(57)【要約】【課題】機械式のトルクレンチに設定された設定トルク値の電子情報を正確に取得する。【解決手段】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作業者に認識させることができる締付工具であって、任意の角度である第１単位回転角度ごとに定められる指標に応じて前記第１単位回転角度だけ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単位トルク値だけ異なるトルク値に設定可能なトルク値設定部と、回転部材の回転角度に基づく回転角度情報を第２単位回転角度ごとに出力する回転角度検出部と、回転角度情報と指標の間隔とを対応付ける第１情報と、指標の間隔と単位トルク値ごとの設定トルク値とを対応付ける第２情報と、に基づいて、トルク値設定部に設定されている設定トルク値を演算する演算部と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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作業者に認識させることができる締付工具であって、
任意の角度である第１単位回転角度ごとに定められる指標に応じて前記第１単位回転角度だけ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単位トルク値だけ異なるトルク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に基づく回転角度情報を第２単位回転角度ごとに出力する回転角度検出部と、
前記回転角度情報と前記指標の間隔とを対応付ける第１情報と、前記指標の間隔と前記単位トルク値ごとの設定トルク値とを対応付ける第２情報と、に基づいて、前記トルク値設定部に設定されている設定トルク値を演算する演算部と、
を備える、
締付工具。
【請求項２】
前記第２単位回転角度は、前記第１単位回転角度の約数に相当する角度である、
請求項１記載の締付工具。
【請求項３】
前記トルク値設定部の前記指標と前記設定トルク値とを対応付けて前記作業者に認識させることができるトルク値認識部、
を備える、
請求項１または２記載の締付工具。
【請求項４】
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第２単位回転角度に対応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３記載の締付工具。
【請求項５】
前記トルク値認識部は、
前記回転部材と同軸の孔が設けられ、締付工具に固定されるナットと、
前記ナットの座面に複数が設けられる第１凹部と、
前記第１凹部のそれぞれに収容される球体と、
前記回転部材と同軸で回転し前記トルク値設定部に含まれるボルトと、
前記ボルトに設けられる鍔部と、
前記鍔部の前記第１凹部と対向する面に前記第１単位回転角度ごとに複数設けられ、前記球体を受容可能な第２凹部と、
を備える、
請求項３または４記載の締付工具。
【請求項６】
任意の角度である第１単位回転角度ごとに定められる指標に応じて前記第１単位回転角度だけ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単位トルク値だけ異なるトルク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に基づく回転角度情報を第２単位回転角度ごとに出力する回転角度検出部と、
を備える締付工具の設定トルク値を演算する装置であって、
前記装置は、
前記回転角度情報と前記指標の間隔とを対応付ける第１情報と、前記指標の間隔と前記単位トルク値ごとの設定トルク値とを対応付ける第２情報と、に基づいて、前記トルク値設定部に設定されている設定トルク値を演算する演算部、
を備える、
設定トルク値演算装置。
【請求項７】
任意の角度である第１単位回転角度ごとに定められる指標に応じて前記第１単位回転角度だけ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単位トルク値だけ異なるトルク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に基づく回転角度情報を第２単位回転角度ごとに出力する回転角度検出部と、
を備える締付工具の設定トルク値を演算するプログラムであって、
前記回転角度情報を受信するステップと、
受信した前記回転角度情報と前記指標の間隔とを対応付ける第１情報と、前記指標の間隔と前記単位トルク値ごとの設定トルク値とを対応付ける第２情報と、に基づいて、前記トルク値設定部に設定されている設定トルク値を演算するステップと、
演算した設定トルク値を出力するステップと、
をコンピュータに実行させる、
設定トルク値演算プログラム。
【請求項８】
任意の角度である第１単位回転角度ごとに定められる指標に応じて前記第１単位回転角度だけ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単位トルク値だけ異なるトルク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に基づく回転角度情報を第２単位回転角度ごとに出力する回転角度検出部と、
を備える締付工具の設定トルク値を演算する方法であって、
前記回転角度情報を受信するステップと、
受信した前記回転角度情報と前記指標の間隔とを対応付ける第１情報と、前記指標の間隔と前記単位トルク値ごとの設定トルク値とを対応付ける第２情報と、に基づいて、前記トルク値設定部に設定されている設定トルク値を演算するステップと、
演算した設定トルク値を出力するステップと、
をコンピュータが実行する、
設定トルク値演算方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締付工具、設定トルク値演算装置、設定トルク値演算プログラム、設定トルク値演算方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、締付トルクを管理するための締付工具として、トルクレンチが知られている。トルクレンチは、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報知する。
【０００３】
機械式のトルクレンチでは、本体部としてのケースを作業者が把持して締付部材を締め付ける際に、作業者が加える締付トルクが設定トルク値に達すると、ヘッド部とケースとを回動可能に軸支するヘッドピンを中心に、ケースが締付部材の締付方向と同一方向の第１方向に回動する。このとき、機械式のトルクレンチでは、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することで、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て報知する。その後、ケースは、作業者が締付トルクを緩めると第１方向と反対方向（締付方向と反対方向）の第２方向に回動して回動前の位置に戻る。
【０００４】
機械式のトルクレンチには、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もの（以下「プリセット型トルクレンチ」という。）がある。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。機械式のプリセット型トルクレンチでは、回転部材を操作して設定トルク値を適切に設定する必要がある。
【０００５】
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、測定したトルク値に基づいて作業者が機械式トルクレンチの校正を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−２２６７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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において設定トルク値などの設定に用いる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電子情報として取得することもできなかった。このため、特許文献１の技術を含め従来の技術では、作業者が操作して設定トルク値を設定するトルク値設定部の設定状態と、電子情報として取得される設定トルク値とを対応付けて正確な情報を取得することは考慮されていなかった。
【０００８】
本発明は、機械式のトルクレンチに設定された設定トルク値の電子情報を正確に取得することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、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作業者に認識させることができる締付工具であって、任意の角度である第１単位回転角度ごとに定められる指標に応じて第１単位回転角度だけ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単位トルク値だけ異なるトルク値に設定可能なトルク値設定部と、回転部材の回転角度に基づく回転角度情報を第２単位回転角度ごとに出力する回転角度検出部と、回転角度情報と指標の間隔とを対応付ける第１情報と、指標の間隔と単位トルク値ごとの設定トルク値とを対応付ける第２情報と、に基づいて、トルク値設定部に設定されている設定トルク値を演算する演算部と、を備える。
【００１０】
また、本発明は、第２単位回転角度が、第１単位回転角度の約数に相当する角度であってもよい。
【００１１】
また、本発明は、トルク値設定部の指標と設定トルク値とを対応付けて作業者に認識させることができるトルク値認識部、を備えてもよい。
【００１２】
また、本発明は、回転角度検出部が、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第２単位回転角度に対応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。
【００１３】
また、本発明は、トルク値認識部が、回転部材と同軸の孔が設けられ、締付工具に固定されるナットと、ナットの座面に複数が設けられる第１凹部と、第１凹部のそれぞれに収容される球体と、回転部材と同軸で回転しトルク値設定部に含まれるボルトと、ボルトに設けられる鍔部と、鍔部の第１凹部と対向する面に第１単位回転角度ごとに複数設けられ、球体を受容可能な第２凹部と、を備えてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、機械式のトルクレンチに設定された設定トルク値の電子情報を正確に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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２】図１に示したトルクレンチの正面図である。
【図３】図１に示したトルクレンチの底面図である。
【図４】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５】図１に示したトルクレンチのトルク値設定部を示す模式図である。
【図６】図１に示したトルクレンチの設定ボルトを示す図である。
【図７】図１に示したトルクレンチのロックナットを示す斜視図である。
【図８】トルク値設定グリップが操作されているときの設定ボルト及びボールを示す模式図である。
【図９】トルク値設定グリップが固定されているときの設定ボルト及びボールを示す模式図である。
【図１０】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１１】図１に示したトルクレンチの回転角度検出部及び回動検出部を示すブロック図である。
【図１２】図１１に示した回転角度検出部の円盤を示す模式図である。
【図１３】回転角度検出部が出力するパルス、トルク値設定部により生じるクリック、及び上記パルスと上記クリックとのそれぞれに対応する設定トルク値の関係を示す表の例である。
【図１４】回転角度検出部が出力するパルス、トルク値設定部により生じるクリック、及び上記パルスと上記クリックとに基づき演算部により演算される設定トルク値を示すデータテーブルの例である。
【図１５】図１に示したトルクレンチによる設定トルク値演算方法に係る処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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認識させる締付工具の一例である、機械式のトルクレンチを用いた例について説明する。機械式のトルクレンチでは、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）に達すると、ケースとヘッド部とを軸支するヘッドピンを中心にケースが締付部材の締付方向である第１方向に回動する。このとき、機械式のトルクレンチでは、ケースが第１方向に回動しヘッド部など他の箇所に接触して音や振動が発生することで、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て報知する。その後、機械式のトルクレンチは、ヘッド部に対してケースが第１方向と反対方向（弛緩方向）の第２方向に回動して、回動前の位置（初期位置）に戻る。
【００１７】
また、機械式のトルクレンチには、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。
【００１８】
［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。
【００１９】
図１及び図２に示すように、トルクレンチ１０は、上述のトルクレンチのうち、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、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、などを備える。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を発生し、作業者に締付トルクが設定トルク値に達したことを認識させる。
【００２０】
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、略筒状のトルクレンチ１０の外形形状を構成するため、本体部とも称される。ケース１１は、一端にヘッド部１２を備える。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を備える。ケース１１の他端側は、トルクレンチ１０を使用して締付作業を行う際に、ユーザが把持するグリップとして機能する。なお、ケース１１は、樹脂製などの不図示のグリップが一体的または着脱自在に取り付けられてもよい。また、ケース１１は、ケース１１そのものを把持させてグリップとして機能させてもよい。
【００２１】
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。
【００２２】
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を構成する、ヘッド部１２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。また、ケース１１には、ヘッド部１２に対するケース１１の動作を検出する回動検出部２０が設けられる。
【００２３】
ヘッド部１２は、ケース１１外部に露出するラチェットヘッド１２１の他に、ケース１１の内部に収容されるアーム１２２と接触部１２３と動作検出ピン１２５とを備える略棒状の部材である。ケース１１とヘッド部１２とは、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、互いに回動自在に軸支されている。
【００２４】
ヘッド部１２は、ヘッドピン１３によってケース１１に軸支されている。このため、アーム１２２は、ケース１１がヘッドピン１３を中心に締付部材の回転方向へ回動するとき、ケース１１との相対的な位置が変化する。
【００２５】
接触部１２３は、ヘッド部１２のラチェットヘッド１２１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が回動するとケース１１内部でケース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に加わった際にケース１１とアーム１２２が接触する位置に設けられる。
【００２６】
ヘッド部１２のアーム１２２の上記端部は、ヘッド部１２の幅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。
【００２７】
動作検出ピン１２５は、接触部１２３などと同様に、長手方向においてアーム１２２のラチェットヘッド１２１側の端とは反対側の端部に設けられている。動作検出ピン１２５は、ヘッド部１２の厚み方向（図４の紙面を貫く方向）に突出して設けられる。動作検出ピン１２５は、回動検出部２０によりケース１１の回動を検出するために設けられる。
【００２８】
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。
【００２９】
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、一方の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。
【００３０】
図５は、トルクレンチ１０のトルク値設定部１８を示す模式図である。図５に示すように、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、図４に示すように、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を回転操作して設定ボルト１８３を回転させることで、バネ部１８１の圧縮力を変化させて設定トルク値を任意の値に設定可能にする。
【００３１】
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の他方の底面に接している長手構造である。
【００３２】
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。このメネジには、設定ボルト１８３が螺合する。
【００３３】
図６は、トルクレンチ１０の設定ボルト１８３を示す図であり、（ａ）が設定ボルト１８３の斜視図であり、（ｂ）が係合部１８３ｅ側から見た図である。図６に示すように、設定ボルト１８３は、ボルト本体１８３ａと、第１オネジ部１８３ｂと、鍔部１８３ｃと、ボール受溝１８３ｄと、係合部１８３ｅを備える。
【００３４】
ボルト本体１８３ａは、第１オネジ部１８３ｂ、鍔部１８３ｃ、ボール受溝１８３ｄ、及び係合部１８３ｅが設けられる、略軸状の金属部材である。第１オネジ部１８３ｂは、トルク値表示部１８２に設けられる不図示のメネジに螺合する。鍔部１８３ｃは、ボルト本体１８３ａにおける他の部分の外径よりも大きい外径を持つ鍔状の部分である。
【００３５】
ボール受溝１８３ｄは、鍔部１８３ｃの底面部に、任意の間隔で複数設けられる後述のロックナット１８４のボールを受容可能な第２凹部として機能する凹溝である。ここで、ボール受溝１８３ｄが設けられる任意の間隔は、例えば円周方向において任意の角度ごとに設けられる。図６において、ボール受溝１８３ｄは、円周方向に等間隔に２０個設けられ、隣り合うボール受溝１８３ｄの間の角度θ１（以下「第１単位回転角度」ともいう。）は、１８°である。なお、ボール受溝１８３ｄが設けられる任意の間隔や任意の角度は上述の例には限定されない。
【００３６】
係合部１８３ｅは、例えば略六角柱状に形成される。係合部１８３ｅは、設定ボルト１８３と回転角度検出部１９とを係合させるために設けられる。
【００３７】
図７は、トルクレンチ１０のロックナット１８４を示す斜視図である。図７に示すように、ロックナット１８４は、ケース１１の内部に固定される。ロックナット１８４は、ナット本体１８４ａと、孔１８４ｂと、ボール収容部１８４ｃと、第２オネジ部１８４ｄと、ボール１８６とを備える。
【００３８】
ナット本体１８４ａは、略円盤状に形成されるロックナット１８４の概略形状を定める部材である。孔１８４ｂは、ナット本体１８４ａの中心部に設けられ、設定ボルト１８３のボルト本体１８３ａが挿通される。ボール収容部１８４ｃは、ナット本体１８４ａの座面に任意の間隔で複数（例えば４カ所）設けられる第１凹部として機能する。第２オネジ部１８４ｄは、ロックナット１８４の側面に形成されるオネジである。第２オネジ部１８４ｄは、ケース１１内部の側面に形成され、ケース１１の内部に形成されるメネジと螺合する。ボール収容部１８４ｃは、設定ボルト１８３とロックナット１８４とがケース１１に組み込まれたときに、ボール受溝１８３ｄと対向する面に設けられる。
【００３９】
ボール１８６は、ボール収容部１８４ｃに受容されている金属製の球体である。ボール１８６は、頂部がボール収容部１８４ｃから外部に露出している。ボール収容部１８４ｃから露出しているボール１８６の頂部は、設定ボルト１８３のボール受溝１８３ｄに受容される。
【００４０】
図４に示すように、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。
【００４１】
［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。
【００４２】
トルク値設定グリップ１８５と同軸に設けられる設定ボルト１８３は、トルク値設定グリップ１８５を回転させると、トルク値設定グリップ１８５とともに回転する。
【００４３】
図８は、トルク値設定グリップが操作されているときの設定ボルト１８３及びボール１８６を示す模式図である。図８は、設定ボルト１８３と、設定ボルト１８３に対するロックナット１８４のボール１８６の位置を示すために、設定ボルト１８３及びボール１８６のみを示す。図８に示すように、設定ボルト１８３が回転すると、ロックナット１８４のボール１８６は、ボール収容部１８４ｃから露出しているボール１８６の頂部が設定ボルト１８３のボール受溝１８３ｄから外れて、設定ボルト１８３の鍔部１８３ｃの平面部を滑動する。鍔部１８３ｃの上を滑動したボール１８６は、隣接するボール受溝１８３ｄに受容される。
【００４４】
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の圧縮力、つまり設定トルク値が変化する。設定トルク値の変化量は、トルク値設定グリップ１８５（設定ボルト１８３）の回転角度に対応している。設定ボルト１８３のボール受溝１８３ｄが、上述の通り第１単位回転角度θ１ごとに設けられる。トルク値設定部１８は、設定ボルト１８３とロックナット１８４のボール１８６とにより、トルク値設定グリップ１８５を第１単位回転角度θ１（単位トルク値）の分だけ回転させたときにクリックを生じさせている。トルク値設定部１８は、このクリックに応じて第１単位回転角度θ１だけトルク値設定グリップ１８５を回転操作することにより設定トルク値を所定の単位トルク値（例えば０．１２５Ｎ・ｍ）だけ異なるトルク値に変更したことを作業者に認識させることができる。つまり、トルク値設定部１８の設定ボルト１８３及びロックナット１８４は、設定トルク値を単位トルク値だけ変化させたことを作業者に認識させることができるトルク値認識部として機能する。また、設定ボルト１８３及びロックナット１８４により生じるクリックは、トルク値設定グリップ１８５を第１単位回転角度θ１だけ回転させたことを作業者に認識させる指標として機能する。
【００４５】
トルク値設定部１８の指標は、上述のトルク値設定部１８の設定ボルト１８３及びロックナット１８４により生じるクリックに限定されない。トルク値設定部１８の指標は、設定トルク値を変更する際に所定の単位トルク値だけ異なるトルク値に設定したことを、作業者に認識可能にするものであればよい。トルク値設定部１８の指標は、例えば、トルク値表示部１８２の目盛の最小ピッチ、不図示の設定トルク値の音や振動による報知、あるいは回転ドラム式カウンタの数字などであってもよい。
【００４６】
トルク値認識部は、上述のトルク値設定部１８の設定ボルト１８３及びロックナット１８４によりクリックを生じさせる機構には限定されない。トルク値認識部は、指標と設定トルク値とを対応付けて作業者に認識させることができればよい。トルク値認識部は、例えば、トルク値表示部１８２、上述の音や振動により設定トルク値の報知を行う機構、あるいは上記回転ドラム式カウンタなどであってもよい。
【００４７】
図９は、トルク値設定グリップ１８５が固定されているときの設定ボルト１８３及びボール１８６を示す模式図である。図９に示すように、トルク値設定グリップ１８５が固定されている（操作されていない）とき、ボール収容部１８４ｃから露出しているロックナット１８４のボール１８６の頂部は、設定ボルト１８３のボール受溝１８３ｄに受容される。
【００４８】
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。
【００４９】
図１０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１０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。トルクレンチ１０では、ケース１１及びスライダ１６は、図４の状態から図１０の状態に動き、ヘッドピン１３を中心にケース１１が締付方向（第１方向）に回動して、ケース１１の内壁がヘッド部１２のアーム１２２の接触部１２３に接触して音や振動を発する。この音や振動により、トルクレンチ１０では、作業者に締付トルクが設定トルク値に達したことを報知する。その後、作業者が力を緩めると、ケース１１は、弛緩方向（第２方向）に回動する。
【００５０】
［回転角度検出部の構成及び機能ブロック］
図４及び図１０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、を備える。
【００５１】
回転軸１９１は、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。
【００５２】
基板１９２は、エンコーダユニット１９３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。
【００５３】
エンコーダユニット１９３は、後述の発光素子と、受光素子と、信号処理部とを備える。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かを用いることができる。
【００５４】
図１１は、トルクレンチ１０の回転角度検出部１９及び回動検出部２０を示すブロック図である。なお、回動検出部２０の機能については後述する。図１１に示すように、回転角度検出部１９は、コンピュータプログラムを実行可能なＭＣＵ（Micro Control Unit）３０に接続している。ＭＣＵ３０は、トルクレンチ１０におけるトルク値設定部１８の設定トルク値演算プログラムの処理、及び、後述の回動検出部２０のヘッド部１２に対するケース１１の回動動作を検出する演算処理を実行する。
【００５５】
回転角度検出部１９を構成する要素について説明する。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。
【００５６】
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。
【００５７】
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う。信号処理部１９３ｃは、信号処理した受光信号を演算部３１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。
【００５８】
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。
【００５９】
図１２は、回転角度検出部１９の円盤１９４を示す模式図である。図１２に示すように、円盤１９４は、平板部１９４ａと、ボルト孔１９４ｂと、スリット１９４ｃとを備える。平板部１９４ａは、円板状で光不透過性（遮光性）を備える。ボルト孔１９４ｂは、平板部１９４ａの中央部に設けられ、回転軸１９１を挿通することができる。スリット１９４ｃは、発光素子１９３ａからの光を透過する光透過部である。スリット１９４ｃは、円盤１９４の円周方向において等間隔に複数個、図１２の例では１００個設けられる。図１２において、隣り合うスリット１９４ｃの間の角度θ２（以下「第２単位回転角度」ともいう。）は、３．６°である。第２単位回転角度θ２は、第１単位回転角度θ１の約数に相当する角度である。なお、複数のスリット１９４ｃの間隔や角度、円盤１９４上のスリット１９４ｃの個数は上述の例には限定されない。
【００６０】
円盤１９４は、平板部１９４ａ及びスリット１９４ｃにより、発光素子１９３ａからの光の透過と不透過とを切り換えることで、受光素子１９３ｂの受光状態を変化させて、設定ボルト１８３の回転角度に基づくパルス信号を得る。このパルス信号は、回転角度検出部１９が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である。回転角度検出部１９は、受光素子１９３ｂの受光状態の変化により得たパルス信号から設定ボルト１８３の回転角度を演算する。回転角度検出部１９は、このような受光素子１９３ｂの受光状態を変化させる円盤１９４を用いることにより、トルク値設定グリップ１８５及び設定ボルト１８３の回転角度に基づくパルス信号を第２単位回転角度θ２ごとに出力する。
【００６１】
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。
【００６２】
なお、演算部３１は、設定トルク値を演算して出力する際に、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。
【００６３】
通信部３２は、演算部３１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３２は、通信部３２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３２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。
【００６４】
［回転角度情報に基づく演算処理］
演算部３１による、回転角度検出部１９から出力された回転角度情報に基づく設定トルク値演算方法に係る処理を説明する。演算部３１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）を演算する。また、演算部３１は、演算された設定ボルト１８３の回転角度に基づいて、トルク値設定部１８に設定された設定トルク値を演算する。演算部３１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に設定された設定トルク値を演算する。
【００６５】
具体的には、演算部３１は、記憶部３３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演算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演算して出力する。
【００６６】
図１３は、回転角度検出部１９が出力するパルス、トルク値設定部１８により生じるクリック、及び上記パルスと上記クリックとのそれぞれに対応する設定トルク値の関係を示す表の例である。図１３において、「パルス」は、回転角度検出部１９が設定ボルト１８３の回転角度に応じて出力するパルス信号（回転角度情報）を示す。また、「トルク設定ピッチ」は、設定ボルト１８３の回転に応じてトルク値設定部１８により生じるクリック（指標）の間隔を示す。ここで、上記クリックの間隔は、トルク値設定部１８により設定できる設定トルク値の単位トルク値だけ異なるトルク値との間隔である。さらに、「設定トルク値」は、パルス信号が出力されるときまたはクリックを生じるときの設定トルク値を示す。なお、「トルク設定ピッチ」の指標は、上記クリックに限らず、例えばトルク値設定部１８のトルク値表示部１８２の目盛の最小ピッチ等であってもよい。
【００６７】
図１３に示すように、トルクレンチ１０では、トルク値設定部１８の設定ボルト１８３とロックナット１８４とにより生じるクリックの間隔と、回転角度検出部１９が出力する回転角度情報の出力間隔とが異なる。このため、パルス信号に基づいて演算部３１が設定トルク値を演算する際に、トルク値設定部１８により生じるクリックなどから作業者が認識できる設定トルク値と、演算された設定トルク値の電子情報との間に差異が生じることがある。
【００６８】
そこで、演算部３１は、回転角度情報と、上記クリックの間隔とを対応付ける情報（以下「第１情報」）、及び、上記クリックの間隔と単位トルク値ごとの設定トルク値とを対応付ける情報（以下「第２情報」という。）に基づいて、設定トルク値を演算する。第１情報は、図１３に示す「パルス」及び「トルク設定ピッチ」の対応関係に基づく情報である。また、第２情報は、図１３に示す「トルク設定ピッチ」及び「設定トルク値」の対応関係に基づく情報である。
【００６９】
トルク値設定部１８の設定トルク値の変化量は、トルク値設定グリップ１８５（設定ボルト１８３）の回転角度に対応している。設定ボルト１８３のボール受溝１８３ｄが、任意の角度である第１単位回転角度θ１（１８°）ごとに設けられる。また、回転角度検出部１９の円盤１９４のスリット１９４ｃは、任意の角度である第２単位回転角度θ２（３．６°）ごとに設けられる。
【００７０】
第２単位回転角度θ２は、第１単位回転角度θ１の約数に相当する角度となっている。また、トルク値設定グリップ１８５を１回転させたときのクリックの数（設定ボルト１８３のボール受溝１８３ｄの数）も、トルク値設定グリップ１８５を１回転させたときの回転角度情報の出力回数（円盤１９４のスリット１９４ｃの数）の約数となっている。第２単位回転角度θ２が第１単位回転角度θ１の約数であるため、演算部３１は、回転角度検出部１９により得られる設定ボルト１８３の回転角度を、トルク値設定部１８のトルク値設定グリップ１８５のクリック間隔の角度に容易に集約させることができる。
【００７１】
図１４は、回転角度検出部１９が出力するパルス、トルク値設定部１８により生じるクリック、及び上記パルスと上記クリックとに基づき演算部３１により演算される設定トルク値を示すデータテーブルの例である。図１４に示すように、演算部３１は、第２単位回転角度θ２ごとに出力されるトルク値設定グリップ１８５の回転角度情報を、トルク値設定グリップ１８５を第１単位回転角度θ１だけ回転させて設定される設定トルク値に対応させる。演算部３１は、回転角度情報を設定トルク値に対応させることでトルク値設定部１８に設定されている設定トルク値を演算する。例えば、回転角度検出部１９が回転角度情報として８〜１２の値の「パルス」を出力したときの演算部３１が出力する「トルク設定値」を示す。この場合、上記範囲の「パルス」の値に基づいて、演算部３１は、「トルク設定値」として「５．２５０Ｎ・ｍ」を演算結果として出力する。この場合演算部３１が出力する設定トルク値は、トルクレンチ１０のトルク値の電子情報として望ましい値に収まる。
【００７２】
以上のような演算処理を行う演算部３１を備えるトルクレンチ１０によれば、所定の数値範囲の回転角度情報について、１つの設定トルク値に対応付けて出力することで、出力される設定トルク値を正確な電子情報として出力することができる。
【００７３】
また、第２単位回転角度θ２は、第１単位回転角度θ１の約数に相当する角度となっていることで、トルクレンチ１０では、設定ボルト１８３の回転角度により得られる設定トルク値の電子情報を、正確に演算することができる。
【００７４】
図１５は、トルクレンチ１０による設定トルク値演算方法に係る処理を示すフローチャートである。図１５に示すように、以下のステップで示す設定トルク値演算プログラムを実行するトルクレンチ１０の演算部３１は、トルク値設定グリップ１８５の操作があるか否か、つまり、回転角度検出部１９からパルス信号が出力されたか否かを判断する（Ｓ１０１）。
【００７５】
演算部３１は、トルク値設定グリップ１８５の操作がある場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、回転角度情報、つまりパルス信号を受信する（Ｓ１０２）。演算部３１は、トルク値設定グリップ１８５の操作がない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０１の処理に戻る。
【００７６】
演算部３１は、図１４に示したデータテーブルから、「パルス」及び「トルク設定ピッチ」の欄の対応関係に基づく受信したパルス信号に対応する第１情報を読み出す（Ｓ１０３）。
【００７７】
演算部３１は、図１４に示したデータテーブルから、「トルク設定ピッチ」及び「設定トルク値」の欄の対応関係に基づく受信したパルス信号に対応する第２情報を読み出す（Ｓ１０４）。
【００７８】
演算部３１は、読み出した第１情報及び第２情報から、受信したパルス信号に対応するトルク値設定部１８に設定される設定トルク値の数値を特定する（Ｓ１０５）。
【００７９】
演算部３１は、特定した設定トルク値の電子情報を、トルクレンチ１０の情報表示部、外部のコンピュータなどの電子機器などに出力する（Ｓ１０６）。
【００８０】
［回動検出部の構成及び機能ブロック］
回動検出部２０は、動作検出ピン１２５の付近、つまり長手方向においてアーム１２２のラチェットヘッド１２１側の端とは反対側の端部の付近に設けられている。回動検出部２０は、ヘッド部１２、具体的にはヘッド部１２のアーム１２２を基準としたケース１１の動作を検出するために、ケース１１に固定されている。回動検出部２０は、ケース１１の内部に設けられてもよい。回動検出部２０は、ケース１１から少なくとも一部が露出するように設けられてもよい。この場合、回動検出部２０は、露出した一部を不図示のカバーにより覆ってもよい。
【００８１】
図１１に示すように、回動検出部２０は、発光素子及び受光素子を備えるエンコーダユニット２１と、検出レバー２２を備える。回動検出部２０は、エンコーダユニット２１の発光素子からの光を受光した受光素子の受光状態（受光量）の変化に基づいてケース１１の回動、具体的には回動方向や回動量などを検出する。
【００８２】
図１１に示すように、回動検出部２０は、回転角度検出部１９と同様にＭＣＵ（Micro Control Unit）３０に接続している。ＭＣＵ３０は、トルクレンチ１０におけるケース１１の回動動作に関する演算処理を実行する。
【００８３】
次に、回動検出部２０を構成する要素について説明する。発光素子２１１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２１１は、受光素子２１２や検出レバー２２に向けて光を照射する発光部として機能する。
【００８４】
受光素子２１２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２１２は、発光素子２１１に向かい合う位置など、発光素子２１１からの光を受光し得る位置に配置される。受光素子２１２は、発光素子２１１から照射された光のうち、検出レバー２２によって反射、遮光、あるいは屈折などの作用を受けて受光状態を変化された光を受光する受光部として機能する。受光素子２１２は、受光した光に基づいて受光信号を出力する。
【００８５】
検出レバー２２は、発光素子２１１と受光素子２１２との間に設けられるアクリルなどの光透過性部材である。検出レバー２２は、側面部に等間隔のプリズムが多数設けられ、発光素子２１１からの光を屈折させて透過する。
【００８６】
検出レバー２２は、不図示の回動軸を中心に回動する。このようにすることで、検出レバー２２は、光を透過させたときのプリズムの位置によって光の透過状態を変化させる。つまり、検出レバー２２は、発光素子２１１からの光を透過・屈折させたときの位置の相違により、受光素子２１２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。
【００８７】
検出レバー２２は、動作検出ピン１２５と接するなどにより、動作検出ピン１２５が設けられるヘッド部１２の動作と同期している。つまり、回動検出部２０は、検出レバー２２が動作検出ピン１２５の動きに同期しているため、ヘッド部１２に対するケース１１の回動量、回動方向、あるいは回動角度を得るための回動動作の情報を取得できる。
【００８８】
なお、検出レバー２２は、上述のようにプリズムを用いるものに限定されず、例えば光透過部と光不透過部とにより発光素子２１１からの光を遮光させて受光素子２１２の受光状態を変化させてもよい。
【００８９】
信号処理部２４は、受光素子２１２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う。このとき、信号処理部２４は、検出レバー２２によって生じる受光状態の違いに基づいて検出レバー２２の回動量を検出する。演算部３１は、検出した検出レバー２２の回動量から、動作検出ピン１２５が設けられるヘッド部１２に対するケース１１の回動量、回動角度及び回動方向を演算することができる。
【００９０】
また、信号処理部２４は、検出した動作検出ピン１２５の回動量に基づく電子的情報である回動量情報を、演算部３１に出力する。また、信号処理部２４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２１１の駆動電力や動作の制御などを行う。
【００９１】
［回動量情報に基づく演算処理］
演算部３１による、回動検出部２０から出力された回動量情報に基づくケース１１の回動動作に関する演算処理を説明する。演算部３１は、エンコーダユニット２１の信号処理部２４から出力された信号に基づいて、ヘッド部１２に対するケース１１の回動量（回動角度）を演算する。
【００９２】
演算部３１は、記憶部３３に記憶される回動量とケース１１の回動動作が生じたこと（以下「クリック検出ＯＮ」ともいう。）の判断を行うための閾値の情報に基づいてクリック検出ＯＮの信号を出力する。
【００９３】
なお、上述のＭＣＵ３０の演算部３１による設定トルク値演算プログラムに係る処理は、トルクレンチ１０ではなく外部装置（例えば、各種コンピュータ）により実行させてもよい。この場合、回転角度検出部１９から出力された回転角度情報、及び回動検出部２０から出力された回動量情報は、通信部３２から上記コンピュータに送信される。そして、コンピュータには、設定トルク値の演算処理、及び、ケース１１の回動動作に関する演算処理を実行させてもよい。この場合、演算結果は上記コンピュータに出力しても、トルクレンチ１０に送信して出力してもよい。このように構成することで、上記コンピュータは、トルクレンチ１０の状態を判断する設定トルク値演算装置として機能することができる。
【符号の説明】
【００９４】
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
２０      ：回動検出部
２１      ：エンコーダユニット
２２      ：検出レバー
２４      ：信号処理部
３１      ：演算部
３２      ：通信部
３３      ：記憶部
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
１２５    ：動作検出ピン
１８１    ：バネ部
１８２    ：トルク値表示部
１８３    ：設定ボルト
１８３ａ  ：ボルト本体
１８３ｂ  ：第１オネジ部
１８３ｃ  ：鍔部
１８３ｄ  ：ボール受溝
１８３ｅ  ：係合部
１８４    ：ロックナット
１８４ａ  ：ナット本体
１８４ｂ  ：孔
１８４ｃ  ：ボール収容部
１８４ｄ  ：第２オネジ部
１８５    ：トルク値設定グリップ
１８６    ：ボール
１９１    ：回転軸
１９２    ：基板
１９３    ：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  ：平板部
１９４ｂ  ：ボルト孔
１９４ｃ  ：スリット
１９８    ：筐体
２１１    ：発光素子
２１２    ：受光素子
【図１】
2019058997.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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