JP2007111798A - トルク機器 - Google Patents

Abstract

【課題】締付トルクの検査を行うトルクレンチにより複数種類のワークを検査する際、そのワークの検査本数、検査トルクを記憶しておき、該当するワークの必要数値を確認できるトルク機器を提供する。
【解決手段】 増締検査用のトルクレンチにおける処理装置６は、ワーク毎に検査する部位並びに部位における検査対象となる締結部材の本数及び、締結部材に対する締結トルク値の合格範囲が登録され、この登録内容を第１表示部８および第２表示部９に表示させると共に、検査トルク値が合格範囲内であると合格の判定を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、締付トルクを検査するトルクレンチ、トルクドライバなどのトルク機器に関し、特に検査対象と検査結果との管理が行えるトルクレンチなどのトルク機器に関する。

トルクレンチあるいはトルクドライバなどのトルク機器において、ボルト、ナットなどが所定のトルク値で締め付けられているか否かを検査する検査用のトルクレンチが提案されている。このような検査用のトルクレンチは、検査結果としての検出したトルク値を表示する表示部がトルクレンチ本体に設けられている（特許文献１、２）。

特許文献１、２に示すトルク機器としての検査用のトルクレンチは、検査結果を記憶するメモリを備えており、後で検査結果を表示部上に表示できるようになっている。
特開２００２−１２０１６２号公報 特開２００５−２６５４３３号公報

このような検査用トルクレンチを用いて締付トルクを検査する一例として、自動車の製造工程が挙げられる。この場合、検査対象となった車両のボルト締めが所定のトルク値で行われているか否かを上記した検査用のトルクレンチにより行うが、一台の車両において、１本の検査用トルクレンチにて種々の部位を連続的に検査する。そして、一台の車両の検査が終了すると、次の車両を同様に検査し、これを連続的に実行する。

検査用トルクレンチにあっては、検査対象となるボルトの締付トルクを検出するとその値を表示部に表示するので、その場で検査対象のボルトが適正なトルクで締め付けられているか否かが判断できる。

しかし、トルクレンチのメモリに記憶したデータを後から検討しようとする場合、メモリしたデータが膨大であるため、検査結果がどのワークについてのものであるかを特定することが困難であった。

本発明は、斯かる観点に鑑みなされたもので、トルクレンチなどのトルク機器のメモリに記憶されているデータとワークとの関係を明確化できる検査用のトルクレンチ、検査用のトルクドライバなどのトルク機器を提供することを目的とするものである。

本発明の目的を実現するトルク機器の構成としては、請求項１に記載のように、計測対象であるワークに締め付けられている締結部材に係合してトルクを付与し、当該トルクをトルク検出手段により検出するトルク機器本体と、前記トルク機器本体に設けられ、前記トルク検出手段からの検出情報に基づいて該締結部材が締め付けられているトルク値を演算し、該演算した検査トルク値をメモリに記憶させる処理装置と、前記処理装置で処理した情報を表示する表示手段を有するトルク機器において、前記処理装置は、前記ワーク毎に検査する部位並びに当該部位における検査対象となる締結部材の本数及び、前記締結部材に対する締結トルク値の合格範囲が登録され、該登録内容を前記表示手段に表示させると共に検査トルク値が該合格範囲内であると合格の判定を行うことを特徴とする。

上記した表示手段には、前記ワークの検査部位の名称、検査結果、合否判定結果が表示される。

上記した処理装置は、少なくとも検査トルク値、合否判定結果、測定時刻を管理する。

上記した処理装置は、検査対象となる締結部材に固有の番号を付して検査結果を管理する。

また、上記の処理装置は、計測対象の複数のワークを一群として複数群管理し、該複数群の中から任意の一群を選択できる。

本発明によれば、計測対象となるワークが替わっても、該当するワークをその名称などから選択するだけで、検査部位における締結部材の本数および合格範囲のトルク値を確認することができる。また、検査結果も締結部材の検査毎に確認することができる。

さらに、計測対象の複数のワークを群管理しているので、該当する一群を選択することにより、計測対象となるワークのみに絞り込まれるので、計測するワークの確認作業の手間を大幅に減らすことができる。また、各部位に対して締結部材の本数が確認できるので、検査忘れを防止することができる。

以下本発明を図面に示す実施の形態に基づいて以下に説明する。
第１の実施の形態
図１は本発明を適用した表示部付の検査用トルクレンチの第１の実施の形態を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は表示部を備えた演算処理装置の拡大上面図である。なお、本実施の形態のトルクレンチは増締検査用トルクレンチで、ボルトが実際に締め付けられているトルク値を測定するものである。

トルクレンチ本体１は、剛性を有するパイプ部材から形成されたレバー２の前部に、締結部品の駆動部（例えばボルトの頭部、ナット）に係合する係合部であるソケット３等が装着されるヘッド４を交換可能に取り付け、レバー２の後部にはグリップ部材５が装着されている。また、例えばレバー２の内部には不図示のストレインゲージ部が配置され、このストレインゲージ部に対してレバー２の内部に装入しているヘッド４の後端部からの圧力が作用してトルク検出のための信号が出力され、この信号が演算処理装置６に入力される。演算処理装置６は、レバー２に取り付けられており、例えばレバー２の長手軸の周りを回動可能に取り付けられ、演算処理装置６の表面の向きを変更可能としている。

このように、演算処理装置６をトルクレンチ本体１に備えたトルクレンチは、ソケット３を例えばボルトの頭部に係合した状態で作業者がグリップ部材５を握って例えば時計回り方向に回動することにより、ボルトが締め付けられ、その時のトルク値が表示部に表示される。

演算処理装置６は、装置の外観ケース７の上面部７ａに液晶表示手段からなる第１表示部８と７セグメントＬＥＤ表示手段からなる第２表示部９とを左右方向に沿って並んで配置し、その下に左端から右端に向かって順に電源スイッチ１０、カウンタ送りキー１１、カウンタ戻しキー１２、モードキー１３、クリアキー１４が同一面に配置され、さらに外観ケース７の正面にはグリップ部材５を握った作業者の手の親指の腹が当る位置にメモリキー１５が配置されている。

図２は演算処理装置６の電気回路を示すブロック図である。図２において、演算処理装置６は、上記したストレインゲージ部２１に対して電圧を印加するための印加電圧部２２と、ストレインゲージ部２１からのアナログデータである検出信号を増幅するアナログ増幅部２３と、アナログ増幅部２３で増幅した検出信号を処理する信号処理部２４と、信号処理部２４で処理された検出信号をデジタル変換するＡ/Ｄ変換器２５と、バッテリ部２６の電圧を各回路に分配する電源回路部２７と、印加電圧部２２に対して省電力化のために印加電圧を制御する印加電圧制御部２８を有する。

また、演算処理装置６には、演算処理装置６の全体を制御するＣＰＵ部２９が設けられており、Ａ/Ｄ変換器２５からの検出信号が演算部３０に入力されて各種の演算が実行される。そして、演算結果などがメモリ３１に記憶される。

また、ＣＰＵ部２９は、表示制御部３２がＬＣＤ表示部である第１表示部８と７セグメントＬＥＤ表示部である第２表示部９との表示を制御する。

演算処理装置６には、電源スイッチ１０のからのスイッチ信号、カウンタ送りキー１１、カウンタ戻しキー１２、モードキー１３、クリアキー１４などのキー操作により出力される信号がキー操作部３３から入力し、これらのキー操作に応じた処理が実行され、処理結果が第１表示部８と第２表示部９に表示される。

なお、本実施の形態の演算処理装置６は、通信データ処理部３４を介して外部データ入出力部３５との間で赤外線による無線通信あるいは有線によりデータの送受信を可能としている。また、外部データ入出力部３５は、通信データ処理部３４からの信号により、省電力化のために電源制御部３６を介して電源の通電制御が為されるようになっている。さらに、バックアップ電池３７により時計手段３７が駆動され、この時計手段３７のカレンダー及び時間データがＣＰＵ２９に取り込まれ、トルク検出データと共にメモリ３１に記憶され、また第１表示部８に表示される。さらに、警告用及びキー操作をビープ音で知らせる不図示のブザーが設けられている。

そして、ＣＰＵ２９の演算部３０は、ボルト動き出し時のトルク値を増締検査トルク値と判定し、このトルク値を第１表示部８に表示させる。演算部３０では、検査対象となっているボルトについて設定しているトルク値に対し、検査トルク値（実測値）が所定の範囲内であれば合格と判定し、該所定範囲を外れていると不合格と判定する。例えば測定値が増締検査トルク値と判定したとき、この検査トルク値が合格であればビープ音を長音とし、不合格であれば短く不連続にビープ音を発することで、検査員に対して合否判定を瞬時に知らせる。

なお、増締検査トルクの判定方法は、前述した特許文献１に示す上記の手法に限定されるものではなく、前述した特許文献２に示す手法であっても良い。

液晶表示の第１表示部８は、反射型の液晶表示方式が採用され、図３に示すように、上下２段に分け、上段において、電池残量表示部８ａを絵表示を用いて電池残量についての専用表示を行い、この電池残量表示部８ａの右側にトルクの単位（Ｎ．ｍ）を表示する単位表示部８ｂを設け、さらに電池残量表示部８ａの左側に小ポイントの数字、文字などで時刻表示とカウンタ（新たに保存するデータ、既に保存したデータの管理番号として使用される）表示、モード表示等を適宜に表示する小ポイント表示部８ｃが設けられている。

また、下段表示部８ｄはその左右方向の全領域において、大ポイントの数字、文字などによりトルク値、時間、カウンタ番号などを表示する。

さらに、７セグメント式の第２表示部９には、トルク値を表示するようにしている。

キー操作部３３のモードキー１３を操作して標準モードを選択すると、第１表示部８と第２表示部９の２つの表示部を使用した表示が行われる。

図４において、左側に示す第１表示部８では、下段表示部８ｄにカウンタ表示を行い、右側に示す第２表示部９にはトルク値を表示する。また、第１表示部８の小ポイント表示部８ｃには、現在の時刻を表示させる。

第１表示部８に表示するカウンタ番号は、本トルクレンチにより検査する比検査対象としての例えばボルトを管理する管理番号として用いられ、図４の上から３つの表示は時刻０９：３０におけるカウンタ「００１」でのトルク値を示しており、検査のためにトルクをかけはじめると、ピーク値（例えば51.2）をホールドし、ピーク値を更新し、増締検査トルク値に達すると、そのトルク値（例えば100.0）を表示する。そして、メモリキー１５をオンとすることにより、管理番号００１のボルトの検査トルク値が１００．０として測定時刻と共にメモリ３５にメモリされる。そして、カウンタの値が自動的に００２にカウントアップして、次のボルトの検査のためにトルク値の表示待機状態となる。

このようにしてメモリ３５に記憶された各ボルトの増締検査法による検査トルク値等の管理データについて、モードキー１３を押してメモリ呼び出しを選択すると、図５に示すように、第１表示部８では下段表示部８ｄにカウンタ表示が為され、第２表示部９にはメモリ３１に記憶されているカウンタ番号に対応したトルク値が表示されるようになっている。

図５の上端の第１表示部８ではカウンタ番号を「２０１」と指定した場合を示しているがメモリ３１にはデータがないため、第２表示部９にはトルク値が「０．０」と表示される。カウンタ番号のアップ・ダウンは、カウンタ送りキー１１とカウンタ戻しキー１２を操作することにより行われ、カウンタ戻しキー１２を操作してカウンタ番号を一つ戻すと、小ポイント表示部８ｃにカウンタ番号「２００」が例えば１秒間表示され、下段表示部８ｄにはカウンタ番号「２００」のトルクデータをメモリした時刻データが表示される。そして、１秒経過すると、第１表示部８の下段表示部８ｄにはカウンタ番号「２００」が表示され、このカウンタ番号で記憶しているトルク値「９８．０」を第２表示部９に表示する。なお、カウンタ番号「２００」についてデータが記録されていない場合には、第２表示部９には「０．０」が表示される。

このように、メモリされているデータを呼び出す場合、呼び出した検査トルク値に対応して、第１表示部８には計測時の時刻が表示される。このボルトの締付トルクに対する検査を自動車の製造工程において行う場合、検査を受ける自動車（ワーク）が検査を開始する時刻は、自動車の製造工程において別に記録されている。したがって、ワークの検査開始時刻に照らし合わせることにより、呼び出した検査トルク値に該当するワークを容易に特定することができる。

また、本実施の形態では、ワークの名称をメモリ３１に登録し、データの呼び出しの際にワークの名称を検査トルク値に対応させて表示させるようにしている。

例えば図６（ａ）に示すように、自動車の製造ラインにおいて、型式の異なる自動車（ワーク）の名称（N-0001，N-0002，N-0003，N-0004，N-0005）を登録する。ワークの名称の登録は、予め外部データ入出力部３５を介して外部のパソコンなどの端末機器からワークの名称が入力される。

登録したワーク名称の選択は、モードキー１３を操作してワーク名称モードとすると第１の表示部８にワーク名称が一つ表示され、カウンタ送りキー１１またはカウンタ戻しキー１２を操作することでワークの名称が変更され、表示されたワーク名称が目的のワーク名称であると、メモリキー１５を押してこのワーク名称を設定する。これにより、次にワーク名称の設定が実行されるまでに記憶した検査トルク値は当該ワーク名称での値として記憶される。この場合、時刻情報の記憶も併せて行われる。

ワーク名称モードの設定で記憶したデータを呼び出すと、先ず図７（ａ）に示すように、ワーク名称（この場合はN-001）が第１の表示部８の下段表示部８ｄに表示され、併せて小ポイント表示部８ｃにワークN-001の計測開始時刻が表示される。この状態でカウンタ送りキー１１を押すと、図７（ｂ）に示すように、管理番号（この場合は１２０）が下段表示部８ｄに表示され、この管理番号での検査トルク値（この場合は１００．０）が表示される。そして、このカウンタ送りキー１１を押すごとに管理番号が一つずつ増加する。

また、例えばメモリキー１５を押しながらモードキー１３を操作すると、ワーク名称が順に変更される。

図６（ａ）は、自動車製造ライン（複合ライン）の所定位置で検査員が待機している場合を示しているのに対し、図６（ｂ）は自動車の製造工場において、検査員が１本のトルクレンチを持って複数の工程を巡回して抜き取り検査をする場合を示している。この図６（ｂ）に示す場合にも、図６（ａ）と同様に製造する複数の車種のワーク名称（G-0001,G-0002,G-0003,G-0004,G-0005）を予め記憶させておき、抜き取りするワーク名称を設定して締付トルクの検査を行うことにより、後でワーク名称から検査結果、あるいは検査結果よりワークを確認することができる。
第２の実施の形態
図６（ａ）において、ワーク名称N-0001の自動車には、ボルトの締付状態を検査する検査対象部位（前後左右のドア、左右前後のタイヤなど）が例えば１０箇所（部位１〜部位１０）存在するとした場合、次に検査するワークであるワーク名称N-0002については検査対象部位の数、検査トルクが異なることがある。このため、検査ワークが異なる毎に検査本数、検査トルク値を確認する必要がある。

そこで、本第３の実施の形態では、図２に示す外部データ入出力部３５を介してパソコンによりメモリ３１にワーク毎に部位名、部位毎のボルト本数、検査の合否判定のためのトルク値の管理幅（上限値と下限値）を登録する。

第１の実施の形態で示す方法によりワーク名称を登録すると、このワークに応じた部位名を引き続いて登録する。

部位名としては、図８（ａ）では右（R）のフロントドア（FDOOR）を「FDDR-R」、図８（ｂ）では右（R）のフロントタイヤ（FTYR）を「FTYR-R」と定義し、右フロントドアの締付検査を行うボルト本数が３本であることを示し、右フロントタイヤの締付検査を行うボルト本数が４本であることを示し、図８（ｃ）に示すように、第１表示部８には部位名を表示し、第２表示部９にはボルト本数を表示する。

また、トルク値の管理幅については、上限を示す「UPPER」、下限を示す「LOWER」の指示表示が第１表示部８に表示され、上下限値が第２表示部９に表示される。図８（ｃ）では一例として右フロントドアのトルク値は上限値を14.00（N・m）、下限値を11.00（N・m）に設定し、右フロントタイヤのトルク値は上限値を14.00（N・m）、下限値を11.00（N・m）に設定していることを示す。

検査を行う場合、複数の部位の検査順序は予め決められ、また複数のボルトの検査順序は予め決められており、ワーク名称を決定すると、部位として右フロントドア（FDDR-R）が第１表示部８に表示され、ボルト本数３が第２表示部９に表示される。検査員はこの表示を確認し、所定の順序でボルト締めの検査を開始する。１本目の検査が終了すると、第１表示部８には１本目を示す1/3が表示され、第２表示部９にその検査トルク値が表示される。また、第２表示部９の脇に設けた合否判定ランプ９ａに、判定結果として合格を示す青、不合格を示す赤が表示される。１本目の検査トルク値は12.20であったので管理幅内と判定され、合否判定ランプ９ａが青に点灯し、ビープ音も長音で合格を報知する。

続いて２番目のボルトの検査に着手して一定のトルクが加わったことを演算部３０が検知し、あるいは合否判定ランプの点灯後から所定時間経過すると、第１、第２表示部の表示がリセットされ、第１表示部８には２本目であることを示す2/3が表示される。そして、２本目の検査が終了すると、第２表示部９に検査結果である検査トルク値が表示される。この場合も検査トルク値は管理幅内であったので、合否判定ランプ９ａとビープ音は１本目と同様に点灯し、ビープ音も同様に鳴る。

しかし、３本目（3/3）の検査では、検査トルク値が管理幅の下限値に達していなかったので不合格と判定され、合否判定ランプ９ａは赤色に点灯し、ビープ音も断続的に鳴る。

次に、部位が右フロントフロントタイヤ（FTYR-R）の順番になると、第１表示部８には部位名「FTYR-R」が表示され、第２表示部９にボルト本数４が表示される。そして、例えば所定時間経過するとトルク値の管理幅が表示され、１本目を示す1/4が第１表示部８に表示され、この部位に対して同様の検査を行うことで検査トルク値の表示と合否判定が実行される。このようにして検査された検査結果は、図９に示すように、メモリ３１に記憶され、この記憶したデータを呼び出すことができる。

また、自動車の製造ラインにおいて、一つの製造ラインで製造する車種が決まっていれば、製造ライン毎に種類の異なるワークを登録することで、製造ライン番号を選択することにより、自動的にその製造ラインにおけるワークを表示できる。

このように一つのワークに対して検査対象となる部位を部位名で表示できるように、各検査部位における検査すべきボルト本数とその検査の合否判定の基準となるトルク値の管理幅を設定できるので、検査員は、次の検査すべきワークの種別を選択するだけで、間違いなく当該ワークにおける各部位の検査すべきボルトを間違いなく検査することができる。そして、検査結果を後で確認する場合、検査忘れがあっても、これをチェックすることができる。

なお、上記した各実施の形態では、自動車の製造ラインでの検査を例にして説明しているが、自動車の製造ラインに限定されるものではなく、検査対象のワークの納品先あるいは所有者などといった客先の名称が判明している場合には、ワークの客先名を登録するようにしても良い。

本発明を適用したトルクレンチを示し、（ａ）はトルクレンチの外観上面図、（ｂ）は（ａ）の正面図、（ｃ）は表示部を備えた演算処理装置の拡大上面図。 図１の演算処理装置のブロック図。 図１の演算処理装置に設けた表示部の表示状態を示す図。 第１及び第２表示部での表示形態を示す図。 メモリしたデータを呼び出した状態を示す図。 第１の実施の形態を説明するための図。 第１の実施の形態を説明する表示状態を示す図。 第２の実施の形態を示す図。 第２の実施の形態の計測結果を示す図。

符号の説明

１ トルクレンチ本体
２ レバー
３ ソケット
４ ヘッド
５ グリップ部材
６ 演算処理装置
７ 外観ケース
８ 第１表示部
８ａ 電池残量表示部 ８ｂ 単位表示部
８ｃ 小ポイント表示部 ８ｄ 下段表示部
９ 第２表示部
１０ 電源スイッチ
１１ カウンタ送りキー
１２ カウンタ戻しキー
１３ モードキー
１４ クリアキー
１５ メモリキー
２１ ストレインゲージ部
２２ 印加電圧部
２３ アナログ増幅部
２４ 信号処理部
２５ Ａ/Ｄ変換器
２６ バッテリ部
２７ 電源回路部
２８ 印加電圧制御部
２９ ＣＰＵ部
３０ 演算部
３１ メモリ
３２ 表示制御部
３３ キー操作部
３４ 通信データ処理部
３５ 外部データ入出力部
３６ 電源制御部
３７ 時計手段

Claims (5)

1. 計測対象であるワークに締め付けられている締結部材に係合してトルクを付与し、当該トルクをトルク検出手段により検出するトルク機器本体と、
   前記トルク機器本体に設けられ、前記トルク検出手段からの検出情報に基づいて該締結部材が締め付けられているトルク値を演算し、該演算した検査トルク値をメモリに記憶させる処理装置と、
   前記処理装置で処理した情報を表示する表示手段を有するトルク機器において、
   前記処理装置は、前記ワーク毎に検査する部位並びに当該部位における検査対象となる締結部材の本数及び、前記締結部材に対する締結トルク値の合格範囲が登録され、該登録内容を前記表示手段に表示させると共に検査トルク値が該合格範囲内であると合格の判定を行うことを特徴とするトルク機器。
2. 前記表示手段には、前記ワークの検査部位の名称、検査結果、合否判定結果が表示されることを特徴とする請求項１に記載のトルク機器。
3. 前記処理装置は、少なくとも検査トルク値、合否判定結果、測定時刻を管理することを特徴とする請求項１または２に記載のトルク機器。
4. 前記処理装置は、検査対象となる締結部材に固有の番号を付して検査結果を管理することを特徴とする請求項３に記載のトルク機器。
5. 前記処理装置は、計測対象の複数のワークを一群として複数群管理し、該複数群の中から任意の一群を選択できることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のトルク機器。
   

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