阅读说明：本技术 锁紧工具 (Locking tool ) 是由 山口佳之 大河祐树 松本喜晴 于 2018-02-27 设计创作，主要内容包括：一种锁紧工具,用于使作业人员感知由作业人员操作来锁紧锁紧构件时产生的锁紧转矩已经达到预设的设定转矩值,锁紧工具包括：转矩值设定部,其能够借由使旋转构件旋转操作而将设定转矩值设定为预定值；以及旋转角度检测部,其检测旋转构件的旋转角度,并根据检测到的旋转角度输出旋转角度信息。本发明能够在由旋转构件进行设定转矩值的设定的锁紧工具中检测出设定的操作。(A locking tool for enabling a worker to perceive that a locking torque generated when a locking member is locked by the operation of the worker has reached a preset set torque value, the locking tool comprising: a torque value setting unit capable of setting a set torque value to a predetermined value by rotating the rotating member; and a rotation angle detection unit that detects a rotation angle of the rotating member and outputs rotation angle information based on the detected rotation angle. The present invention can detect a set operation in a locking tool in which a set torque value is set by a rotating member.)

锁紧工具

技术领域

本发明关于锁紧工具。

背景技术

已知转矩扳手为一种能够借由使作业人员感知在将螺栓和螺母等的锁紧构件锁紧时产生的锁紧转矩已经达到预先设定在锁紧工具的转矩值(以下称为“设定转矩值”)，来管理锁紧转矩的锁紧工具。一般而言，转矩扳手之中有所谓的预锁固型转矩扳手和预设型转矩扳手，前者除非使用设定工具等，否则作业人员无法改变设定转矩值，后者则可以不使用工具而由作业人员的操作改变设定转矩值。

在预设型转矩扳手中，当管理锁紧转矩时，需要为每个锁紧点适当地设定转矩扳手的设定转矩值。而在机械式预设型转矩扳手中，当将锁紧构件锁紧时，锁紧转矩一旦达到设定转矩值，则头部会接触外壳等其他地方而产生声音和振动，以使作业人员感知锁紧转矩已达到设定转矩值。在机械式预设型转矩扳手中，通常可以借由旋转拨盘式旋转构件来调节弹簧的压缩力，以改变设定转矩值。

在转矩扳手中，公开了一种由电子式的转矩传感器来校准机械跳闸机构和转矩设定装置的技术(例如，参见专利文献1)。在这项技术中，借由在机械式转矩扳手设置使用应变规的电子式转矩传感器，作业人员校准机械转矩扳手。

[专利文献1]日本特开2014-226776号公报

然而，根据专利文献1的技术，利用转矩传感器仅能测量实际的锁紧转矩值，而无法检测到机械式转矩扳手的设定转矩值的设定部的旋转构件的状态。此外，根据专利文献1的技术，无法将设定在机械式转矩扳手中的设定转矩值量化，并且无法与服务器等进行量化后的设定转矩值的通信及管理。

发明内容

本发明的目的在于在由旋转构件进行设定转矩值的设定的锁紧工具中检测出设定的操作。

本发明提供一种锁紧工具，用于使作业人员感知由作业人员操作来锁紧锁紧构件时产生的锁紧转矩已经达到预设的设定转矩值，锁紧工具包括：转矩值设定部，其能够借由使旋转构件旋转操作而将设定转矩值设定为预定值；以及旋转角度检测部，其检测旋转构件的旋转角度，并根据检测到的旋转角度输出旋转角度信息。

在本发明中，锁紧工具也可以包括设定值计算部，其用于根据旋转角度信息计算在转矩值设定部中设定的设定转矩值。

此外，在本发明中，旋转角度检测部可以具备：发光部，其用光照射旋转构件；光接收部，其接收来自发光部的光；以及光接收状态改变部，其与旋转构件一起旋转以使光接收部的光接收状态改变，旋转角度检测部根据光接收部的光接收状态的变化检测旋转角度。

另外，在本发明中，锁紧工具可以包括通信部，其与外部装置进行包括旋转角度信息的锁紧构件的锁紧作业相关的信息的通信。

本发明能够在由旋转构件进行设定转矩值的设定的锁紧工具中检测出设定的操作。

附图简要说明

图1为显示本发明的锁紧工具的实施形态的转矩扳手的斜视图。

图2为图1所示的转矩扳手的正视图。

图3为图1所示的转矩扳手的仰视图。

图4为显示图1所示的转矩扳手的内部构造的局部剖视图。

图5为显示图1所示的转矩扳手中施加等于或大于预定设定转矩值的载荷的状态下的内部构造的局部剖视图。

图6为显示图1所示的转矩扳手的旋转角度检测部的局部剖视图斜视图。

图7为显示图1所示的转矩扳手的旋转角度检测部的方块图。

图8为显示图1所示的转矩扳手的旋转角度检测部的另一例的局部剖视斜视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的锁紧工具的实施形态进行说明。在以下的说明中，使作业人员感知锁紧转矩已经达到预先设定的设定转矩值的锁紧工具，以具备能够借由使旋转构件旋转操作而设定设定转矩值的转矩值设定部的转矩扳手为例来进行说明。

[转矩扳手的结构]

图1为显示本发明的锁紧工具的实施形态的转矩扳手10的斜视图。此外，图2为转矩扳手10的正视图。如图1及图2所示，转矩扳手10即所谓的机械式预设型转矩扳手。在转矩扳手10中，头部12和外壳11借由锁紧操作时产生的转矩而彼此接触时产生声音和振动，以使作业人员感知到锁紧转矩已经达到设定值。转矩扳手10包括外壳11、头部12、头销13、转矩值设定部18以及旋转角度检测部19。

外壳11容纳头部12等的转矩扳手10的构成要素，为构成转矩扳手10外形形状的大致呈筒状的构件。在外壳11一端设有头部12。另外，在外壳11的另一端设有转矩值设定部18以及旋转角度检测部19。

图3为转矩扳手10的仰视图。如图3所示，头部12中设置有棘轮头121。棘轮头121从外壳11露出。棘轮头121中设置有套筒连接部124，从而可拆卸自如地安装至与锁紧构件卡合的套筒扳手(图未示，其用于锁紧螺栓或螺母)。

图4为显示转矩扳手10的内部构造的局部剖视图。在图4中，为了显示转矩扳手10的内部构造，仅示出外壳11和旋转角度检测部19的壳体198的剖面。如图4所示，在外壳11的内部中，作为转矩扳手10的内部构造，容纳有头部12的臂122、接触部123、增益调整螺丝14、连结件15、滑块16、弹簧引导件17以及转矩值设定部18。

头部12在外壳11的内部设置有臂122和接触部123。头部12相对于外壳11可转动自如地轴支于设置在棘轮头121与臂122之间的边界处的头销13。

臂122被容纳在外壳11的内部。由于头部12借由头销13轴支于外壳11，臂122能够以头销13为中心在外壳11的内部转动。

接触部123设置在与臂122的轴支于头销13侧的一端为相反侧的端部上。当臂122在外壳11的内部转动时，接触部123与外壳11的内壁接触以发出声音和振动。接触部123设置在当锁紧作业的负载施加到头部12时的臂122转动的方向上。此外，在头部12的臂122的前述端部中，增益调整螺丝14以沿图4中的宽度方向贯穿头部12的方式设置。增益调整螺丝14是为了在向转矩扳手10施加锁紧转矩时调整臂122的操作的增益而设置的。臂122中设有通过连结机构与滑块16连接的连结件15。

滑块16的一端经由连结件15连接于臂122，另一端连接于弹簧引导件17。当外壳11相对于头部12转动时，滑块16在外壳11内部的长度方向上移动。此外，滑块16具备与外壳11的内壁接触的滚轮。滚轮用于引导外壳11中的滑块16的移动。

弹簧引导件17为大致呈圆筒状的构件。弹簧引导件17形成为圆筒状，并且配置在外壳11的内部，弹簧引导件17的轴与外壳11的轴大致一致。弹簧引导件17用于引导转矩值设定部18的弹簧部181的移动。在弹簧引导件17的底面的中心处具有孔。弹簧引导件17的孔***有滑块16的另一端。另外，弹簧引导件17的另一底面与弹簧部181的一端接触。

转矩值设定部18的弹簧部181、转矩值显示部182、设定螺栓183和锁固螺母184设置在外壳11的内部。此外，转矩值设定部18在外壳11的外部具备转矩值设定把手185。借由使转矩值设定把手185旋转操作，转矩值设定部18能够改变弹簧部181的压缩力来设定设定转矩值。

弹簧部181是以转矩扳手10的长度方向为压缩方向的压缩弹簧。弹簧部181可以使用例如螺旋弹簧。如上所述，弹簧部181的一端与弹簧引导件17的另一平面接触。

转矩值显示部182为配置在外壳11内部、大致呈圆筒形的构件。转矩值显示部182以一端与弹簧部181的另一端接触，另一端朝向转矩值设定把手185的方向的方式配置。在转矩值显示部182中，表面显示用于表示已设定的设定转矩值的刻度。在外壳11的内壁中安装有旋转止动件(未图示)。转矩值显示部182以能够相对于上述旋转止动件在转矩扳手10的轴向上滑动的方式设置。借由此旋转止动件，转矩值显示部182可在外壳11的内部不转动地沿轴向移动。因此，总是能够从设于外壳11的显示窗读取转矩值显示部182的刻度。此外，在转矩值显示部182的中心部设有贯穿长度方向的内螺纹。

设定螺栓183与转矩值显示部182的内螺纹螺合。设定螺栓183的凸缘状部分与锁固螺母184卡合。

锁固螺母184为固定在外壳11内部、大致呈圆盘状的构件。锁固螺母184的中心部设有让设定螺栓183的轴状部分***的孔。

转矩值设定把手185为设置在转矩扳手10的另一端、大致呈圆筒状的构件。转矩值设定把手185具有旋转构件的功能。转矩值设定把手185经由旋转角度检测部19与设定螺栓183连接，使设定螺栓183转动。

[转矩扳手的操作]

针对上述转矩扳手10的操作，以作业人员使用预定的锁紧转矩值来进行锁紧构件的锁紧作业为例来进行说明。

使转矩值设定把手185旋转时，设定螺栓183也会与转矩值设定把手185一起旋转。当设定螺栓183旋转时，转矩值显示部182在外壳11的内部移动而压缩弹簧部181，弹簧部181的压缩力改变。作业人员确认转矩值显示部182所表示的设定转矩值为预定值，停止转矩值设定把手185的旋转操作，转为锁紧操作。

图5为显示在转矩扳手10中施加等于或大于预定设定转矩值的载荷的状态下的内部构造的局部剖视图。如图5所示，在转矩扳手10中，当锁紧锁紧构件时，来自弹簧部181的压缩力经由滑块16和连结件15作用在头部12上。当锁紧转矩达到由转矩值设定部18设定的设定转矩值时，由锁紧转矩产生的力超过来自弹簧部181的压缩力，使得外壳11和滑块16从图4的状态移动到图5的状态。

外壳11以头销13为中心转动，外壳11的内壁会接触到接触部123。在转矩扳手10中，接触部123与外壳11的内壁一旦接触，则会从转矩扳手10产生声音和振动。

[旋转角度检测部的结构和操作]

接下来，说明旋转角度检测部19的结构和操作。

图6为显示转矩扳手10的旋转角度检测部19的局部剖视斜视图。在图6中，仅示出了旋转角度检测部19的壳体198的剖视图。如图6所示，在旋转角度检测部19的壳体198中具备旋转轴191、基板192、编码器单元193、圆盘194、设定值计算部195以及通信部196。

旋转轴191与图4所示的设定螺栓183和转矩值设定把手185互相可配合地连接。旋转轴191将来自由作业人员旋转的转矩值设定把手185的旋转力传递到设定螺栓183。

基板192为可载置编码器单元193、设定值计算部195和通信部196等的电子零件的构件。作为基板192，可以使用例如印刷电路基板等公知的电子电路基板。在基板192中设有供旋转轴191穿过的孔。

图7为显示转矩扳手10的旋转角度检测部19的方块图。如图7所示，编码器单元193包括发光元件193a、光接收元件193b以及信号处理部193c。编码器单元193可以使用一般作为旋转编码器已知的绝对型编码器或增量型编码器。

发光元件193a是例如发光二极管、激光二极管等的各种光源。发光元件193a具有向圆盘194照射光的发光部的功能。

光接收元件193b可为例如光电二极管等。光接收元件193b具有光接收部的功能，用于接收从发光元件193a照射的光中由于圆盘194的反射、遮光或折射等光接收状态未变化的光。光接收元件193b基于接收到的光输出受光信号。

信号处理部193c对从光接收元件193b输出的受光信号进行放大等的信号处理，检测设定螺栓183的旋转角度，并且基于检测到的设定螺栓183的旋转角度，输出电子信息即旋转角度信息至设定值计算部195。另外，信号处理部193c基于接收到的光量等进行发光元件193a的驱动电源和操作等控制，以达到省电以及操作稳定的功效。

圆盘194的中心被旋转轴191***贯通并与旋转轴191一起旋转。圆盘194具有光接收状态改变部的功能，用以改变光接收元件193b的光接收状态。

圆盘194借由不透射来自发光元件193a的光来改变光接收元件193b的光接收状态。圆盘194为具备圆板状的平面部、设于平面部的外周的侧面部、以及设于侧面部的透光部的大致呈杯状的构件。圆盘194的平面部和侧面部具有不透光(遮光)性。透光部在侧面部设置成等间隔的狭缝状，使来自发光元件193a的光透射。

须注意的是，圆盘194不限于如上所述具有透光部的透射型，也可以借由例如棱镜折射来自发光元件193a的光，以使光接收元件193b的光接收状态改变。

图8为显示转矩扳手10的旋转角度检测部19的另一例的局部剖视斜视图。圆盘194A不限于如上所述的具有平面部和侧面部的大致呈杯形的形状，也可以呈例如在平面部上具有透光部的圆板状。在这种情况下，编码器单元193A以夹持圆盘194A的平面部的方式设置。

设定值计算部195基于从编码器单元193的信号处理部193c输出的信号来计算设定螺栓183的旋转角度(旋转次数、旋转量)。此外，设定值计算部195基于设定螺栓183的旋转角度来计算在转矩值设定把手185中设定的设定转矩值。在设定值计算部195中，着眼于弹簧部181的压缩力会依设定螺栓183的旋转角度变化，基于检测到的设定螺栓183的旋转角度来计算转矩值设定部18的设定转矩值。

设定值计算部195利用显示储存在存储部197的旋转角度与设定转矩值的相关关系的信息(例如，用于基于旋转角度计算设定转矩值的转换公式或数据表(Datatable)等)计算并输出设定转矩值。当计算并输出设定转矩值时，设定值计算部195也可以对应于设定转矩值输出作业日期和时间以及作业人员的相关信息。

通信部196将包括设定值计算部195所输出的设定转矩值的数据和旋转角度信息其中之一的与锁紧构件的锁紧作业相关的信息发送到管理设定转矩值数据的服务器等外部装置(信息处理装置，未图标)。在通信部196中，通信部196的通信路径可以是无线通信或有线通信。通信部196与外部装置之间的通信格式的类型不受限制，可以利用例如蓝牙(注册商标)、红外线通讯、WAN(Wide Area Network)和LAN(Local Area Network)等。

在上述转矩扳手10中，旋转角度检测部19检测在调节弹簧部181的压缩力时所旋转的设定螺栓183的旋转角度。也就是说，根据上述转矩扳手10，能够检测机械式转矩扳手中的转矩值设定部18的操作状态。

此外，在上述转矩扳手10中，设定值计算部195基于由旋转角度检测部19检测出的设定螺栓183的旋转角度信息，计算设定在转矩值设定部18中的设定转矩值。也就是说，根据上述转矩扳手10，能够取得机械式转矩扳手中的设定转矩值的数据。又，根据上述转矩扳手10，可以使用所取得的设定转矩值的资料提高机械式转矩扳手中的设定转矩值的可追溯性。

另外，在上述转矩扳手10中，通信部196与外部装置之间能够进行由旋转角度检测部19检测到的设定螺栓183的旋转角度，以及由设定值计算部195计算出的设定转矩值的通信。

须注意的是，在本发明的锁紧工具中，与转矩扳手10不同，可以不具备设定值计算部195，直接从通信部196输出来自编码器单元193的受光信号到外部装置。此外，在根据本发明的锁紧工具中，与转矩扳手10不同，可以不具备通信部196，而在例如存储部197中储存设定转矩值的数据。

再者，在本发明的锁紧工具中，可以使用例如磁性式、激光式或电容式等编码器的旋转角度检测部，来取代具备光学式编码器单元193的旋转角度检测部19。

此外，在本发明的锁紧工具中，设定值计算部195也可以具有由作业人员的操作或自动进行在设定转矩值的设定前将转矩值设定部18的设定值调整为任意的初始值或是转矩值设定部18的设定范围的极限位置(即原点位置)的零点校准的功能。

【符号说明】

10 转矩扳手

11 外壳

12 头部

13 头销

14 增益调整螺丝

15 连结件

16 滑块

17 弹簧引导件

18 转矩值设定部

19 旋转角度检测部

121 棘轮头

122 臂

123 接触部

124 套筒连接部

181 弹簧部

182 转矩值显示部

183 设定螺栓

184 锁固螺母

185 转矩值设定把手

191 旋转轴

192 基板

193、193A 编码器单元

193a 发光元件

193b 光接收元件

193c 信号处理部

194、194A 圆盘

195 设定值计算部

196 通信部

197 存储部

198 壳体