１８は、ケース１１の外部にトルク値設定グリップ１８５を備える。トルク値設定部１８は、トルク値設定グリップ１８５を回転操作することにより、バネ部１８１の圧縮力を変化させて設定トルク値を設定可能にする。
　バネ部１８１は、トルクレンチ１０の長手方向が圧縮方向となる圧縮バネである。バネ部１８１には、例えばコイルばねを用いることができる。バネ部１８１は、上述のように一端がスプリングガイド１７の他方の平面に接している。
　トルク値表示部１８２は、ケース１１の内部に配置される略円筒状の部材である。トルク値表示部１８２は、一端がバネ部１８１の他端に接し、他端がトルク値設定グリップ１８５の方を向いて配置されている。トルク値表示部１８２には、表面に設定された設定トルク値を示す目盛が表示されている。ケース１１の内壁には、不図示の回り止めが取り付けられている。トルク値表示部１８２は、上記回り止めに対してトルクレンチ１０の軸方向に摺動可能に設けられる。この回り止めにより、トルク値表示部１８２は、ケース１１内部で回動せずに軸方向に移動するようになっている。このため、トルク値表示部１８２の目盛は、ケース１１に設けられる表示窓から常に読み取ることができる。また、トルク値表示部１８２には、中心部に長手方向を貫くメネジが設けられている。
　設定ボルト１８３は、トルク値表示部１８２のメネジに螺合する。設定ボルト１８３は、鍔状の部分がロックナット１８４と係合する。
　ロックナット１８４は、ケース１１の内部に固定される略円盤状の部材である。ロックナット１８４は、中心部に設定ボルト１８３の軸状の部分が挿入される孔が設けられている。
　トルク値設定グリップ１８５は、トルクレンチ１０の他端に設けられる略円筒状の部材である。トルク値設定グリップ１８５は、回転部材としての機能を有する。トルク値設定グリップ１８５は、回転角度検出部１９を介して設定ボルト１８３と接続し、設定ボルト１８３を回動させる。
［トルクレンチの動作］
　以上説明した、トルクレンチ１０の動作について、作業者が所定の締付トルク値で締付部材の締付動作を行う場合を例に説明する。
　トルク値設定グリップ１８５を回転させると、設定ボルト１８３がトルク値設定グリップ１８５とともに回転する。設定ボルト１８３が回転すると、トルク値表示部１８２がケース１１の内部を移動して、バネ部１８１を圧縮し、バネ部１８１の圧縮力が変化する。作業者は、トルク値表示部１８２により示される設定トルク値が所定の値であることを確認して、トルク値設定グリップ１８５の回転操作を止めて、締付動作に移行する。
　図５は、トルクレンチ１０において所定の設定トルク値以上の荷重が加わった状態の内部構造を示す部分断面図である。図５に示すように、トルクレンチ１０では、締付部材を締め付ける際に、バネ部１８１からの圧縮力が、スライダ１６及びリンク１５を介してヘッド部１２に働く。締付トルクがトルク値設定部１８により設定された設定トルク値に達すると、締付トルクにより発生する力がバネ部１８１からの圧縮力を上回ることで、ケース１１及びスライダ１６は、図４の状態から図５の状態に動く。
　ケース１１は、ヘッドピン１３を中心に回動して、ケース１１の内壁が接触部１２３に接触する。トルクレンチ１０では、接触部１２３がケース１１の内壁に接触すると、トルクレンチ１０から音と振動が発生する。
［回転角度検出部の構成と動作］
　次に、回転角度検出部１９の構成と動作について説明する。
　図６は、トルクレンチ１０の回転角度検出部１９を示す部分断面斜視図である。図６では、回転角度検出部１９の筐体１９８のみを断面図で示している。図６に示すように、回転角度検出部１９は、筐体１９８の内部に、回転軸１９１と、基板１９２と、エンコーダユニット１９３と、円盤１９４と、設定値算出部１９５と、通信部１９６と、を備える。
　回転軸１９１は、図４に示した設定ボルト１８３及びトルク値設定グリップ１８５と協働可能に接続する。回転軸１９１は、作業者が回転させたトルク値設定グリップ１８５からの回転力を設定ボルト１８３に伝達する。
　基板１９２は、エンコーダユニット１９３、設定値算出部１９５、及び通信部１９６などの電子部品を載置可能な部材である。基板１９２は、例えばプリント基板など、公知の電子回路用基板を用いることができる。基板１９２には、回転軸１９１を通すための孔が設けられている。
　図７は、トルクレンチ１０の回転角度検出部１９を示すブロック図である。図７に示すように、エンコーダユニット１９３は、発光素子１９３ａと、受光素子１９３ｂと、信号処理部１９３ｃとを備える。エンコーダユニット１９３には、ロータリエンコーダとして一般に知られている、アブソリュート型エンコーダ及びインクリメンタル型エンコーダのいずれを用いることができる。
　発光素子１９３ａは、例えば発光ダイオードやレーザダイオードなどの各種光源である。発光素子１９３ａは、円盤１９４に向けて光を照射する発光部として機能する。
　受光素子１９３ｂは、例えばフォトダイオードなどを用いることができる。受光素子１９３ｂは、発光素子１９３ａから照射された光のうち、円盤１９４によって反射、遮光、あるいは屈折などの作用で受光状態を変化されていない光を受光する受光部として機能する。受光素子１９３ｂは、受光した光に基づいて受光信号を出力する。
　信号処理部１９３ｃは、受光素子１９３ｂから出力された受光信号に対して増幅などの信号処理を行い、設定ボルト１８３の回転角度を検出し、検出した設定ボルト１８３の回転角度に基づく電子的情報である回転角度情報を、設定値算出部１９５に出力する。また、信号処理部１９３ｃは、省電力化や動作安定を図るために、受光量などに基づいて発光素子１９３ａの駆動電力や動作の制御などを行う。
　円盤１９４は、中心が回転軸１９１に挿通されていて回転軸１９１と共に回転する。円盤１９４は、受光素子１９３ｂの受光状態を変化させる、受光状態変化部として機能する。
　円盤１９４は、発光素子１９３ａからの光を透過させないことで、受光素子１９３ｂの受光状態を変化させる。円盤１９４は、円板状の平面部と、平面部の外周に設けられる側面部と、側面部に設けられる光透過部とを備える略カップ形状の部材である。円盤１９４は、平面部及び側面部が光不透過性（遮光性）を備える。光透過部は、側面部に等間隔のスリット状に設けられ、発光素子１９３ａからの光を透過する。
　なお、円盤１９４は、上述のように光透過部を有する透過型のものに限定されず、例えばプリズムにより発光素子１９３ａからの光を屈折させて受光素子１９３ｂの受光状態を変化させてもよい。
　図８は、トルクレンチ１０の回転角度検出部１９の別の例を示す部分断面斜視図である。円盤１９４Ａは、上述のように平面部と側面部とを有する略カップ形状のものに限らず、例えば平面部に光透過部を備える円板状であってもよい。この場合に、エンコーダユニット１９３Ａは、円盤１９４Ａの平面部を挟むように設けられる。
　設定値算出部１９５は、エンコーダユニット１９３の信号処理部１９３ｃから出力された信号に基づいて、設定ボルト１８３の回転角度（回転数、回転量）を算出する。また、設定値算出部１９５は、設定ボルト１８３の回転角度に基づいて、トルク値設定グリップ１８５に設定された設定トルク値を算出する。設定値算出部１９５では、設定ボルト１８３の回転角度によりバネ部１８１の圧縮力が変化することに着目し、検出された設定ボルト１８３の回転角度に基づいてトルク値設定部１８の設定トルク値を算出する。
　設定値算出部１９５は、記憶部１９７に記憶される回転角度と設定トルク値との相関関係を示す情報（例えば、回転角度に基づいて設定トルク値を算出するための換算式やデータテーブルなど）を用いて設定トルク値を算出して出力する。設定値算出部１９５は、設定トルク値を算出して出力する際に、作業日時や作業者に関する情報を設定トルク値に対応させて出力してもよい。
　通信部１９６は、設定値算出部１９５が出力した設定トルク値のデータ及び回転角度情報のいずれかを含む締付部材の締付作業に関連する情報を、設定トルク値のデータを管理するサーバなど、不図示の外部装置（情報処理装置）に送信する。通信部１９６は、通信部１９６による通信路は、無線通信または有線通信の何れでもよい。また、通信部１９６と外部装置との通信フォーマットの種類は限定されず、例えばBluetooth（登録商標）、赤外線通信、ＷＡＮ（Wide Area Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）などを利用できる。
　以上説明したトルクレンチ１０では、回転角度検出部１９が、バネ部１８１の圧縮力を調節する際に回転させる設定ボルト１８３の回転角度を検出する。つまり、以上説明したトルクレンチ１０によれば、機械式のトルクレンチにおけるトルク値設定部１８の動作状態を検出することができる。
　また、以上説明したトルクレンチ１０では、設定値算出部１９５が、回転角度検出部１９により検出された設定ボルト１８３の回転角度情報に基づいて、トルク値設定部１８に設定された設定トルク値を算出する。つまり、以上説明したトルクレンチ１０によれば、機械式のトルクレンチにおける設定トルク値のデータを取得することができる。また、以上説明したトルクレンチ１０によれば、取得した設定トルク値のデータを用いて、機械式のトルクレンチにおいて設定トルク値のトレーサビリティ性を向上することができる。
　また、以上説明したトルクレンチ１０では、通信部１９６が、回転角度検出部１９により検出された設定ボルト１８３の回転角度や、設定値算出部１９５により算出された設定トルク値のデータを外部装置との間で通信することができる。
　なお、本発明に係る締付工具において、トルクレンチ１０と異なり設定値算出部１９５を備えず、エンコーダユニット１９３からの受光信号を直接的に通信部１９６から外部装置に出力するように構成してもよい。また、本発明に係る締付工具において、トルクレンチ１０と異なり通信部１９６を備えず、例えば記憶部１９７に設定トルク値のデータを記憶させるように構成してもよい。
　また、本発明に係る締付工具において、光学式のエンコーダユニット１９３を備える回転角度検出部１９に代えて、例えば磁気式、レーザー式、静電容量式などのエンコーダによる回転角度検出部を用いてもよい。
　また、本発明に係る締付工具において、設定値算出部１９５は、設定トルク値の設定前にトルク値設定部１８の設定値を任意の初期値、あるいはトルク値設定部１８の設定範囲の限界位置（「原点位置」という。）に調整するゼロ点較正を作業者の操作により又は自動的に行う機能を有してもよい。
１０　　　トルクレンチ
１１　　　ケース
１２　　　ヘッド部
１３　　　ヘッドピン
１４　　　ゲイン調整ネジ
１５　　　リンク
１６　　　スライダ
１７　　　スプリングガイド
１８　　　トルク値設定部
１９　　　回転角度検出部
２３　　　制御部
１２１　　ラチェットヘッド
１２２　　アーム
１２３　　接触部
１２４　　ソケット接続部
１８１　　バネ部
１８２　　トルク値表示部
１８３　　設定ボルト
１８４　　ロックナット
１８５　　トルク値設定グリップ
１９１　　回転軸
１９２　　基板
１９３　エンコーダユニット
１９３Ａ　エンコーダユニット
１９３ａ　発光素子
１９３ｂ　受光素子
１９３ｃ　信号処理部
１９４　　円盤
１９４Ａ　円盤
１９５　　設定値算出部
１９６　　通信部
１９７　　記憶部
１９８　　筐体

Claims (4)

  1. 　作業者の動作により締付部材を締め付けるときに発生する締付トルクが予め設定された設定トルク値に達したことを知覚させる締付工具であって、
    　回転部材を回転操作することにより前記設定トルク値を所定の値に設定可能なトルク値設定部と、
    　前記回転部材の回転角度を検出し、検出した前記回転角度に基づく回転角度情報を出力する回転角度検出部と、
    　を備える、
    　締付工具。
  2. 　前記回転角度情報に基づいて前記トルク値設定部に設定された前記設定トルク値を算出する設定値算出部
    　を備える、
    　請求項１記載の締付工具。
  3. 　前記回転角度検出部は、
    　前記回転部材に光を照射する発光部と、
    　前記発光部からの光を受光する受光部と、
    　前記回転部材と共に回転して前記受光部の受光状態を変化させる受光状態変化部と、
    　を備え、
    　前記受光部の受光状態の変化に基づいて前記回転角度を検出する、
    　請求項１記載の締付工具。
  4. 　前記回転角度情報を含む前記締付部材の締付作業に関連する情報を外部装置と通信する通信部
    　を備える、
    　請求項１記載の締付工具。
    　
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