JP2011088265A - トルク工具 - Google Patents

Abstract

【課題】目標値に近づいた時の締付速度で目標値に達するまでの時間感覚を予測可能とし熟練を要することなく迅速に目標とするトルク値にボルトを締め付けることができるトルク工具を提供する。
【解決手段】トルク工具は、締め付ける力に応じた電気信号を出力するセンサ部と、電気信号に基づいて締付トルク値を算出するトルク算出部と、締め付けがされていない状態から予め設定された締め付けしようとする目標トルク値に対する締付トルク値の割合が所定の割合に達した場合に点灯する予測開始表示部と、締付の際に目標トルク値を含む目標トルク範囲に対応する点灯表示を行うターゲット表示部と、予測開始表示部とターゲット表示部との間に連続して配置される複数の表示部を備え、所定の割合よりも大きく目標トルク範囲よりも小さい範囲における目標トルク値に対する締付トルク値の割合に応じて対応する表示部の点灯表示を行うタイミング予測表示部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、トルク工具において、ボルトなどの締付部材を所定の締付トルクで締め付け可能とするための表示を行う技術に関する。

従来、トルク工具としてデジタル表示式のトルクレンチが知られている（例えば、特許文献１参照。）。デジタル表示式のトルクレンチは、歪ゲージを利用して、ボルトなどの締付部材を締め付けるトルクを検出し、その検出したトルク値を７セグメント表示を行う表示部により表示することができる。

従って、このトルクレンチによれば、締付部材の締付作業において、その時点の締付トルクをデジタル表示で表示することができる。これにより、作業者は、締め付け部材を締め付けるトルク値を確認しながら締付作業を行うことができる。

特開２００７−１１１７９６号公報

しかし、上述した従来のトルクレンチを用いて、表示部に表示される締付トルク値を確認しながら締付操作を行っても、トルク値は連続して次々に変化するため、目標トルク値まであとどの程度力を加えればよいか把握しにくく、締付トルクが目標のトルク値を超えてオーバートルクとなってしまったり、トルク値を確認しながら締め付けを行うために迅速な締め付けができないことがある。

一方、トルク値が示された文字盤と針とを組み合わせたダイヤル式のアナログ表示のトルクレンチの場合、目標値の目盛を見ながらトルクレバーのハンドルに力を加えて手前側に引くことにより指針が目標値に向けて移動する。指針の動きはトルクレンチのレバーを手前側に引く操作速度と加える操作力に大きく依存し、指針は前記操作速度と操作力を反映して移動する。そして、指針が目標値に近づくとオーバートルクを避けるためにどうしても前記操作速度と操作力を加減する傾向が強く、前記操作速度と操作力の増減を繰り返し、目標値の手前で締め付けが一旦停止したり、オーバートルクになりやすい。このような現象は締め付け作業に不慣れな作業者が経験するもので、指針を目標値の位置に停止させるには相当な熟練を要していた。このような現象は上述したデジタル表示式のトルクレンチについても同様に生じる。

本発明者は、前記操作速度と操作力の掛け具合は作業者により異なるが、目標値に近づいてからは、現在の操作速度で目標値までの残り時間が予測できれば、その間は操作力を加減することなく締め付け作業を行うことで熟練を要することなく容易に目標値での締め付けが行えると考え本発明を為すに至ったものである。

すなわち、本発明は、目標値に近づいた時の締め付け速度で目標値に達するまでの時間感覚を予測可能とし、熟練を要することなく迅速に目標とするトルク値にボルト等を締め付けることができるトルク工具を提供しようとするものである。

上記課題を解決するため、本発明に係るトルク工具の一態様は、締付対象物を締め付ける力に応じた電気信号を出力するセンサ部と、前記電気信号に基づいて締付トルク値を算出するトルク算出部と、締め付けがされていない状態から、予め設定された締め付けしようとする目標トルク値に対する前記締付トルク値の割合が所定の割合に達した場合に点灯する予測開始表示部と、締付の際に少なくとも前記目標トルク値を含む目標トルク範囲に対応する点灯表示を行うターゲット表示部と、前記予測開始表示部と前記ターゲット表示部との間に連続して配置される複数の表示部を備え、前記所定の割合よりも大きく前記目標トルク範囲よりも小さい範囲における、前記目標トルク値に対する前記締付トルク値の割合に応じて対応する前記表示部の点灯表示を行うタイミング予測表示部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、トルク工具において、目標値に近づいた時の締め付け速度で目標値に達するまでの時間感覚を予測可能とし、熟練を要することなく迅速に目標とするトルク値にボルト等を締め付けることができる。

第１の実施形態によるトルクレンチの外観を示す平面図である。 図１に示したトルクレンチの側面図である。 図１に示す、矢印Ａ−Ａ’視におけるトルクレンチの断面図である。 トルクレンチの電気回路を示す回路図である。 トルクレンチの機能ブロック図である。 ＬＥＤ表示部の表示制御処理の流れを示すフローチャートである。 締付トルクに応じてブザーを鳴らす処理の流れを説明するフローチャートである。 トルクレンチで締め付けを行った場合におけるＬＥＤ表示部の点灯表示を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施の形態による、トルク工具の一例としての、トルクレンチ１の外観を示す平面図である。本実施の形態のトルクレンチ１は、例えば、ボルトなどの締付部材を締め付けると、予測開始表示部、タイミング予測表示部及びターゲット表示部としての、ＬＥＤ表示部１０と液晶表示部１２に締付トルクに応じた表示を行い、作業者がその表示を見ながら締付を行うことで、締付部材を所望のトルク値で締め付け可能とするものである。図２は、図１に示したトルクレンチ１の側面図である。図３は、図１に示す、矢印Ａ−Ａ’視におけるトルクレンチ１の断面図である。図４は、トルクレンチ１の電気回路を示す回路図である。

図１〜図３に示すように、本実施の形態のトルクレンチ１は、軸部２と、軸部２の中央付近に取り付けられ、ＬＥＤ表示部１０や液晶表示部１２、操作入力部１４などが設けられ、内部に電気的な回路が格納されたケース６と、軸部２の後端側に取り付けられるグリップ部８を備える。また、軸部２の内部には、締付操作の力により変形し、その変形に応じて締付トルク値を算出するための電気信号を出力するセンサとしての起歪体部４が設置され、起歪体部４の先端は、ボルトなどの締付部材に嵌めるソケットが取り付けられる不図示のヘッドが取り付けられるヘッド取付角４Ｂが形成されている。

なお、本明細書において、「目標トルク値」とは、トルクレンチ１によって締結部材を締め付ける際に目標とするトルク値である。また、本明細書において、「締付トルク（値）」とは、トルクレンチ１によって実際に締結部材を締め付けているトルクであり、本実施の形態のトルクレンチ１においては、起歪体部４からの電気信号に基づいて、液晶表示部１２などに表示される。

以下、上述の各部の構成について詳細に説明する。

本実施の形態の軸部２は、中空のパイプ状の部材であり、その長手方向中央位置付近の外側表面に、ＬＥＤ表示部１０などが形成されたケース６が配置され、長手方向の後方側に、作業者がトルクレンチ１を握って締め付ける力を加えるためのグリップ部８が形成されている。そして、軸部２の前方側には、軸部２の内部に挿入された起歪体部４が配置されている。

起歪体部４は、ヘッド取付角４Ｂに取り付けられた、ボルトなどに嵌めるソケットを介して、作業者の締め付ける力の反力を受けて変形することにより、起歪体部４の表面に配置された歪ゲージ４Ａからその変形に応じた電気信号を出力するものである。そして、後述するＣＰＵ２０によってこの電気信号から締付トルク値が算出される。本実施の形態のトルクレンチ１の起歪体部４は、前方側がヘッドピン２ａに支持され、後端部が支持ピン２ｂに支持される。図１に示す両矢印Ｆのいずれかの方向に力を加えてトルクレンチ１によって締付を行うと、起歪体４のヘッドピン２ａと支持ピン２ｂの間の部分が、トルクレンチ１の回転面と平行な面上においてたわむ。これにより、起歪体部４の表面に配置された歪ゲージ４Ａも変形し、その変形に応じた電気信号が出力される。

ケース６は、ＬＥＤ表示部１０などの表示部や操作入力部１４などが形成され、内部に、ＣＰＵ２０などの電気回路を格納する。

ＬＥＤ表示部１０は、締付操作の際に、その時点での締付トルクが、締め付けの目標のトルク値として予め設定された目標トルク値に対して、どの程度の割合であるか（以下、目標トルク値に対する締付トルク値の割合を、「締付率」とも呼ぶ。）を視覚的に表示するための表示手段である。本実施の形態のＬＥＤ表示部１０は、複数の点灯窓１０ａ（１０ａ１〜１０ａ８）が一列に配置され、各点灯窓１０ａそれぞれに対応する位置に青色ＬＥＤ（発光素子）と赤色ＬＥＤが配置されている。つまり、各点灯窓１０ａに対応する青色ＬＥＤまたは赤色ＬＥＤを発光させることで、各点灯窓１０ａを青色または赤色の光で点灯表示することができる。

ＬＥＤ表示部１０による、締付操作を行っている際の締付の程度を示すための具体的な点灯表示処理については、図５に示す機能ブロックの説明及び図６に示すフローチャートの説明において述べるが、例えば、目標トルク値を示すターゲットとして、点灯窓１０ａ６を青色に点灯表示させ、目標トルク値に対する締付トルク値の割合に応じて対応する点灯窓を赤色で点灯表示させることができる（例えば、目標トルク値に対して締付トルク値が２０％である場合には、点灯窓１０ａ１を赤色で点灯表示するなど）。締め付けトルクに応じて切り換わって発光する赤色ＬＥＤの点灯表示のタイミングをみて、ターゲットである青色の点灯表示の位置で止まるタイミングを予測して締め付けていくことで、目標トルク値での締め付けを行うことができる。

なお、締付率は赤色ＬＥＤ、目標トルク値のターゲットは青色ＬＥＤを発光させて表示するとして説明したが、これに限られず、任意の色のＬＥＤを使用できる。また、同じ色のＬＥＤを用いてもターゲットや締付率を示すことはできるが、締付率とターゲットとの区別をしやすくするため、異なる色にすることが好ましい。

液晶表示部１２は、起歪体部１２の歪ゲージ４Ａから出力される電気信号に基づいて、ＣＰＵ２０が算出したトルク値を表示する。本実施の形態の液晶表示部１２は、図１に示すように、７セグメントディスプレイでトルク値を表示する。液晶表示部１２は、その他に、操作入力部１４などを操作して、目標トルク値を設定する際や、その他のモード設定などの際に必要な表示を行う。なお、液晶表示部１２は、トルク値を表示することができればよく、ＬＥＤなどの液晶表示以外の表示手段を用いることもできる。

操作入力部１４は、トルクレンチ１の電源スイッチや、上述した目標トルク値を設定するためのスイッチや、締め付けが完了して次の締め付けを行うためのリセット操作などを行うための操作ボタンを備える。

次に、図４に基づいて、トルクレンチ１の電気回路部分について説明する。

ＣＰＵ２０は、歪ゲージ４Ａからの電気信号に基づいて、トルク値を算出する処理や、その算出したトルク値を液晶表示部１２に表示させる処理や、そのトルク値に基づいてＬＥＤ表示部１０に上述した点灯表示をさせたり、ＬＥＤ表示部１０の表示に関連して、締め付けの程度を音で知らせるために報知部としてのブザー２８を鳴らす処理など、トルクレンチ１における様々な処理を行う。

メモリ２２は、ＣＰＵ２０において実行されるＬＥＤ表示部１０の表示制御などのプログラムを格納する。また、メモリ２２は、操作入力部１４の操作入力などにより目標トルク値を設定した場合には、その目標トルク値を記憶する。メモリ２２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＶＲＡＭ（Video RAM）等から構成されることができる。

オペアンプ２４は、歪ゲージ４Ａからの電気信号の増幅や不要な信号のカットを行う。ＡＤコンバータ２６は、歪ゲージ４Ａから出力された電気信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換する。

ブザー２８は、上述したように、ＬＥＤ表示部１０における表示と組み合わせて、音でも締め付けの程度を知らせるためのものである。ブザー２８は、例えば、締め付けトルク値が目標トルク値であった場合にブザー音を鳴らして、利用者に目標トルク値で適正に締結されたことを知らせることができる。ブザー２８のブザー音を鳴らす処理の詳細については、後述する。

次に、図５に基づいて、本実施の形態のトルクレンチ１のＬＥＤ表示部１０等により目標トルク値に対する締め付けの程度を知らせる処理を実行するための機能ブロックを説明する。図５は、トルクレンチ１の機能ブロック図である。トルクレンチ１は、信号取得部５１と、トルク算出部５２と、液晶表示制御部５３と、締付率算出部５４と、ＬＥＤ表示制御部５５と、ブザー制御部５６と、を備える。

信号取得部５１は、歪ゲージ４Ａから出力された電気信号を、Ａ／Ｄコンバータ２６等を介してデジタル信号として取得する。

トルク算出部５２は、信号取得部５１が取得した電気信号の大きさと予めメモリ２２に記憶されているトルク値との関係から、トルク値を算出する。

液晶表示制御部５３は、トルク算出部５２が算出したトルク値を締め付けの際にリアルタイムで液晶表示部１２に表示させる処理を行う。

締付率算出部５４は、算出したトルク値が、予め設定した目標トルク値に対して、どの程度の割合かを表す、上述の締付率を算出する。具体的には、例えば、目標トルク値が１００Ｎ・ｍであり、ある時点での締め付けトルク値が２０Ｎ・ｍである場合には、その締付率は２０％となる。なお、上述したように、目標トルク値はメモリ２２に格納されており、締付率算出部５４は、メモリ２２を参照して目標トルク値を取得する。

ＬＥＤ表示制御部５５は、上述した締付率算出部５４によって算出された締付率に応じてＬＥＤ表示部１０にＬＥＤの表示制御を行わせる。具体的には、まず、目標トルク値を示すターゲットとして、例えば、点灯窓１０ａ６に対応する青色ＬＥＤを発光させ、点灯窓１０ａ６においてターゲット表示部として青色の点灯表示を行う。そして、ＬＥＤ表示制御部５５は、締付率算出部５４が算出した締付率に基づいて、所定の点灯窓１０ａに対応する位置の赤色のＬＥＤを点灯させる。締付トルク値が目標トルク値に近づくにつれて、つまり締付率が１００％に近づくにつれて、赤色の点灯表示をターゲットである点灯窓１０ａ６に近づけるように赤色ＬＥＤの発光を切り換えていくことで、目標トルク値に対する締め付けの程度を視覚的に把握できるため、目標トルク値での締め付け操作が容易になる。

さらに、ＬＥＤ表示制御部５５は、締付トルク値が目標トルク値に達した場合に、例えば、ターゲットを示していた青色ＬＥＤを点滅させて、目標トルク値に達したことを知らせることができる。

また、締付トルク値が目標トルク値を超えてしまった場合には、その割合に応じて、点灯窓１０ａ７や１０ａ８に対応する赤色ＬＥＤを点灯させることができる。

なお、トルクレンチによる締め付けは、通常、目標トルク値を含む一定の範囲内で締め付けることができればよいため、本実施の形態のトルクレンチ１の場合も、目標トルク値を含む一定の範囲を合格範囲（目標トルク範囲）とし、締付トルク値が合格範囲内であった場合には、上述の青色ＬＥＤの点滅処理を行うようにすることができる。目標トルク値で締め付けができたとする合格範囲は、要求される締め付けの精度に応じて、任意の範囲で設定することができ、例えば、目標トルク値の前後５％（締付率９５％〜１０５％）としたり、上限値及び下限値を設定（例えば、目標トルク値が１００Ｎ・ｍの場合に、下限値を９５Ｎ・ｍ、上限値を１０５Ｎ・ｍとする等）したりすることができる。

ブザー制御部５６は、ブザー２８の鳴動を制御する。上述したように、例えば、算出された締め付けトルク値が目標トルク値（合格範囲内）に達した場合に、ブザー２８を鳴動させて、音で締め付け状況を利用者に知らせる。さらに、締付トルク値が目標トルク値あるいは上述した合格範囲に接近したことを、目標トルク値に達した場合とは異なるブザー音によって知らせることもできる。また、目標トルク値を超えてしまった場合にもブザー２８を鳴らして、目標トルク値で締め付けできなかったことを知らせることができる。

以上が本実施の形態のトルクレンチ１のＬＥＤ表示部１０の表示制御等を行うための機能ブロックである。

以上説明した本実施の形態のトルクレンチ１によれば、締付トルク値を数値として表示するだけではなく、目標トルク値に対する締付トルク値の割合を、点灯表示される複数の点灯窓１０ａが一列に並んだＬＥＤ表示部１０により表示するため、作業者は、締付操作の際にその時点の締付トルク値が目標トルク値に対してどの程度であるかを、視覚を通じて直感的に把握できる。そのため、オーバートルクの締め付けなどが低減され、容易に締結部材を目標トルク値で締め付けることができる。

また、赤色ＬＥＤを点灯表示させる際に、本実施の形態のトルクレンチ１では、締付率が２０％を超えて初めて点灯窓１０ａ１の赤色ＬＥＤを点灯させるようにしている。これにより、赤色ＬＥＤが全く点灯していない状態から、１つ点灯した状態へと変化するため、締め付ける力が加わわりはじめたことを、はっきりと確認することができる。これに対して、０トルクからほとんど力を加えていない状態（例えば、締付率２０％未満）であっても、赤色ＬＥＤを点灯させていると、力を加えていってターゲット側の赤色ＬＥＤに点灯表示が１つ切り換わっても、赤色の点灯表示が移動したことをはっきりと確認できるとは限らず、締め付ける力が加わり始めたことを明確に認識することは難しい。

そして、本実施の形態のトルクレンチ１は、目標トルク値（合格範囲）を示すターゲットを表示していることにより、締付率に応じて発光が切り換えられる赤色ＬＥＤの光とターゲットの光との位置関係を見ながら締め付けができるため、締め付けの力の掛け具合を調整しやすくなる。つまり、作業者は、赤色ＬＥＤの発光が切り替わっていくタイミングと、力の掛け具合とを勘案して、赤色ＬＥＤがターゲットの位置に到達するタイミングを予測しながら締め付けることができ、目標トルクでの締め付けが行える。

ここで、点灯窓１０ａは、全部で８個の表示窓部１０ａ１〜１０ａ８をトルクレンチの長手方向に沿って横一列に連設（本実施形態ではヘッド２側から後端に向けて順に第１表示窓部１０ａ１、第２表示窓部１０ａ２、・・・・第７表示窓１０ａ７、第８表示窓１０ａ８）しており、第６表示窓部１０ａ６をターゲット表示部として青色表示を行わせているが、ターゲット表示部は第５または第７表示窓部等であっても良い。

本実施形態において、第１表示窓部１０ａ１（予測開始表示部）が赤色に点灯するのは、作業者が締め付けの意思があると判断される締付率２０％としており、ターゲット表示部である第６表示窓部１０ａ６までは、タイミング予測表示部として、第２表示窓部１０ａ２〜第５表示窓部１０ａ５までの４つの表示窓部が存在している。締め付けを開始し始めた状態では、ボルト等を締め付けるに従ってトルクレンチに加える力が増すが、操作速度と操作力との関係がまだつかめきれていない状態の場合には、次の第２表示窓部１０ａ２に点灯が切り替わるタイミングと、作業者自身が予測するタイミングとにずれが生じる。そこで、第１表示窓部１０ａ１から第２表示窓部１０ａ２に実際に点灯表示が切り替わったタイミングを参考にして次に第２表示窓部１０ａ２から第３表示窓部１０ａ３への点灯表示の切り替えタイミングを予測しながら締付作業が行えることになる。このように２回程度の切り替わりタイミング予測区間を設定することで、作業者に切り替わりタイミングの予測の学習効果が表れるので、さらに、第３表示窓部１０ａ３から第４の表示窓部１０ａ４に点灯が切り替わる切り替わりタイミングが作業者の略予測通りになり、このままの操作速度と操作力の掛け具合を維持すれば、第４表示窓部１０ａ４から第５の表示窓部１０ａ５の点灯表示の切り替わりタイミングが作業者の予測と一致し、次にこの切り替わりタイミングで締め付け操作を停止すれば、目標値である設定トルク値での締め付けが行われる。この場合、第５の表示窓部１０ａ５からターゲット表示部である第６表示窓部１０ａ６に表示が切り替わったタイミングと作業者自身が締め付けを停止したタイミングとに差がなければ設定トルク値での締め付けが行われたことになる。

すなわち、本実施形態において、８個の表示窓部１０ａ１〜１０ａ８をトルクレンチの長手方向に沿って横一列に連設した構成は目盛表示とするものではなく、設定トルク値に到達するタイミングを予測させるためのものである。

また、ＬＥＤ表示部１０の表示は、目標トルク値に対する締付トルク値の比率に基づいて行うため、目標トルク値や合格範囲を変更しても、同様に締め付けの程度を示すことができる。

また、締付率に対応した赤色の点灯表示がターゲットである青色の点灯表示に重なった位置で締め付けを完了することで、締め付け目標の合格範囲で締め付けが行えたことをはっきりと確認することができ、所望のトルクで適正に締め付けが行えたか否かを確実に判断することができる。

さらに、暗いところで作業している場合にも、目標トルク値を示すターゲットの点灯表示と締付率を示す点灯表示をはっきりと視認できるため、液晶表示部１２によるトルク値が視認できなくても目標トルク値での締め付けが可能である。

次に、図６及び図７に基づいて、本実施の形態のトルクレンチ１のＬＥＤ表示部１０による、ＬＥＤ表示部１０の表示制御処理の流れを説明する。図６は、ＬＥＤ表示部１０の表示制御処理の流れを示すフローチャートである。図７は、締付トルクに応じてブザーを鳴らす処理の流れを説明するフローチャートである。図８は、トルクレンチ１で締め付けを行った場合におけるＬＥＤ表示部１０の点灯表示を示す模式図である。

なお、以下の処理の流れの説明においては、目標トルク値を１００Ｎ・ｍ、合格範囲を締付率で９５％〜１０５％（トルク値では９５Ｎ・ｍ〜１０５Ｎ・ｍ）とした場合を例として説明するが、上述したように目標トルク値や合格範囲は任意に設定することができ、この数値及び数値範囲に限られるものではない。また、ＬＥＤ表示制御部５５は、トルクレンチ１による締付トルクの測定を開始する際に予め、目標トルク（合格範囲）を示すターゲットとして、点灯窓１０ａ６に対応する青色ＬＥＤを点灯させる処理を行う（図８（ａ）参照）。

まず、ＬＥＤ表示部１０の表示制御処理の流れを説明する。

ステップ１０１（図６において、Ｓ１０１と示す。以下同じ。）において、信号取得部５１が歪ゲージ４Ａからの電気信号を取得すると、トルク算出部５２がトルク値を算出する。

ステップ１０２において、液晶表示制御部５３が、トルク算出部５２が算出したトルク値を液晶表示部１２に表示させる処理を行う。

ステップ１０３において、締付率算出部５４が、算出されたトルク値の目標トルク値に対する割合である締付率を算出する。この締付率に基づいてブザー２８を鳴らす処理の流れは、図７のフローチャートで説明する。

ステップ１０４において、ＬＥＤ表示制御部５５が、算出された締付率が目標トルク値である１００Ｎ・ｍの２０％未満であるか否かを判定する。

締付率が２０％未満であった場合にはいずれの点灯窓１０ａの赤色ＬＥＤの点灯も行わず、次の電気信号について、ステップ１０１からの処理を繰り返す。

ステップ１０４における判定で、締付率が２０％以上であった場合には、ステップ１０５において、ＬＥＤ表示制御部５５が、締付率が２０％以上９５％未満であるか否かの判定を行う。締付率が２０％以上９５％未満であった場合には、ステップ１０６において、ＬＥＤ表示制御部５５が、締付率に応じて対応する点灯窓１０ａ１〜１０ａ５の赤色ＬＥＤを点灯させる。例えば、本実施形態では、締付率が２０％以上３５％未満の場合には点灯窓１０ａ１（図８（ｂ）参照）に、３５％以上５０％未満の場合には点灯窓１０ａ２に、５０％以上６５％未満の場合には点灯窓１０ａ３（図８（ｃ）参照）に、６５％以上８０％未満の場合には点灯窓１０ａ４に、８０％以上９５％未満の場合には点灯窓１０ａ５（図８（ｄ）参照）に、それぞれに対応する赤色ＬＥＤを点灯させる処理を行う。

ステップ１０５における判定で、締付率が９５％以上であった場合には、ステップ１０７において、ＬＥＤ表示制御部５５が、締付率が合格範囲であるか否か、つまり、本実施の形態では、締付率が９５％〜１０５％であるか否かの判定を行う。締付率が９５％〜１０５％であった場合には、ステップ１０８において、点灯窓１０ａ６に対応する青色ＬＥＤを点滅させる処理を行う（図８（ｅ）参照）。この場合には、作業者は、目標トルク値を含む合格範囲内での適正なトルクで締め付けを行うことができたことを確認することができる。

一方、ステップ１０７における判定で、１０５％を超えていた場合には、オーバートルクであり、ステップ１０９において、ＬＥＤ表示制御部５５は、ターゲットの青色ＬＥＤを消灯させるともに、締付トルクに応じて、点灯窓１０ａ７又は１０ａ８の赤色ＬＥＤを点灯させる処理を行う（図８（ｆ）参照）。例えば、図８（ｆ）に示すように、締付トルク値が１１０Ｎ・ｍとなってしまった場合には、締付率は１１０％で、合格範囲の９５〜１０５％を超えてしまっているため、ＬＥＤ表示制御部５５は、ターゲットである１０ａ６の青色ＬＥＤを消灯し、ターゲットより右側の点灯窓１０ａ７に対応する赤色ＬＥＤを点灯表示させる。

以上の処理を、信号取得部５１がＡ／Ｄコンバータ２６から取得する電気信号ごとに繰り返して実行することにより、締め付け操作の際に、締め付ける力が大きくなるにつれて、赤色の点灯表示がターゲットに近づいていくように赤色ＬＥＤの発光を切り換えていくことができる。なお、締付が完了した場合には、操作入力部１４を操作して、ＬＥＤ表示部１０の表示及び液晶表示部１２の表示をリセットすることができる（図８（ｇ）参照）。

以上の処理により、締め付け操作の際に、その時点での締付トルク値の目標トルクに対する程度、つまり、現在の操作速度、操作力の掛け具合を維持した場合、あとどのくらいのタイミング（時間）で目標トルクに達するかの予測表示を行うことができ、この表示により容易に目標トルクで締め付けを行うことができる。

次に、図７に基づいて、ブザー２８を鳴らす処理の流れについて説明する。

図６のフローチャートのステップ１０３における締付率算出部５４の処理に続いて、ステップ２０１（図７において、Ｓ２０１と示す。以下同じ。）において、ブザー制御部５６は、締付率算出部５４が算出した締付率が、目標トルク値の８０％以上９５％未満であるか否かを判定する。締付率がこの範囲内であった場合には、ブザー制御部５６は、利用者に締付トルクが合格範囲に接近していることを知らせるために、ブザー２８を断続的に鳴らす処理を行う（ステップ２０２）。

ステップ２０１において、締付率が８０％未満であった場合は、ステップ２０１の判定を繰り返す。

ステップ２０３において、ブザー制御部５６は、締付率が合格範囲である９５％以上１０５％以下であるか否かを判定する。締付率が合格範囲内であった場合には、ブザー制御部５６は、締付トルク値が合格範囲内であったことを知らせるために、断続音から切り換えて、連続音を出すようにブザー２８を制御する（ステップ２０４）。

ステップ２０３において、締付率が合格範囲ではなかった場合には、ステップ２０２にもどり、締付率が合格範囲に達するまでブザー２８を断続的に鳴らす処理を行う。

ステップ２０５において、ブザー制御部５６は、締付率が合格範囲を超えたか否かを判定する。締付率が合格範囲を超えた場合には、ブザー制御部５６は、締付トルク値がオーバートルクであることを知らせるために、ブザー２８を断続的に鳴らすよう制御する（ステップ２０６）。

ステップ２０５において、締付率が合格範囲を超えていなかった場合には、ステップ２０４に戻り、ブザー２８を連続的に鳴らす処理を続ける。

なお、ステップ２０４の処理により連続音が鳴っている間、及び、ステップ２０２、ステップ２０６の処理により断続音が鳴っている間に、操作入力部１４の操作などにより、トルク測定をリセットする操作が行われた場合には、ブザー制御部５６は、ブザー２８の鳴動を停止させる。

以上が、締付率に応じてブザー２８を鳴らす処理の流れである。このような処理により、実際の締め付け操作においては、締付トルク値が上昇して合格範囲に近づくと、断続的なブザー音が鳴り、更に締め付けて合格範囲に到達すると、連続音が鳴ることになる。そして、締付トルクが合格範囲を超えてオーバートルクになった場合には、断続的なブザー音が鳴る。従って、ＬＥＤの点灯表示によって視覚的に締付の程度を知らせることに加えて、音によっても締付の程度を知らせることができ、目標トルクでの締め付けがより容易になる。

なお、上述した合格範囲（締付率で９５％〜１０５％）や、断続的にブザーを鳴らす範囲（８０％〜９５％）等は、すべて本実施の形態を説明するための例示であり、この数値に限定されるものではなく、トルクレンチ１の利用者が任意に設定することができるものである。

また、ブザー２８の鳴り方はこれに限られるものではなく、締付トルク値が、合格範囲に近づいたこと、合格範囲内に到達したこと、オーバートルクになったことなどが、互いに異なる鳴り方で区別して知らせることができれば、どのような鳴り方でもよい。

さらに、目標トルク値の高低等に応じて、ブザー２８を鳴らすタイミングを任意のタイミングに調整することもできる。例えば、目標トルク値が低いトルク値であるために、締め付け操作を開始してから目標トルク値にすぐに到達してしまうような場合には、断続音の鳴るタイミングを上述した締付率（８０％）よりも低い段階から鳴らすことができる。これにより、目標トルク値にすぐに到達してしまうような場合も、合格範囲に対応する点灯窓の１つ手前の点灯窓（上述の実施形態では点灯窓１０ａ５）において赤色ＬＥＤが点灯するタイミングよりも早くブザー２８を鳴らして、締付トルクが合格範囲に近づいていることをＬＥＤ表示部１０の表示タイミングよりも早めに知らせることができ、オーバートルクを効果的に防ぐことができる。

また、本実施の形態では、ブザー制御部５６が締付率が所定範囲であるか否かを判断し、ブザーを鳴動させる処理を行っているが、これに限られず、ＬＥＤ表示制御部５５がＬＥＤの発光制御と共に、ブザーの鳴動制御を行っても良い。例えば、ＬＥＤ表示制御部５５が、締付率が８０％〜９５％であると判定した場合に、ブザー２８を断続音を出すように制御し、締付率が合格範囲であると判定した場合に、ブザー２８を連続音を出すように制御し、合格範囲を超えた場合に、ブザー２８をオーバートルクを示す断続音を出すように制御することができる。

なお、以上説明した機能及び処理は、メモリ２２に格納されているＬＥＤ表示部１０の表示制御及びブザー２８を鳴らす処理を行うプログラムをＣＰＵ２０に実行させることにより実現されるものである。

以上説明したように、本実施の形態のトルクレンチ１によれば、締付トルク値を数値として表示するだけではなく、目標トルク値に対する締付トルク値の割合を、ゲージ状のＬＥＤ表示部１０により表示するため、作業者は、締付操作の際にその時点の締付トルク値が目標トルク値に対してどの程度であるかを、視覚を通じて直感的に把握できる。特に、目標トルク値を示すターゲットを点灯表示しているため、作業者は、締め付けの割合に対応する赤色の点灯表示がターゲットに近づいていくスピードなどを確認して、ターゲットに到達するタイミングを予測することが可能であり、その予測に応じて締め付ける力を調整することができる。そのため、オーバートルクの締め付けなどが防止され、確実に締結部材を目標トルク値（合格範囲）で締め付けることができる。また、このＬＥＤ表示部１０と組み合わせて、ブザー２８を鳴らすことにより視覚だけでなく、音によっても締め付けの程度を把握することができ、目標トルク値での締め付けが可能である。

なお、以上説明した本実施の形態のトルクレンチ１は、ＬＥＤ表示部１０による表示に加えて、液晶表示部１２に締付トルク値を表示し、ブザー２８を鳴らして締め付けの程度を知らせるものであるとして説明したが、これに限られるものではなく、ＬＥＤ表示部１０による表示だけで締め付けの程度を知らせるようにしてもよい。また、ＬＥＤ表示部１０と液晶表示部１２の組み合わせ、又はＬＥＤ表示部１０とブザー２８の組み合わせとすることもできる。

また、本実施の形態のトルクレンチ１においては、トルクを検出するセンサとして、ひずみゲージ４Ａを取り付けた起歪体部４を備えるとして説明したが、これに限られるものではなく、締付動作に応じて電気信号を出力し、その信号に基づいてトルク値を算出することが可能なセンサであればどのようなものでも用いることができる。

また、本実施の形態のトルクレンチ１においては、合格範囲を示す点灯窓を１０ａ６とし、その点灯窓１０ａ６に対応する青色ＬＥＤを点灯／点滅させるとして説明したが、これに限られるものではなく、任意の窓を合格範囲を示す点灯窓として設定することができる。また、複数の点灯窓を合格範囲に対応させてもよい。例えば、１０ａ５〜１０ａ７の３つを合格範囲の点灯窓とすることができる。この場合には、締め付け操作の際に、１０ａ５〜１０ａ７に対応する青色ＬＥＤを点灯させておく。このような点灯表示は、合格範囲が比較的広い場合に好適である。

また、本実施の形態のトルクレンチ１においては、ＬＥＤ表示部１０のＬＥＤは、各点灯窓１０ａに対応する位置に赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤが並列して配置されるものとして説明したが、これに限られるものではなく、合格範囲に対応する点灯窓に配置されるＬＥＤを青色ＬＥＤとし、それ以外の点灯窓のＬＥＤを赤色ＬＥＤとしてもよい。

また、本実施形態においては、ＬＥＤ表示部１０の点灯窓１０ａを直線的に一列に形成し、各ＬＥＤを各点灯窓に対応する位置に直線的に配列したものとして説明したが、これに限られるものではなく、点灯表示が連続しており、締付率の増減が認識できるような配置であればよい。例えば、点灯表示が曲線状であったり、円形状になっていてもよい。

また、上述した実施形態におけるトルクレンチ１において上述した各動作を実行させるプログラムを、ＬＥＤ表示部１０の表示処理プログラムやブザー２８の鳴動処理プログラムとして提供することができる。上述した実施の形態では、発明を実施する機能を実現するための当該プログラムが、装置内部に設けられたメモリに予め記録されている場合を例示したが、これに限らず同様のプログラムをネットワークから装置にダウンロードしても良いし、同様のプログラムをコンピュータ読取可能な記録媒体に記憶させたものを装置にインストールしてもよい。記録媒体としては、プログラムを記憶でき、かつコンピュータが読み取り可能な記録媒体であれば、その形態は何れの形態であっても良い。

具体的に、記録媒体としては、例えば、ＲＯＭやＲＡＭ等のコンピュータに内部実装される内部記憶装置、ＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスク、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード等の可搬型記憶媒体、コンピュータプログラムを保持するデータベース、あるいは、他のコンピュータ並びにそのデータベースや、回線上の伝送媒体などが挙げられる。またこのように予めインストールやダウンロードにより得る機能は装置内部のＯＳ（オペレーティング・システム）等と共働してその機能を実現させるものであってもよい。

また、本実施の形態においては、トルク工具の例としてトルクレンチについて説明したがこれに限られるものではなく、トルクドライバーなどのその他のトルク工具についても適用することができることはいうまでもない。

１ トルクレンチ
２ 軸部
４ 起歪体部
４Ａ 歪ゲージ
６ ケース
８ グリップ部
１０ ＬＥＤ表示部
１２ 液晶表示部
１４ 操作入力部
２０ ＣＰＵ
２２ メモリ
２８ ブザー

Claims (3)

1. 締付対象物を締め付ける力に応じた電気信号を出力するセンサ部と、
   前記電気信号に基づいて締付トルク値を算出するトルク算出部と、
   締め付けがされていない状態から、予め設定された締め付けしようとする目標トルク値に対する前記締付トルク値の割合が所定の割合に達した場合に点灯する予測開始表示部と、
   締付の際に少なくとも前記目標トルク値を含む目標トルク範囲に対応する点灯表示を行うターゲット表示部と、
   前記予測開始表示部と前記ターゲット表示部との間に連続して配置される複数の表示部を備え、前記所定の割合よりも大きく前記目標トルク範囲よりも小さい範囲における、前記目標トルク値に対する前記締付トルク値の割合に応じて対応する前記表示部の点灯表示を行うタイミング予測表示部と、
   を備えることを特徴とするトルク工具。
2. 請求項１に記載のトルク工具において、
   前記ターゲット表示部は、前記締付トルク値が前記目標トルク範囲に達した場合に、点滅表示することを特徴とするトルク工具。
3. 請求項１または２に記載のトルク工具において、
   前記目標トルク値に対する前記締付トルク値の割合に応じて音を鳴らす報知部をさらに備えることを特徴とするトルク工具。
   

Images