(57)【要約】      （修正有）【課題】ネジのすべりトルク値を検出する際、計測者の長年の経験と勘に頼ることなく、ネジの増締めによるネジの破損を防ぎ、ネジのすべり角度を増速させる増速ギア等問題を解するためのネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置を提供する。【解決手段】角度検出部２を構成し、手で保持することで入力軸５の上部に設けた入力軸のすべり角度を増速するギア部４、増速したギアの中心を軸通した入力軸と、前記入力軸の下部に接続してすべり角度を計測するシャッター７、前記シャッターの底面に接着しすべり角度を出力するシャッターシール８と、前記シャッターシールにダイオード等の光信号を発し、反射してきた光信号を検出することですべり角度を検出できる光センサー９とからなることを特徴とするネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置を提供することである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネジのすべり角度を増速するギア部と、前記ギア部で増速したギアの中心を軸通した入力軸と、前記入力軸の下部に接続してすべり角度を計測するシャッター、前記シャッターの底面に接着しすべり角度を出力するシャッターシールと、前記シャッターシールにダイオード等の光信号を発し、反射してきた光信号を検出することですべり角度を検出できる光センサーとからなることを特徴とするネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置。
【請求項２】
ギア部は増速機であるギア部全体を保護する上ギアカバーと、下ギアカバーを備え、上ギアカバーと下ギアカバーを連結した略台形状のキャリア、前記キャリアと平行に設け入力軸を軸通する貫通孔と、前記貫通孔を囲み増速ギアを構成する太陽歯車と、前記太陽歯車を中心で前記太陽歯車の歯車の外周に回動可能に噛み合わせて設けた遊星歯車と、前記太陽歯車、遊星歯車の外周を囲んだリング状の内歯車、前記内歯車に設けた環状のリングとからなることを特徴とする請求項１に記載のネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、部材に締め付けたネジに対し、規定のトルクが正確に掛けた後に発生するすべり角度を検出するネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置に関する改良発明である。
【０００２】
【従来の技術】
従来のネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置は手動式である。具体的には、締まっていたネジに対し追締を行う際、任意にトルクを加え、締め付けられたネジのトルクより大きいトルクがかかった際に発生するすべり角度を検出する装置であった。
【０００３】
ネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置は、円柱状の角度検出部と、前記角度検出部を回動するために接続した棒状のハンドルとからなる装置である。ネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置の操作方法は、検査するネジの頭に角度検出部を構成するビットの突出部分を差し込み、角度検出部の外筒を手等で押さえたまま片一方の手でハンドルを廻すことで、ネジの締め付け点を超えてからのすべり角度を外部接続した測定装置で検出する方法であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のネジのすべり検出装置は、小ネジ等のすべり角度が発生するポイントが検出しずらかった。実際にはネジのすべり角度の計測を行う場合、計測者の長年の経験と勘に頼っていたためである。そのため、ネジのすべり角度の検出は困難を極めていた。一般的には、０．９°前後がネジのすべり角度の標準とされている。
【０００５】
また、ネジを増締めを行っていくとネジが過剰に回動してしまい、検査対象であるネジの破損やネジ破損に伴うネジの交換コストも発生することは極めて大きな問題である。
【０００６】
また、すべり角度を正確に計測するには、ネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置の内部に、すべり角度を増速させるためにギア等を設け、またネジの増締めを行った際発生する過剰なトルクを計測するトルクセンサーを適宜設けなければならないため、ネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置そのものが大きくなるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明では、ネジのすべりトルク値であるすべり角度を検出する際、計測者の長年の経験と勘に頼ることなく、ネジの増締めによるネジの破損を防ぎ、ネジのすべり角度を増速させる増速ギアや、ネジの増締めを行った際に発生する過剰なトルクを計測できるトルクセンサーをそれぞれをコンパクトに設けたネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、角度検出部を構成し、手で保持することで入力軸の上部に設けた入力軸のすべり角度を増速するギア部、増速したギアの中心を軸通した入力軸と、前記入力軸の下部に接続してすべり角度を計測するシャッター、前記シャッターの底面に接着しすべり角度を出力するシャッターシールと、前記シャッターシールにダイオード等の光信号を発し、反射してきた光信号を検出することですべり角度を検出できる光センサーとからなることを特徴とするネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置の構成とした。
【０００９】
【実施例】
以下に、添付図面に基づいて本発明であるネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置の詳細を説明する。図１は本発明であるネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置の正面図、図２は、本発明であるネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置の縦断面図である。
【００１０】
図１に示したように、本発明であるネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置１は、すべり角度を増速できるギア部４を備えた略円筒状の角度検出部２と、前記角度検出部２の外筒２ａの側面にネジ込んで略Ｔ字状に取り付けたハンドル３からなる。ハンドル３は、ハンドル本体３ａとハンドル本体３ａを覆うゴム製等のグリップ３ｂからなる。
【００１１】
ネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置１の操作方法は、増速機であるギア部４の上面に連動した内部が凸状に形成されているカバー１５を片手で固定することから始める。そして、角度検出部２の先端にビット１４をネジ頭に差し込み、前記カバー１５を固定したまま、前記角度検出部２に接続したハンドル３をネジの増締め方向に僅かに回動させる。
【００１２】
すると、カバー１５内部に備えたギア部４がネジのすべり角度に応じて連動し、外筒２ａ内部に設けた光センサー等でネジのすべり角度角度を測定し、測定した後、外部測定装置ですべり角度を表示できる仕組みである。なお、ギア部４の増速機は遊星歯車と太陽歯車を使用する。
【００１３】
本発明を構成するギア部４の遊星歯車は、ギア比を１：２５にギア比を設定した。一般的にネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置はギアは備えられていないために、ギア比の関係で表示すれば１：１の関係である。よって、従来はネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置は、増速していなかった。次に、図２で本発明の中心である角度検出部２の内部構造について詳細を説明する。
【００１４】
図２の左部に示したように角度検出部２は、光センサー９が発光した光をシャッター７で反射し、すべり角度を増速して検出する入力部２ｃと、入力部２ｃの下部に設けた光センサー９と、前記光センサー９を上部に固定し、光センター９の下端部分で、ネジの頭に直接螺合できるビット１４を備えた出力部２ｄからなることを特徴とする。
【００１５】
図２に示した入力部２ｃは、外筒２ａの最上部に設けた凸状のカバー１５、カバー１５に内設した内歯車４ｄと、前記内歯車４ｄを構成し入力軸５を増速するギア部４と、増速したギア部４の中心を軸通した入力軸５と、増速した入力軸５の下部に接続し左右両端を回動可能に保持したリング状の上ベアリング６、前記上ベアリング６で保持し、入力軸５の下部に接続してネジのすべり角度を計測するシャッター７と、前記シャッター７の底面に接着したシャッターシール８とからなる。即ち、カバー１５は、内歯車４ｄ、入力軸５、シャッター７、シャッターシール８に連動している。
【００１６】
ギア部４は、増速機であるギアを保護する上ギアカバー４ａ、下ギアカバー４ｅ、前記上ギアカバー４ａと下ギアカバー４ｅを連結した略台形状のキャリア４ｂ、前記キャリア４ｂの長手方向と平行に設け入力軸５を軸通する貫通孔４ｃ、前記貫通孔４ｃを囲み増速ギアを構成する太陽歯車４ｈと、前記太陽歯車４ｈを中心で前記太陽歯車４ｈの歯車の外周に回動可能に噛み合わせて設けた遊星歯車４ｇと、前記太陽歯車４ｈ、遊星歯車４ｇの外周を囲み回動可能に咬み合わせて設けたリング状の内歯車４ｄ、前記内歯車４ｄの下部に設けた環状のリング４ｆとからなることを特徴とする。なお、環状のリング４ｆは、外筒２ａの上面である開口部２ｂに挿入できる
【００１７】
ギア部４を構成する上ギアカバー４ａ、内歯車４ｄ、下ギアカバー４ｅの各中心部にはシャッター７を接続できる入力軸５を備えている。入力軸５は、軸の空回りを防ぐために横断面の形状が略半月状である。
【００１８】
また、入力軸５は一般的にハンドル３のすべり角度は、ハンドル３を回動する動きを同一となるが、本発明では増速機であるギア部４を介したため、ハンドル３に僅かな力を加えただけで、シャッター７の底面に取り付けたシャッターシール８のすべり角度を増速することができる。
【００１９】
即ち、内歯車４ｄを押さえ、ハンドル３を僅かに回動することで、ギア部４の入力軸５の先端に連設したシャッター７及びシャッターシール８のすべり角度が増速し、シャッターシール８の下部にある光センサー９は、増速したすべり角度を検出することができる。
【００２０】
入力軸５の下部分を構成するシャッター７は略凸状の回動する部材で中央に入力軸５を軸通している。一方、シャッターシール８はシャッター７の底面に貼り付けた縞模様のシールである。シャッターシール８は、シャッター７底面に接着剤で固定することで、シャッター７の回動運動によって剥がれ落ちることを防ぐ。シャッターシール８の詳細は図８で説明する。
【００２１】
出力部２ｄは、ネジのすべり角度を検知するために回動するハンドル３からハンドルに接続した外筒２ａの内の中心に固定して設けた光センサー９からネジに差し込むビット１４までの部材である。
【００２２】
出力部２ｄは、外筒２ａに外設したハンドル３と、外筒２ａに内設した下ギアカバー４ｅと、下ギアカバー４ｅの底面で接着し外筒２ａに挿入したリング４ｆと、リング４ｆ内に設けたシャッターシール８に発光ダイオードなどの光信号を発し、反射してきた光信号からネジのすべり角度を検出できる光センサー９、光センサー９上面に固定し、出力軸１１を貫通孔１０ａに軸通させ固定する嵌合部材１０と、嵌合部材１０の中心を軸通する出力軸１１と、出力軸１１上に貼付した長方形状のトルクセンサー１２と、出力軸１１を外筒２ａの底面で保持する下ベアリング１３と、出力軸１１の凸状の先端に容易に装着できるビット１４を備えていることを特徴とする。即ち、外筒２ａは、外筒２ａの外部接続したハンドル３と、外筒２ａの内部に設けた光センサー９、嵌合部材１０、出力軸１１、トルクセンサー１２、ビット１４を連動して設けている。
【００２３】
嵌合部材１０は、出力軸１１を固定するため貫通孔１０ａを中心に設けた円盤状の部材である。また嵌合部材１０の表面は、すべり角度を検出するための光センサー９を設けた。光センサー９は、反射型フォトセンサーである。
【００２４】
出力軸１１は、略直方体の形状で、上面を嵌合部材１０で固定し、下面を突起状の着脱できるビット１４を取り付けた。出力軸１１は、略凸状の嵌合部１１ａを備えている。  手で容易に着脱できるビット１４を装着するためである。また、嵌合部１１ａは、外筒２ａ及び下ベアリング１３の下部に突出するように設けた。
【００２５】
ビット１４は、上面に嵌合部１１ａと嵌合するために略凹状の取付孔１４ａ、下面にはプラスドライバー又はマイナスドライバーである嵌合部材１４ｂを設けている。そして、計測するネジ頭のサイズに併せて、容易に着脱し、交換できる部品である。本発明であるビット１４は市販品であるため詳細な説明は省略する。
【００２６】
図２の縦断面図に示したように、ハンドル３の内部には、光センサー９から伸びた配線９ａと、トルクセンサー１２からの配線１２ａを、角度検出部２とハンドル３の接続部分からハンドル３の内部を通すことができる。また、配線９ａと配線１２ａは、すべり角度及びトルク等を表示できる外部接続した測定装置（図示せず）に接続することができる。
【００２７】
したがって、光センサー９でネジのすべり角度を検出すると共に、トルクセンサー１２で、ネジの増締め時のトルクを正確に管理できる。よって、ネジの破損を伴うことなく、ネジのすべり角度等を正確に検出することができる。次に図３に示したギア部４の詳細を説明する。
【００２８】
図３に示したように本発明を構成するギア部４は、略Ｈ状を構成し、遊星歯車４ｇを挟み込む上ギアカバー４ａ及び下ギアカバー４ｅと、上ギアカバー４ａ及び下ギアカバー４ｅを支持するキャリア４ｂ、キャリア４ｂの外周を回動可能に囲む内歯車４ｄからなる。また、下ギアカバー４ｅの下部には、外筒２ａに嵌合するためのリング４ｆを設ている。
【００２９】
次に図４から図６では、本発明であるネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置の角度検出部を構成するギア部の平面図、ギア部の底面図、ギア部の横断面図を使用し、ギアの内部詳細を説明する。
【００３０】
図４に示したように、ギア部４は、前記上ギアカバー４ａで覆われ、増速機を構成する遊星歯車４ｇと、前記遊星歯車４ｇの中心に設けた太陽歯車４ｈと、前記遊星歯車４ｇの外周に備えたギアとかみ合い回動できるリング状の内歯車４ｄからなることを特徴とする。
【００３１】
ギア部４を構成する内歯車４ｄの内壁は、波状の内歯４ｉを設け、内歯４ｉに咬合して遊星歯車４ｇを設けている。遊星歯車４ｇは、歯車の中心に軸を有し、円状の上ギアカバー４ａで覆われているために、略三日月状の形状になっている。また遊星歯車４ｇ配置は上ギアカバー４ａの各１２０°の位置に配置し、なおかつ、遊星歯車４ｇ同士が互いに干渉しない間隔で設けた。
【００３２】
遊星歯車４ｇで囲まれた中心部は、太陽歯車４ｈを設けている。太陽歯車４ｈは、形状が太陽の光のように放射状に歯が広がった歯車である。また太陽歯車４ｈは遊星歯車４ｇの回転方向に対し逆に回動する仕組みである。具体的には、内歯車４ｄが右回転した場合、太陽歯車４ｈは左回転になる。次に図５でギア部４の底面について詳細を説明する。
【００３３】
図５に示したのは、ギア部４の底面図である。図５に示したようにリング４ｆの中央には、シャッター７の底面の形状に合わせて接着した円状のシャッターシール８を設けられている。本発明で使用する円状のシャッターシール８は、すべり角度をより増速できるように、放射状に縞模様を施している。なお、縞模様の中央は模様を施していない。次に図６でギア部４の横断面について詳細を説明する。
【００３４】
図６に示したように、ギア部４の中心には、出力軸１１に接続した太陽歯車４ｈと、前記太陽歯車４ｈを囲むように遊星歯車４ｇを備えている。遊星歯車４ｇの外周は、前記遊星歯車４ｇの外周で咬合するように略台形状の歯を備えたキャリア４ｂを内設する。なお、遊星歯車４ｇの配置及び形状は、増速する度合いに応じて変更できる。
【００３５】
図７では、最上部を構成するギア部４と、ギア部４のから垂下して設けたシャッター７で生じるすべり角度の算出方法について説明する。図７に示したギア部４の内部は、ギア比を１：２５の遊星歯車４ｇを用いた。また、ギア部４を軸通した入力軸５の末端に接続したシャッター７は、１回転で３６パルス得るように３６本の縞模様からなるシャッターシール８を設けている。なお、パルスとはシャッターシール８を構成する縞模様の数をいう。
【００３６】
即ち、本装置はネジのすべり角度検出部を検出する際に、遊星歯車４ｇのギア比である２５と、シャッター７及びシャッターシール８に印刷されたパルス数である３６を掛け合わせた９００倍まで拡大できるようにした。よって、作業者の長年の経験や勘がなくとも、極めて簡単にネジのすべりトルクを検出できる。
【００３７】
また、すべり角度も従来は０．９であったが、本発明では、ネジ側で０．４°のすべり角度を検出することができる。以下、参考としてすべり角度の計算方法を記載する。
【００３８】
すべり角度の算出する方法は、３６０°÷（スリット数×ギア比）・・（１）
であり、本装置のようにスリット数３６、ギア比を２５とした場合、前記（１）の式に当てはめると３６０°÷（３６×２５）＝０．４°となり、ネジ側で０．４°のすべり角度となる。次に、すべり角度を構成し、ギア部４に接続した光センサー９で検出するシャッターシール８の詳細を説明する。
【００３９】
図８に示したのは、本発明であるネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置を構成するシャッターシール８である。シャッターシール８はすべり角度を検出するために、縞模様である白色部８ａ及び黒色部８ｂと、前記白色部８ａと黒色部８ｂの内部を円状に囲む余白部８ｃとからなる。なお、シャッターシール８の材質は銀シールを使用する。
【００４０】
なお、前記縞模様は、白色部８ａ及び黒色部８ｂ共に各３６個環状に設けた。また、シャッターシール８上に印刷するために材質及び印刷した縞模様の数、縞模様を構成する色彩を限定するものではない。例えば、材質は一般的なコピー用紙でもよく、また縞模様の数は白色部８ａ、黒色部８ｂ共に、１６から２０個設けることができる。なお、シャッターシール８を用いない場合、ビットホルダー部３を構成するシャッター７の表面に直接、縞模様を印刷してもよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明であるネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置、以上のような構成であるから、以下の効果が得られる。第１に、本発明であるネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置は、ネジのすべり角度を検出する際、計測者の長年の経験と勘に頼ることなく、正確かつ簡単にネジのすべり角度を検出することができる。
【００４２】
第２に、本発明であるネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置は、ネジの増締めによるネジの破損を防ぐとともに、ネジのすべり角度を増速し、装置のサイズをコンパクト化した遊星歯車及び太陽歯車を備え、ネジ破損によるネジの交換コストを抑制できるネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明であるネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置の正面図である。
【図２】本発明であるネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置の縦断面図である。
【図３】本発明であるネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置を構成する角度検出部の正面図である。
【図４】本発明であるネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置の角度検出部を構成するギア部の平面図である。
【図５】本発明であるネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置の角度検出部を構成するギア部の底面図である。
【図６】本発明であるネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置の角度検出部を構成するギア部の横断面図である。
【図７】本発明であるネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置の角度検出部を構成するギア部の横断面図である。
【図８】本発明であるネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置の角度検出部を構成するシャッターの正面図である。
【符号の説明】
１      ネジのすべり角度を拡大したトルク値検出装置
２      角度検出部
２ａ    外筒
２ｂ    開口部
２ｃ    入力部
２ｄ    出力部
３      ハンドル
３ａ    ハンドル本体
３ｂ    グリップ
４      ギア部
４ａ    上ギアカバー
４ｂ    キャリア
４ｃ    貫通孔
４ｄ    内歯車
４ｅ    下ギアカバー
４ｆ    リング
４ｇ    遊星歯車
４ｈ    太陽歯車
４ｉ    内歯
５      入力軸
６      上ベアリング
７      シャッター
８      シャッターシール
８ａ    白色部
８ｂ    黒色部
８ｃ    余白部
９      光センサー
９ａ    配線
１０    嵌合部材
１０ａ  貫通孔
１１    出力軸
１１ａ  嵌合部
１２    トルクセンサー
１２ａ  配線
１３    下ベアリング
１４    ビット
１４ａ  取付孔
１４ｂ  嵌合部材
１５    カバー
【図１】
2004338068.tif 000003
【図２】
2004338068.tif 000004
【図３】
2004338068.tif 000005
【図４】
2004338068.tif 000006
【図５】
2004338068.tif 000007
【図６】
2004338068.tif 000008
【図７】
2004338068.tif 000009
【図８】
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