KR20060049924A

KR20060049924A - 체결 토크 측정 유니트 및 토크 표시 체결기

Info

Publication number: KR20060049924A
Application number: KR1020050061197A
Authority: KR
Inventors: 다츠오 히라이; 야스노부 가네야마
Original assignee: 마에다긴조쿠 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2004-07-08
Filing date: 2005-07-07
Publication date: 2006-05-19
Anticipated expiration: 2025-07-07
Also published as: TW200609501A; KR101185306B1; HK1085691A1; DE602005013612D1; CA2511745C; JP3975299B2; EP1614506A1; CA2511745A1; US7275450B2; CN1718373A; JP2006021272A; TWI391643B; US20060005637A1; CN1718373B; EP1614506B1

Abstract

체결 토크 측정 유니트(4)는, 체결기 본체(1)의 제 1 출력축(12)에 접속가능한 내축(31)과, 제 2 출력축(13)에 접속가능한 외축(32)을 가지며, 내축(31)에는 체결용 소켓(21), 외축(32)에는 반력 지지부(22)가 설치되어 있으며, 외축(32)에 변형 게이지(47), 변형 게이지가 검출하는 변형량을 대응하는 체결 토크를 표시하는 표시부(5)를 구비한다. 체결 토크 측정 유니트(4)에 반력 지지부(22)를 장착할 수 있으므로, 체결 반력이 반력 지지부(22)를 넘어뜨리도록 작용하는 것을 억제하고, 너트의 축심의 연장상에, 체결기 본체(1), 체결 토크 측정구(9), 체결용 소켓(21)의 축심을 일직선상으로 정렬하여, 바르게 체결 토크를 측정할 수 있다.

Description

체결 토크 측정 유니트 및 토크 표시 체결기{Fastening Torque Measurement Unit and Torque Display Fastener}

도 1은 체결 토크 측정 유니트의 분해 정면도.

도 2는 동상의 단면도.

도 3은 체결기 본체에 체결 토크 측정 유니트를 세트한 단면도.

도 4는 체결 토크 측정 유니트 본체의 분해 사시도.

도 5는 체결 토크 측정 유니트 본체의 단면도.

도 6은 도 5의 A-A선에 따른 단면도.

도 7은 회로기판상의 표시부 및 누름단추 스위치의 단면도.

도 8은 제 2 실시예의 체결 토크 측정 유니트의 분해 정면도.

도 9는 동상의 단면도.

도 10은 체결기 본체에 체결 토크 측정 유니트를 세트한 단면도.

도 11은 제 3 실시예의 체결 토크 측정 유니트의 분해 정면도.

도 12는 동상의 단면도.

도 13은 체결기 본체에 체결 토크 측정 유니트를 접속한 단면도.

도 14는 제 4 실시예의 체결 토크 측정 유니트를 체결기 본체로부터 분리한상태의 정면도.

도 15는 동상의 단면도.

도 16은 체결기 본체에 체결 토크 측정 유니트를 세트한 상태의 단면도.

도 17은 제 5 실시예의 체결 토크 측정 유니트를 체결기 본체로부터 분리한 상태의 정면도.

도 18은 동상의 단면도.

도 19는 체결기 본체에 소켓 유니트를 직접 접속한 상태의 단면도.

도 20은 조작 플로우차트의 전반을 도시한 도면.

도 21은 조작 플로우차트의 후반을 도시한 도면.

도 22는 체결 토크와 부하전류와 변형량의 관계를 도시한 도면.

도 23은 다른 실시예의 토크 표시 체결기의 요부 단면도.

도 24는 종래예의 체결 토크 측정구의 사용 설명도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 체결기 본체 2 : 소켓 유니트

3 : 유니트 본체 4 : 체결 토크 측정 유니트

12 : 제 1 출력축 13 : 제 2 출력축

18 : 풀림방지 볼트 22 : 반력 지지부

23 : 통 부재 32 : 외축

41 : 블럭 42 : 원주홈

47 : 변형 게이지 49 : 케이스

본 발명은, 볼트 또는 너트 체결기의 체결 토크를 측정하는 유니트 및 토크 표시가 가능한 체결기에 관한 것이다.

종래의 볼트 또는 너트의 체결기의 체결 토크의 조정과 확인은, 체결기 본체에 구비된 토크 조정 다이얼(도 24의 도면 부호(1O) 참조)과, 사람 손에 의한 토크 렌치의 체결에 의해 행하였다.

구체적으로는, 우선 토크 조정 다이얼(10)을 소정의 체결 토크값보다 약간 낮게 되도록 세트하여 볼트 또는 너트(이하, 대표하여「너트」라고 부른다)의 체결을 실시하였다.

이것은, 도 22의 X도에 도시한 체결기의 체결 토크와, Y도에 도시한 체결기의 부하전류가 비례에 가까운 관계에 있다는 것을 이용하여, 토크 조정 다이얼(10)에 의해 목표가 되는 토크값을 설정하는 것이다. 부하전류가 목표치에 도달하면 체결기의 모터는 정지한다. 이때, 실제의 체결 토크는, 체결기 본체가 내장하는 감속기의 기어 효율 등에 의해 조정 다이얼로 세트한 값과는 차가 생긴다.

그래서 작업자가, 토크 표시기가 부착된 토크 렌치로 너트를 죄어, 실제의 체결 토크를 확인하였다.

상기 토크 조정 다이얼(10)의 조작, 체결기에 의한 너트의 체결, 토크 렌치에 의한 체결을 몇 번 반복하여, 체결기의 실제의 체결 토크값이 원하는 토크값이 되도록 토크 조정 다이얼(10)을 설정한다.

교량 등, 대형 철골구조물에서는, 사용하는 너트가 대형이고, 수동으로 토크 렌치를 체결조작하는 것은 큰 노력의 부담이다. 또, 높은 곳에서 발디딤이 나쁜 등, 토크 렌치를 사용하기 어려운 작업환경이므로, 안전면에서도 문제가 많았다.

그래서, 도 24에 도시한 바와 같이, 체결기 본체(1)에 장착하여 사용하는 체결 토크 측정구(9)가 제안되어 있다.

이것은, 도 22의 X도의 체결 토크와 Z도에 도시한 체결기의 변형량이, 대략 비례관계에 있다는 것을 이용한 것이다.

체결기 본체(1)는, 서로 역방향으로 회전하는 제 1 출력축(12)과 제 2 출력축(13)을 동일축상에 갖고 있으며, 통상의 체결작업을 행하기 위해서는, 제 1 출력축(12)에 체결용 소켓(21), 제 2 출력축(13)에 반력 지지부(22)를 장착하고, 너트(N)에 체결용 소켓(21)을 결합하여, 반력 지지부(22)를 너트(N) 근방의 다른 너트 등의 돌출물(도시하지 않음)에 대고 체결을 행한다.

체결 토크 측정구(9)는, 체결기 본체(1)의 제 1 출력축(12)과 체결용 소켓(21) 사이에 연결하여 사용한다. 체결 토크 측정구(9)는, 중실축부(91)의 기단에 체결기 본체(1)의 제 1 출력축(12)의 각축부(角軸部)(12a)가 끼워지는 각(角)구멍(92)을 갖고, 선단에 체결용 소켓(21)의 기단에 끼워 맞춰지는 각축(角軸)(93)을 갖고 있다.

체결 토크 측정구(9)의 중앙축부(91)의 표면에 변형 게이지(47)를 부착하고, 이 축부(91)의 주위에, 회로기판, 토크 표시부 및 배터리(모두 도시하지 않음)를 구비하고 있다.

체결 토크 측정구(9)를 세트한 체결기의 토크 조정과 확인은, 우선 상기와 동일하게 하여, 체결기 본체(1)에 구비한 토크 조정 다이얼(10)을, 소정의 토크값보다 약간 낮게 되도록 설정한다.

체결기 본체(1)의 제 2 출력축(13)에 반력 지지부(22)를 장착하고, 체결용 소켓(21)을 너트(N)에 걸어 맞춤하여, 반력 지지부(22)를 이 너트 근방의 돌출물에 대고, 너트(N)를 체결한다.

체결기의 모터에 흐르는 전류값이 소정값에 달하면 모터가 정지하고, 이때의 체결 토크 측정구(9)의 축부(91)의 변형량에 따른 체결 토크가 표시부에 표시된다.

상기 토크 조정 다이얼(10)의 조작, 너트의 체결을 몇 번 반복하여, 체결기의 표시부에 나타나는 실제 체결 토크 값이 소정의 토크값이 되도록, 토크 조정 다이얼(10)을 설정한다.

이와 같이, 표시부에 나타나는 실제 체결 토크값을 보고 토크 조정 다이얼을 조작함으로써, 원하는 토크값을 설정할 수 있으므로, 작업자는, 토크 렌치에 의한 체결을 하여, 체결 토크를 측정할 필요가 없다.

따라서, 토크 렌치에 의한 체결 작업의 노력부담, 위험성 등의 문제는 모두 해소된다.

상기 체결 토크 측정구(9)는 1축식(式)이고, 반력 지지부(22)는 체결기 본체(1)의 제 2 출력축(13)에 장착해야만 한다.

체결기 본체(1)의 제 1 출력축(12)에 직접 체결용 소켓(21)을 장착하는 경우는, 반력 지지부(22)의 반력 지지부 암(20)은, 체결용 소켓(21)의 길이만큼, 이 소 켓의 축심을 따르는 방향으로 길게 하면 된다.

그러나, 체결기 본체(1)와 체결용 소켓(21) 사이에, 체결 토크 측정구(9)를 개재시키면, 반력 지지부 암(20a)은, 또한 체결 토크 측정구(9)의 길이만큼 길게 해야 한다. 그러면, 체결 반력이 작용하는 체결기 본체(1)의 제 2 출력축(13)과, 실제로 체결 반력을 받는 상대 부재에 해당하는 반력 지지부 암(20a)의 선단과의 거리가 길게 된다. 이 경우, 반력 지지부 암(20a)에 작용하는 반력은, 암을 넘어뜨리도록 크게 작용한다. 따라서, 너트 체결 시에 너트의 축심의 연장상에서 일직선상으로 정렬해야 할, 체결기 본체(1), 체결 토크 측정구(9), 체결용 소켓(21)의 축심이 안정되지 않고, 너트의 축심에 대해 기울어진 상태에서의 체결 토크, 즉, 정확하지 않은 토크값이 표시될 우려가 있었다.

체결기 본체(1)의 토크 조정을 종료하면, 체결 토크 측정구(9)를 분리하고, 체결기 본체(1)에 직접 체결용 소켓(21)을 접속하여 체결 작업을 하는 것이 일반적이다. 이 경우, 반력 지지부(22)도 암 길이가 짧은 것으로 교환해야 한다. 또한 암의 길이의 차이에 따라 토크의 전달효율도 변화된다. 즉, 체결 토크 측정구(9)를 세트한 경우와, 분리한 경우는, 체결 토크의 값에 차가 발생한다.

본 발명은, 체결기 본체에 토크 측정 유니트를 세트 했을 때와, 분리 했을 때의 체결 토크 값에 차를 가급적 발생시키지 않는 토크 측정 유니트 및 토크 표시 체결기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 체결 토크 측정 유니트(4)는, 체결기 본체(1)의 제 1 출력축(12)에 접속가능한 내축(31)과, 제 2 출력축(13)에 접속가능한 외축(32)을 갖고, 내축(31)의 선단에는 체결용 소켓(21), 외축(32)의 선단에는 반력 지지부(22)가 설치되어 있으며, 외축(32)상에 변형 게이지(47)를 구비하여, 변형 게이지의 변형량에 대응하는 체결 토크량으로 변환하는 회로기판(7) 및 체결 토크량을 표시하는 표시부(5)를 구비한다.

체결 토크 측정 유니트(4)의 표시부(5)에 체결 토크가 표시되므로, 토크 표시기가 부착된 토크 렌치로 죄어 토크를 측정하는 작업은 불필요하게 된다.

체결 토크 측정 유니트(4)에 반력 지지부(22)를 설치했으므로, 체결기 본체(1)에 반력 지지부(22)를 장착하는 경우에 비해, 반력 지지부(22)의 반력 지지부 암(20)의 길이를 짧게 할 수 있다. 이 때문에, 체결 반력이 반력 지지부를 넘어뜨리도록 작용하는 것을 억제하고, 너트의 축심의 연장상에, 체결기 본체(1), 체결 토크 측정구(9), 체결용 소켓(21)의 축심을 일직선상으로 정렬하여, 바르게 체결 토크를 측정할 수 있다.

체결 토크 측정 유니트(4)를, 체결기 본체(1)에 착탈 가능하게 장착하면, 체결기 본체(1)의 체결 토크를 바르게 설정한 후에는, 체결기 본체(1)로부터 체결 토크 측정 유니트(4)를 분리해내어, 체결기 본체(1)에 직접 체결용 소켓(21)과 반력 지지부(22)를 장착할 수 있다. 즉, 체결기를 체결 토크 측정 유니트(4) 분량만큼 경량화하여, 체결 작업을 행할 수 있다.

체결 토크 측정 유니트(4)를 체결기 본체(1)에 착탈하는 것을 전제로 하지 않고, 이 체결 토크 측정 유니트(4)의 토크 측정기능을 체결기에 구비하게 하면, 체결 토크 측정 유니트(4)를 탈착하는 수고를 할 필요없이, 상시 체결 토크를 확인하면서 체결 작업을 할 수 있다.

이하, 도면에 도시한 실시예를 참조하면서, 본 발명을 구체적으로 설명한다.

제 1 실시예 (도 1 내지 도 7)

도 1, 도 2는, 체결기 본체(1)로부터 체결 토크 측정 유니트(4)를 분리하고, 또한, 체결 토크 측정 유니트(4)를 유니트 본체(3)와 소켓 유니트(2)로 분리한 상태를 도시한다. 도 3은, 체결기 본체(1)에 체결 토크 측정 유니트(4)를 세트한 상태를 도시한다.

체결기 본체(1)의 선단에는, 내측에 통 형상의 제 1 출력축(12), 외측에 통 형상의 제 2 출력축(13)이 동일축상에 배치된다. 제 1 출력축(12)과 제 2 출력축(13)은, 서로 역방향으로 회전하도록 유성기어 감속기구(11)에 연계되어 있다.

유성기어 감속기구(11)는 체결기 본체(1)에 내장된 모터(도시하지 않음)에 의해 작동한다.

체결기 본체(1)는, 체결 토크를 조정하는 토크 조정 다이얼(도 24의 도면부호(10)참조)을 구비한다. 이 다이얼은, 모터에 흐르는 전류값과 체결 토크가 비례에 가까운 관계가 있다는 점을 이용하여, 체결 토크를 조정하는 것이다.

상기 제 1 출력축(12)의 내면에는, 축심에 따른 방향으로 연장되는 볼록부(15)와 오목부(16)가 원주방향으로 교대로 형성되어 있다.

제 2 출력축(13)은 제 1 출력축(12)보다 약간 바깥쪽까지 연장되어 있으며, 선단 가장자리에 등간격으로 복수의 돌기(17)가 돌출설치되어 있다. 제 2 출력축(13)의 선단부에는, 체결 토크 측정 유니트(4)에 대한 풀림방지 볼트(18)가 나사결합되어 있다.

체결 토크 측정 유니트(4)는, 유니트 본체(3)와 소켓 유니트(2)에 의해 구성된다.

통상의 체결 작업에서는, 소켓 유니트(2)를 직접 체결기 본체(1)에 접속하여 사용한다.

소켓 유니트(2)는, 체결용 소켓(21)과 반력 지지부(22)로 이루어진다.

반력 지지부(22)는, 선단측이 확대된 통 부재(23)의 확대부 외주에, 통 부재(23)의 축심과 직교하도록 반력 지지부 암(20)을 돌출 설치하여 형성된다.

반력 지지부(22)의 통 부재(23)에는, 기단부에 상기 체결기 본체(1)의 풀림방지 볼트(18)의 선단이 삽입 가능한 원주홈(29)이 형성되어 있다.

반력 지지부(22)에는 원주홈(29)보다 약간 선단측에 원주벽(27)이 형성되고, 이 원주벽(27)에는, 상기 체결기 본체(1)의 제 2 출력축(13)상의 돌기(17)가 끼워맞춤 가능한 절결부(28)가 형성되어 있다.

체결용 소켓(21)은, 반력 지지부(22)의 통 부재(23) 내에 회전 가능하게 수용된 통축부(21a)의 선단을 확대하여, 확대부에 너트 결합 구멍(24)이 형성된다.

체결용 소켓(21)의 통축부(21a)의 기단은, 반력 지지부(22)의 통부재(23)로부터 돌출되어 있으며, 돌출부의 외주면에 체결용 소켓(21)의 축방향으로 연장되는 오목부(26)와 볼록부(25)가, 원주방향으로 교대로 형성되어 있다. 이 오목부(26)와 볼록부(25)는, 상기 체결기 본체(1)의 제 1 출력축(12) 내면의 볼록부(15)와 오목부(16)에 끼워 맞춤 가능하다.

반력 지지부(22)의 통 부재(23) 선단의 내면에 설치한 스냅링(22a)을 분리하면, 반력 지지부(22)에 대해, 체결용 소켓(21)을 전방으로 빼낼 수 있다. 따라서 너트 결합 구멍(24)의 사이즈가 다른 체결용 소켓으로 교환 가능하다.

유니트 본체(3)는 통형상 내축(31)과, 이 내축(31)을 회전 가능하도록 동일축에 수용한 통형상 외축(32)을 갖고 있다.

내축(31)의 기단은 외축(32)의 기단으로부터 돌출되어 있으며, 돌출부 외주면에 축방향으로 연장되는 오목부(36)와 볼록부(35)가 원주방향으로 교대로 형성되어 있다. 이 오목부(36)와 볼록부(35)는, 상기 체결기 본체(1)의 제 1 출력축(12) 내면의 볼록부(15)와 오목부(16)에 끼워 맞춤 가능하다.

외축(32)의 기단 외주에, 상기 체결기 본체(1)의 풀림방지 볼트(18)의 선단이 끼워지는 원주홈(38)이 형성되고, 이 원주홈(38)보다 선단측의 두께부에는, 체결기 본체(1)의 제 2 출력축(13)상의 돌기(17)가 끼워 맞춤되는 절결부(37)가 형성되어 있다.

외축(32)의 선단은, 상기 반력 지지부(22)의 통 부재(23)의 기단에 끼워 맞춤되는 크기로 형성되고, 선단부에는 이 통 부재(23)상의 원주홈(29)에 끼워지는 풀림방지 볼트(30)가 나사결합되며, 선단 테두리에는, 통 부재(23)상의 절결부(28)에 끼워 맞춤되는 돌기(39)가 원주방향으로 등간격으로 돌출설치되어 있다.

외축(32)에는, 양단측에 2개의 원주벽(32e, 32f)이 돌출설치되고, 한 쪽의 원주벽(32e)은 다른 쪽의 원주벽(32f)보다 외경이 작고 벽의 두께가 두껍다. 직경이 작은 원주벽(32e)의 원주면에는, 후술하는 통형상 케이스(49)의 풀림방지를 도모하는 구멍(32c)이 형성되고, 직경이 큰 원주벽(32f)에는, 원주벽을 관통하여 원주방향으로 등간격으로 4개의 비스 구멍(32g)이 형성되어 있다.

원주벽(32e, 32f)사이의 중앙부에서, 외축(32) 표면에 변형 게이지(47)가 부착된다.

실시예에서는, X자 형상을 띠는 변형 게이지(47)가 외축(32)의 원주방향으로 등간격으로 4 개소에 부착된다.

변형 게이지(47)는, 외축(32)을 일주하는 보호층(48)으로 덮혀 있다.

원주벽(32e, 32f) 사이에서, 외축(32)에는 동일 형상의 2개의 블록(41, 41)이, 외축(32)을 끼고 마주 향하여 배치된다.

블록(41)의 내면은 외축(32)을 따라 원호 형상으로 형성되고, 외면은, 상기 외축(32)상의 2개의 원주벽(32e, 32f)의 중에서, 직경이 큰 원주벽(32f)의 외경보다 약간 직경이 작은 원호면으로 형성되어 있다.

블록(41)의 내면에는, 상기 보호층(48)과의 간섭을 피하는 홈부(41a)가 형성되어 있다.

블록(41)의 외주에는, 원주홈(42) 및 이 원주홈(42)을 가로로 잘라 축방향으로 연장되는 W자 형상의 오목부(43)가 형성되어 있다.

원주홈(42)은 상기 변형 게이지(47)와 후술하는 회로기판(7, 7l)을 연결하는 배선(도시하지 않음)을 통과시키는 통로가 된다.

W자 형상의 오목부(43)에는, 배터리(V)를 수납하는 케이스(44)가 장착된다.

각 블록(41, 41)의 단면에는, 상기 외축(32)상의 직경이 큰 원주벽(32f)의 4개의 비스구멍(32g)에 대응하여 나사구멍(41b)이 형성되고, 각 블록(41, 41)은, 각각 2개의 비스(40b)로 원주벽(32f)에 고정되어 있다.

블록(41, 4l)이 서로 마주 향하는 양단면 사이에, 2개의 회로기판(7, 71)이 배치된다.

양 회로기판(7, 71)은, 블록(41, 41)이 마주 향하는 단면에 형성된 홈(45, 45)에, 기판의 끝 테두리를 삽입하여 지지되어 있다.

한쪽의 회로기판(7)상에는, 상기 변형 게이지(47)의 변형량에 따른 체결 토크값을 표시하는 표시부(5) 및 회로기판(7, 71)으로의 통전용 누름단추 스위치(6)가 배치되어 있다.

실시예의 표시부(5)는 4자리수 표시이고, 각 자리수 표시면(51)은, 세로 4개, 가로 3개의 점등 바(bar)(52, 52a)에 의해『O』∼『9』의 숫자를 나타낼 수 있으며, 각 자리수 표시면의 우측 하단에는『.도트(dot)』를 점등표시하는 도트부(53)가 설치되어 있다. 각 점등 바(52, 52a) 및 도트부(53)마다, 개별적으로 LED(도시하지 않음)가 배치되어 있다.

상기 외축(32)에 2개의 원주벽(32e, 32f)에 걸쳐져 통형상 케이스(49)가 씌워지고, 이 케이스의 원주벽의 일단에 관통 나사결합된 비스(40)의 선단 무(無)나사부(40a)를 상기 직경이 작은 원주벽(32e)상의 결합 구멍(32c)에 끼워져 있다. 원 주벽(32e)에는, 비스(40)의 나사추진력은 작용하지 않는다.

케이스(49)에는, 상기 회로기판(7)상의 표시부(5) 및 누름단추 스위치(6)에 대응하여 윈도우부(49a)가 형성되어 있고, 케이스(49)의 외측으로부터 누름단추 스위치(6)의 조작이 가능하다.

상기 외축(32)상의 4 개소의 변형 게이지(47)는, 회로기판(7)상에서 브리지회로(도시하지 않음)를 구성하고, 변형 게이지(47)가 부착된 외축(32)의 4 개소의 평균적인 변형량에 대응하는 체결 토크값이 표시부(5)에 표시된다.

그리고, 도 3에 도시한 바와 같이, 유니트 본체(3)의 내축(31) 및 외축(32)에, 소켓 유니트(2)의 체결용 소켓(21)과 반력 지지부(22)를 접속하여, 체결 토크 측정 유니트(4)를 구성한다.

체결 토크 측정 유니트(4)의 내축(31) 기단을 체결기 본체(1)의 제 1 출력축(12)에 끼워 맞추고, 이 유니트(4)의 외축(32) 기단을 체결기 본체(1)의 통형상 제 2 출력축(13)에 끼워 넣어, 제 2 출력축(13)상의 돌기(17)를, 외축(32)상의 절결부(37)에 끼워 넣는다.

이렇게 함으로써, 제 1 출력축(12)과, 유니트 본체(3)의 내축(31)과, 체결용 소켓(21)은 일체로 회전 가능하게 연결되고, 제 2 출력축(13)과 유니트 본체(3)의 외축(32)과, 소켓 유니트(2)의 반력 지지부(22)는 제 1 출력축(12)의 회전과는 역방향으로 일체로 회전 가능하게 연결된다.

상기와 같이 하여, 체결 토크 측정 유니트(4)를 세트한 체결기의 토크 조정과 확인은, 우선, 체결기 본체(1)에 구비한 토크 조정 다이얼(10)을, 소정의 토크 보다 약간 낮게 되도록 설정한다.

체결 토크 측정 유니트(4)의 누름단추 스위치(6)를 눌러, 회로기판(7, 71)에 전류가 통하게 한다.

체결기 본체(1)의 제 2 출력축(13)에 반력 지지부(22)를 장착하고, 체결용 소켓(21)을 너트에 결합하여, 반력 지지부(22)를 이 너트 근방의 돌출물에 접촉하게 한다.

체결기 본체(1)의 모터를 작동시키면, 제 2 출력축(13)은 반력 지지부(22)에 의해 회전이 저지되므로 제 1 출력축(12)만이 회전한다. 즉, 체결용 소켓(21)이 회전하여 너트를 체결해준다.

체결기의 모터에 흐르는 전류값이 소정값에 도달하면 모터가 정지한다. 이 때, 체결 토크 측정 유니트(4)의 외축(32)의 변형을 4 개소의 변형 게이지(47)가 검출하여, 변형의 평균값이 체결 토크로서 표시부(5)에 표시된다.

반력 지지부(22)는, 체결기 본체(1)에 체결 토크 측정 유니트(4)를 세트한 경우나, 분리해낸 경우에도, 동일한 것을 사용할 수 있으며, 종래와 같이, 암 길이가 다른 2종류의 반력 지지부(22)를 준비할 필요는 없다.

실시예에서는, 변형 게이지(47)를 부착한 외축(32)과 체결기 본체(1)의 접속, 이 외축(32)과 소켓 유니트(2)의 접속은, 서로 축방향으로 연장되는 볼록부와 오목부 또는, 돌기(17, 39)와 절결부(37, 28)의 끼워 맞춤, 즉, 서로 축방향으로 연장되는 볼록부와 오목부의 끼워 맞춤에 의한 것이다. 이런 이유에서 너트 체결 시에, 외축(32)은 각 변형 게이지(47)를 통과하는 원주방향에 있어서, 변형량에 큰 차는 생기지 않는다. 단, 풀림방지 볼트(18, 30)의 나사추진력을 외축(32)에 작용시키면 측정의 신뢰성을 저하시키므로, 실시예에서는, 외축(32)의 원주방향으로 등간격으로 4 개소 배치한 변형 게이지(47)로 변형량을 측정하여, 측정한 변형의 평균값을 표시하여 측정의 신뢰성을 높이도록 한 것이다.

또한, 외축(32)으로의 변형 게이지(47)의 장착은, 실시예와 같이 4 개소에 한정되는 것은 아니며, 2, 4, 6 개소 등 2의 배수 개소이면 된다. 변형 게이지(47)의 수가 많을수록, 보다 정밀도 높은 체결 토크를 측정할 수 있다.

작업자가 지지하여 사용하는 볼트 ·너트 체결기의 크기에 맞춘 체결 토크 측정 유니트(4)의 외축(32)의 둘레길이 및 볼트 ·너트의 체결 토크에 필요한 정밀도에서 볼 때, 변형 게이지의 장착은 4개소가 바람직하다.

변형 게이지를 6 개소 이상으로 할 정도의 토크 측정 정밀도는 필요로 하지 않는다. 또, 변형 게이지를 2 개소로 하는 것은 토크 측정의 신뢰성에 있어 불안감이 남는다.

상기와 같이, 체결 토크 측정 유니트(4)의 표시부(5)에 체결 토크가 표시되므로, 종래와 같이, 토크 표시기가 부착된 토크 렌치로 체결하는 작업은 불필요하게 된다.

반력 지지부 암(20)은, 체결용 소켓(21)에 덮인 반력 지지부(22)의 외주부분에, 너트와 동일한 위치로부터 외측으로 돌출 설치되어 있으므로, 반력 지지부 암(20)에 작용하는 체결 반력이, 체결 토크 측정 유니트(4)나 체결기 본체를 넘어뜨리도록 작용하는 일은 없다. 따라서，체결 토크 측정 유니트(4) 및 체결 토크 측정 유니트(4)의 축심을, 너트의 축심에 일치시켜 너트 체결이 가능하게 되어, 가급적 바른 체결 토크값을 표시부(5)에 표시시킬 수 있다.

상기 체결기 본체(1)의 토크 조정 다이얼(10)의 조작, 너트의 체결을 몇 번 반복하여, 체결 토크 측정 유니트(4)의 표시부(5)에 표시되는 실제의 체결 토크 값이 소정의 토크 값이 되도록, 토크 조정 다이얼(10)을 설정하면 된다.

반력 지지부(22)는, 체결기 본체(1)에 체결 토크 측정 유니트(4)를 세트하는 경우에나, 분리해낸 경우에도, 동일한 것이 사용 가능하므로, 종래와 같이, 암 길이가 다른 2종류의 반력 지지부(22)를 준비할 필요는 없다.

복수 개의 너트에 대해 상기 작업을 행하여, 토크 설정의 신뢰성을 확인한 후, 체결기 본체(1)로부터 체결 토크 측정 유니트(4)를 분리하고, 이 체결 토크 측정 유니트(4)의 소켓 유니트(2)를 직접 체결기 본체(1)에 연결한다. 다시 말해서, 소켓 유니트(2)의 체결용 소켓(21) 기단의 오목부(26)와 볼록부(25)를, 체결기 본체(1)의 제 1 출력축(12)의 볼록부(15)와 오목부(16)에 끼워 맞춤하여, 반력 지지부(22)의 기단을 제 2 출력축(13)에 끼워, 반력 지지부(22)상의 절결부(28)에, 제 2 출력축(13)상의 돌기(17)를 결합한다.

상기와 같이, 체결기 본체(1)에 직접에 소켓 유니트(2)를 연결하면, 체결 토크 측정 유니트(4)의 유니트 본체(3)의 중량을 경감시켜, 너트의 체결 작업을 행할 수 있고, 체결기 본체(1)의 토크 조정이 이루어져 있으므로, 너트를 설정 토크로 체결하여 자동적으로 체결용 소켓(21)의 회전은 정지된다.

실시예의 체결 토크 측정 유니트(4)의 유니트 본체(3)의 내축(31)은, 통형상 으로 형성되어 있어 중량을 경감시킬 수 있고, 또, 너트 체결에 있어서, 볼트 여분 길이(너트 상면으로부터 볼트 선단이 노출된다)가 발생하더라도, 내축(31)내로 나오게 할 수 있다.

제 2 실시예 (도 8 내지 도 10)

도 8 및 도 9는, 체결기 본체(1)로부터 체결 토크 측정 유니트(4)를 분리하고, 또한, 체결 토크 측정 유니트(4)를, 유니트 본체(3), 체결용 소켓(21) 및 반력 지지부(22)로 분리한 상태를 도시한다. 도 1O은, 체결기 본체(1)에 체결 토크 측정 유니트(4)를 세트한 상태를 도시한다.

체결기 본체(1)는, 상기 제 1 실시예와 동일하다.

체결 토크 측정 유니트(4)의 유니트 본체(3)는, 내축(31)과 외축(32)의 각각 선단부가 상기 제 1 실시예와 다르나, 다른 부분은 동일하다.

유니트 본체(3)의 외축(32)의 선단부는, 짧은 다각형 축부(32a), 실시예에서는 육각 축부가 형성되어 있다.

유니트 본체(3)의 내축(31)은 선단측이 폐쇄되고, 상기 외축(32)의 다각형 축부(32a)를 회전 가능하도록 관통하여, 선단에 각축(31a)이 돌출설치되어 있다.

체결용 소켓(21)은, 선단에 너트 결합 구멍(24), 기단에 각구멍(2a)이 동일축상에 형성되어 있고, 각구멍(2a)에 상기 유니트 본체(3)의 내축(31) 선단의 각축(31a)이 착탈 가능하게 끼워진다.

반력 지지부(22)는, 링부(22b)의 외주에 반력 지지부 암(20)을 돌출설치하여 형성되어 있다.

이 링부(22b)는, 상기 유니트 본체(3)의 외축(32)의 다각형 축부(32a)에 일체로 회전 가능하게 결합된다. 링부(22b)에는 풀림방지용 클램프 볼트(22c)가 관통하여 나사결합된다.

반력 지지부 암(20)은, 링부(22b)로부터 체결용 소켓(21)의 선단까지 연장되어 외측에 대략 직각으로 굴곡되어 있다.

상기 제 1 실시예에 비해, 반력 지지부(22)의 반력 지지부 암(20)은, 체결용 소켓(21)의 축심에 따른 방향으로, 체결용 소켓(21)의 길이만큼만 길게 형성되어 있다. 따라서, 체결시에, 체결용 소켓(21), 유니트 본체(3) 및 체결기 본체(1)의 축심이 일직선으로 정렬되는 안정성은 저하된다. 그러나, 도 24에 도시한 종래예와 같이, 체결기 본체(1)에 접속한 체결 토크 측정구(9)보다, 한층 더 체결기 본체(1)의 안쪽에 반력 지지부(22)를 장착하는 것에 비하면, 반력 지지부 암(20)의 체결용 소켓(21)의 축방향에 따른 길이를 짧게 할 수 있어, 체결 시의 안정성은, 종래예보다 우수하다.

체결기 본체(1)로부터 유니트 본체(3)를 분리하고, 체결기 본체(1)에 상기 제 1 실시예의 소켓 유니트(2)를 직접 장착하여, 통상의 너트 체결 작업을 행할 수 있다.

제 3 실시예 (도 11 내지 13)

도 11 및 도 12는, 체결기 본체(1)로부터 체결 토크 측정 유니트(4)를 분리하고, 또한, 체결 토크 측정 유니트(4)를, 유니트 본체(3), 체결용 소켓(21) 및 반력 지지부(22)로 분리한 상태를 도시한다. 도 13은, 체결기 본체(1)에 체결 토크 측정 유니트(4)를 세트한 상태를 도시한다.

유니트 본체(3), 체결용 소켓(21) 및 반력 지지부(22)의 장착관계는, 상기 제 2실시예와 동일하다.

체결기 본체(1)와 유니트 본체(3)의 장착관계가, 상기 제 1, 제 2 실시예와는 다르다.

체결기 본체(1)의 제 2 출력축(13)은, 선단부가 다각형 축부(13a)에 형성되어 있다. 체결기 본체(1)의 제 1 출력축(12)은, 선단측이 폐쇄되어 상기 제 2 출력축(13)의 다각형 축부(13a)를 회전가능하게 관통하여, 선단에 각축(12a)이 돌출설치되어 있다.

유니트 본체(3)의 외축(32)의 기단에는, 체결기 본체(1)의 제 2 출력축(13)의 다각형 축부(13a)가 끼워맞춤되는 결합 구멍(32b)이 형성되어 있다. 결합 구멍(32b)의 원주벽에는 풀림방지용 클램프 볼트(32d)가 관통하여 나사결합되어 있다.

유니트 본체(3)의 내축(31)의 기단에는, 체결기 본체(1)의 제 1 출력축(12) 선단의 각축(12a)이 끼워 맞춤되는 각구멍(31b)이 형성되어 있다.

유니트 본체(3)의 외축(32)의 다각형 축부(32a)에 반력 지지부(22)의 링부(22b)를 일체로 회전 가능하도록 끼우고, 체결용 소켓(21)의 각구멍(2a)에 내축(31)의 각축(31a)을 끼워, 통상의 너트 체결 작업을 행할 수 있다.

제 4 실시예 (도 14 내지 도 16)

도 14 및 도 15는, 체결기 본체(1)로부터 체결 토크 측정 유니트(4)를 분리한 상태, 도 16은, 체결기 본체(1)에 체결 토크 측정 유니트(4)를 세트한 상태를 도시한다.

체결 토크 측정 유니트(4)와 체결기 본체(1)의 장착관계는, 상기 제 1, 제 2 실시예와 동일하다.

체결 토크 측정 유니트(4)의 내축(31)에는, 선단부를 확대하여 너트 결합 구멍(24)이 형성되어 있다.

외축(32)의 내면 선단에, 내축(31)의 풀림방지를 도모하는 스냅링(22e)이 설치되어 있다. 내축(31)은, 너트 결합 구멍(24)의 사이즈가 다른 것으로 교환가능하다.

체결 토크 측정 유니트(4)의 외축(32)의 선단 외주는, 축방향으로 연장되는 볼록부와 오목부가 원주방향으로 교대로 나열되어 스플라인 형상으로 형성되어 있다.

상기 외축(32)의 선단에 반력 지지부(22)가 장착된다.

반력 지지부(22)는, 상기 외축(32)의 선단에 끼워맞춤되는 링부(22b)에 바깥으로 향하도록 반력 지지부 암(20)을 돌출설치하여 형성되어 있다. 링부(22b)의 내면에는 외축(32)의 볼록부와 오목부에 걸어맞춤되는 오목부와 볼록부가 형성되고, 반력 지지부(22)와 외축(32)은 일체로 회전한다.

반력 지지부(22)는, 스냅링(22d)을 분리하여, 외축(32)으로부터 뽑아낼 수 있다.

상기와 같이, 외축(32)의 선단 외주의 스플라인 형상의 오목부와 볼록부에, 반력 지지부(22)의 볼록부와 오목부를 끼워 맞춤하면, 반력 지지부 암(20)에서 받 은 반력을 외축(32)의 전체 둘레에 균등하게 작용시킬 수 있어, 외축(32)의 변형에 편향을 발생시키지 않고, 변형 게이지(47)에 의해 가급적 정확하게 변형량을 검출할 수 있다.

상기 제 4 실시예의 경우, 체결기 본체(1)의 토크 설정을 마치고, 통상의 체결 작업을 행하는 경우는, 체결 토크 측정 유니트(4)를 분리하여, 상기 도 1에 도시한 소켓 유니트(2)를 체결기 본체(1)에 세트하면 된다.

제 5 실시예 (도 17 내지 도 19)

도 17은, 체결기 본체(1)로부터 체결 토크 측정 유니트(4)를 분리한 상태, 도 18은, 체결기 본체(1)에 체결 토크 측정 유니트(4)를 세트한 상태를 도시한다.

제 5 실시예는, 도 18에 도시한 바와 같이, 전단용 혹은 반력 지지부용 칩(T)을 구비한 볼트(B)와 너트(N)를 체결하는 체결기에 실시한 것이다.

체결 토크 측정 유니트(4)와 체결기 본체(1)의 장착관계 및 체결 토크 측정 유니트(4) 자체는 상기 제 1 실시예와 동일하다.

유니트 본체(3)의 선단에 착탈 가능하게 접속하는 소켓 유니트(2)는, 너트에 결합되는 너트 결합 소켓(21b)과, 이 소켓(21b) 내에 회전가능하게 배치되어 볼트칩(T)에 결합되는 볼트칩 결합 소켓(22b)으로 이루어진다.

너트 결합 소켓(21b)의 기단부에 상기 체결기 본체(1)의 풀림방지 볼트(18)의 선단 혹은 상기 체결 토크 측정 유니트(4)의 풀림방지 볼트(30)가 삽입가능한 구멍 또는 원주홈 등의 오목부(29a)가 형성되어 있다.

너트 결합 소켓(21b)에는 상기 오목부(29a)보다 약간 선단측에 원주벽(27a) 이 형성되고, 이 원주벽(27a)에는, 체결기 본체(1)의 제 2 출력축(13)상의 돌기(17) 혹은 유니트 본체의 돌기(39)가 끼워 맞춤 가능한 절결부(28a)가 형성되어 있다.

볼트칩 결합 소켓(22b)의 기단 외주면에 축방향으로 연장되는 오목부(26a)와 볼록부(25a)가, 원주방향으로 교대로 형성되어 있다. 이 오목부(26a)와 볼록부(25a)는, 상기 체결기 본체(1)의 제 1 출력축(12) 내면의 볼록부(15)와 오목부(16) 혹은 상기 유니트 본체(3)의 내축(31) 선단의 볼록부(33)와 오목부(34)에 끼워 맞춤 가능하다.

그리고, 도 18에 도시한 바와 같이, 유니트 본체(3)의 내축(31) 및 외축(32)에, 소켓 유니트(2)의 너트 결합 소켓(21b)과 볼트칩 결합 소켓(22b)을 접속하여, 체결 토크 측정 유니트(4)를 구성한다. 또한, 체결 토크 측정 유니트(4)를 상기와 동일하게 하여 체결기 본체(1)에 접속시킨다.

도 18 중, 도면 부호(100)은, 유니트 본체(3)의 내축(31) 내면의 볼록부(31c)와 볼트칩 결합 소켓(22b) 사이에 배치되고 볼트칩 결합 소켓(22b)을 전방으로 탄성 지지하여, 너트 결합 소켓(21b)의 내주 단부(21c)에 접촉하게 하는 역할을 하는 스프링(100)이다.

볼트칩 결합 소켓(22b)에 볼트칩(T)을, 너트 결합 소켓(21b)에 너트(N)를 걸어 맞춤하여, 체결기를 작동시킨다.

체결기 본체(1)의 제 2 출력축(13)이 회전하면, 유니트 본체(3)의 외축(32)을 개재하여 소켓 유니트(2)의 너트 결합 소켓(21b)도 회전시켜 너트(N)를 죄어준 다.

체결 반력은, 체결기 본체(1)의 제 1 출력축(12), 유니트 본체(3)의 내축(31), 소켓 유니트(2)의 볼트칩 결합 소켓(22b)을 개재하여 볼트(B)로 고정된다.

체결의 진행에 수반하여, 너트(N)로부터의 볼트 축부의 노출량은 커지지만, 볼트칩 결합 소켓(22b)은 스프링(100)에 저항하여 후퇴하므로, 체결에 지장은 없다.

볼트칩(T)을 전단하기까지의 토크로 볼트·너트를 체결하는 경우, 볼트칩(T)에 결합되는 볼트칩 결합 소켓(22b)이 반력 지지부가 된다.

볼트칩(T)을 전단하는 경우는, 너트(N)에 결합되는 너트 결합 소켓(21b)이 반력 지지부가 된다.

도 19는, 체결기 본체(1)에 소켓 유니트(2)를 직접 접속한 상태를 도시한다. 체결 토크 설정 후의 통상의 체결 작업은, 도 19의 상태로 실시한다. 볼트칩 결합 소켓(22b)을 탄성 지지하는 스프링(100)은, 체결기 본체(1)의 유성기어 지지 프레임(11a) 등에 접촉하게 한다.

도 22는, 상기한 바와 같이, 볼트 체결 시의 체결기에 발생하는 토크와, 체결기(구체적으로는 체결 토크 측정 유니트(4))의 유니트 본체(3)의 외축(32)에 대한 변형량과, 체결기의 부하전류의 관계를 도시한다. 체결기가 기동하고, 볼트의 체결이 시작되면, 서서히 체결기의 발생하는 토크(볼트의 체결 토크)가 상승하고, 그에 비례하여 체결기의 부하전류도 서서히 상승한다.

볼트에 일정한 토크가 인가되고, 체결기로의 전류공급이 정지되면, 볼트에 인가되는 토크는 그 상태로 유지되지(도 22의 파선 참조)만, 체결기의 발생 토크 및 부하전류는 급격히 저하한다. 따라서, 체결기에 발생하는 토크에 비례하는 토크 측정 유니트의 변형량도 급격히 저하된다. 결국, 볼트 체결 후에는 다음의 볼트 체결이 시작될 때까지, 변형량을 검출할 필요는 없다.

그래서 출원인은, 본 발명에 있어서, 체결 토크 측정 유니트(4)가 체결 토크를 피크홀드(Peak-Hold)한 후에는, 변형센서 브리지 회로로의 전류공급을 차단하고, 또한 필요시에만 표시부(5)의 LED에 전류가 통하도록 하여 쓸데없는 소비전류를 없애고, 체결 토크 측정 유니트(4)에 세트한 배터리(V)의 수명을 연장시키는 것을 발명해냈다. 또, 체결 토크 측정 유니트(4)의 회로기판(7, 71)상에 구성된 제어회로를 하나의 누름단추 스위치(6)로 조작가능하게 하여, 회로기판(7)상에서의 누름단추 스위치(6)의 배치 스페이스를 작게 하는 것을 발명해냈다.

통상, 제어회로는 전원스위치와 세트(리셋)스위치의 2개 이상의 조작 스위치가 필요하다. 또, CPU를 탑재한 제어회로의 경우, CPU의 전원을 상시 On(대기전력)으로 해두거나, 전원을 On한 후, 세트스위치를 누르지 않으면 CPU가 세트(브리지 전원 On+오토제로(후술한다))된 것을 인식할 수 없다. 그런데, 회로기판(7)상에 2개 이상의 스위치를 실제 장착하면, 부품 점수가 증가함과 동시에 회로기판(7)의 면적이 크게 된다. 또, CPU전원을 상시 On시켜 두면 전지의 소모가 크게 된다. 그래서, 본 실시예에서는, CPU의 외부에 견고한 자기유지회로를 설치하여, 누름단추 스위치(6)가 On되어 있는 동안, CPU에 전원을 공급함과 동시에 CPU에서 자기유지 지령을 출력하여, 스위치가 Off되어도 전원이 계속해서 공급되도록 하였다. 또, 그 와 동시에 누름단추 스위치(6)의 On/Off인식 입력포트를 설치하여, 누름단추 스위치(6)가 On될 때 이 포트에 스위치On 신호가 입력됨으로써, 전원On과 세트의 겸용을 가능케 했다.

동일한 누름단추 스위치(6)로 전원ON/Off스위치와 세트스위치를 겸용하도록 하기 위해, 그것을 구별하는 방법으로서, On시간(누름단추 스위치를 계속해서 누르는 시간)의 차이로 실시하였다. 실시예에서는 전원On은 1초 이상의 길게 누름으로 하고, 세트는 1초 이내의 짧게 누름(CPU가 인식 가능한 최단시간 이상)으로 한다. 전원이 자기유지에 의해 On되어 있는 동안은, 누름단추 스위치(6)를 짧게 누름으로써 세트가 된다. 또, 전원Off는 On시간을 3초 이상으로 하여 자기유지회로가 해제되고, 누름단추 스위치(6)를 차단함과 동시에 전체 전원(CPU전원도 포함한다)을 차단한다.

전원0n 시간을 1초, 전원0ff 시간을 3초로 함으로써, 누름단추 스위치(6)의 짧게 누름에 의한 세트와 구별될 뿐만 아니라, 전원의 오작동에 의한 On 또는 Off가 방지되는 효과도 가져온다.

도 20, 도 21은, 제어회로 조작의 플로우차트이다.

시작부터 스텝1에서 누름단추 스위치(6)가 눌러졌는지의 여부를 판단한다. No이면, 스텝1의 직전으로 되돌아간다. Yes이면 스텝2(S2)로 이동하여 회로기판(7)상의 CPU로 전원공급이 시작된다.

CPU로 전원공급이 시작되면 스텝3(S3)으로 이동하여, 누름단추 스위치(6)를 누르고 있는 시간이 1초 이상인지의 여부를 판단한다. No이면 스텝4(S4)로 이동하 여, CPU로의 전원공급을 종료하고, 스텝1의 직전으로 되돌아간다. Yes이면 스텝5(S5)로 이동하여 CPU전원을 자기유지하고, 스텝6(S6)에서 표시부(5)의 LED에 전원공급을 시작한다.

다음에 데이터세트 동작으로 이동하여, 스텝7(S7)에서 표시부(5)는 1자리수만 "0"을 표시하고, 다른 자리수는 모두 0ff한다. 스텝8(S8)에서 변형 게이지(47)로 구성한 브리지회로와 그 신호를 증폭시키는 아날로그 증폭회로에 전원공급이 시작된다. 근소한 시간차(timelag)를 거쳐, 스텝9(S9)에서 토크O(제로) 시에 변형 게이지(47)의 브리지회로에서 출력되는 전압의 아날로그값을 디지틀값으로 변환한 값을 메모리하고, 이 만큼을 뺀 값을 토크값으로 환산하여 표시하는 「오토제로」가 실행된다. 오토제로(S9)란, 토크 측정기기에는 일반적으로 붙어 있는 것으로, 온도 등의 변화에 의해 토크O(제로) 시의 변형 게이지(47)의 브리지로부터의 출력전압의 변동을 자동적으로 보정하는 기능이다.

다음에 스텝10(S10)에서, 체결 토크가 소정의 체결 토크를 초과하는지의 여부를 판단하여, No이면 스텝1O(S1O)의 직전으로 되돌아가고, Yes이면, 스텝11(S11) 토크 측정을 실시하여, 표시부(5)에는 서서히 상승하는 체결 토크가 표시된다. 이 토크 측정이 시작되는 단계는 체결기 본체(1)의 정격 토크의 10%정도가 적당하다고 생각되지만, 오동작을 방지할 수 있다면, 가능한한 0(제로)에 가까운 편이 좋다.

다음에 스텝12(S12)에서 토크 피크값을 검출했는지의 여부를 판정하여, No이면 스텝12(S12)의 직전으로 되돌아가고, Yes이면 스텝13(S13)에서 브리지회로로의 전원공급을 종료한다. 단, 표시부(5)는, 피크값이 표시된 상태로 유지된다.

다음에 스텝15(S15)에서 누름단추 스위치(6)가 눌러졌는지의 여부를 판단하여, No이면 스텝15 직전으로 되돌아간다.

스텝15에서 Yes이면 스텝16(S16)으로 이동하여, 누름단추 스위치(6)를 누르고 있는 시간이 3초 이상인지의 여부를 판단한다. No이면 스텝7의 직전으로 되돌아가, 다음의 토크 측정에 대비한다.

스텝16(S16)에서 Yes이면, 스텝17(S17)에서 표시부(5)로의 전원공급을 종료한다.

다음에 스텝18(S18)에서 CPU 전원의 자기유지를 종료하고, 스텝19(S19)에서 누름단추 스위치(6)의 누름이 해제되었는지의 여부를 판단하여, No이면, 스텝19의 직전으로 되돌아가고, Yes이면 스텝 S1의 직전으로 되돌아간다.

상기와 같이, 변형 게이지(47)의 브리지에 전원의 공급을, 측정에 필요한 때에만 한하여 실시함으로써, 배터리(V)의 소비를 억제함과 동시에, 변형 게이지(47)의 브리지에 흘려보내는 전류에 의한 주울열(Joule heat)도 크게 억제할 수 있다. 또한, CPU전원의 자기유지되어 있지 않은 상태에서의 누름단추 스위치(6)의「1초 이상의 누름」으로써, 전원0n과 오토제로의 겸용조작이 된다.

또, 누름단추 스위치(6)의「3초 미만의 누름」에서, 2회째 이후의 토크측정의 오토제로가 되고, CPU전원이 자기유지되어 있는 상태에서의 누름단추 스위치(6)의 「3초 이상의 누름」으로 전원 Off조작이 되어, 하나의 누름단추 스위치(6)에 의해, 3종류의 스위치 기능을 갖는다. 이에 따라, 3개의 스위치를 배치하는 것에 비해, 스위치 배치면적을 작게 할 수 있으며, 스위치를 잘못 누르는 것을 방지할 수 있다.

상기에서는, 누름단추 스위치(6)의 누름시간의 판단기준을 1초와 3초로 했지만, 이것에 한정하는 것이 아님은 물론이거니와, 조작하는 작업자가, 지나치게 짧거나, 지나치게 길다고 느끼지 않을 정도이면, 임의로 설정할 수 있는 것은 물론이다.

상기 각 실시예는, 체결기 본체(1)에 소켓 유니트(2)를 착탈 가능하게 연결하고, 일단 체결 토크를 설정하면, 체결기 본체(1)로부터 소켓 유니트(2)를 분리해내는 것을 전제로 하고 있지만, 소켓 유니트(2)를 체결기 본체에 장착한 상태에서, 볼트·너트의 체결 작업을 행할 수 있음은 물론이다.

다음에, 도 23에 근거하여 체결기의 출력축에 변형 게이지(47)를 설치한 토크 표시 체결기에 관해 설명한다.

체결기의 유성기어 감속기구(11)의 유성기어 지지 프레임(11a)에 제 1 출력축(12)을 돌출설치하고, 유성기어 감속기구(11)의 인터널 기어(Internal gear)(11b)에 제 2 출력축(13)을 돌출설치한다.

제 1 출력축(12)은, 유성기어 지지 프레임(11a)과 일체인 것이라도 좋고, 혹은 유성기어 지지 프레임(11a)과 스플라인 결합(12a)에 의해 일체로 회전가능하게 연결해도 좋다.

또, 제 2 출력축(13)은 인터널 기어(11b)와 일체인 것이라도 좋고, 혹은 인터널 기어(11b)의 선단 가장자리에 돌출설치된 다수개의 볼록편(17)을 제 2출력부(13)에 형성하여 절결부(37)에 끼워 넣어 일체로 회전가능하게 연결해도 좋다.

제 1 출력축(12)의 선단에 너트 결합 구멍(24)을 갖는 체결용 소켓(21)을 형성하고, 제 2 출력축(13)의 선단에 반력 지지부(22)를 설치한다.

반력 지지부(22)와 제 2 출력축(13)은 일체인 것도 좋지만, 실시예에서는 조립의 편의상 및 손상되기 쉬운 반력 지지부(22)의 교환을 고려하여, 반력 지지부(22)와 제 2 출력축(13)은 별도로 하였다. 반력 지지부(22)는, 상기 제 4 실시예의 체결 토크 측정 유니트(4)의 외축(32)과 반력 지지부(22)와 동일한 접속구조에 의해, 제 2 출력축(13)에 장착되어 있다.

제 2 출력축(13)상에, 변형 게이지(47), 회로기판(7), 표시부(5), 배터리(도시하지 않음)가 장착된다. 이들의 장착구조는, 상기 체결 토크 측정 유니트에 있어서, 외축(32)에 변형 게이지(47), 회로기판(7), 표시부(5), 배터리(도시하지 않음)를 장착하는 구조와 동일하다.

인터널 기어(11b)와 제 2 출력축(13)의 풀림방지는, 인터널 기어(11b)의 선단부를, 이 기어의 축심에 직교하도록 관통 배치한 핀(12b)을, 제 2 출력축(13)의 인터널 기어(11b) 선단으로의 감합부(12c)의 구멍, 원주홈 등의 오목부(12c)에 끼워 실시한다.

인터널 기어(11b)의 선단부에는, 회로기판(7) 등을 덮는 통형상 케이스(44)의 단부가 상기 핀(12b)을 보이지 않도록 덮고 있으며, 이 핀(12b)이 빠져나오는 일은 없다.

상기 도 23에 도시한 토크 표시 체결기는, 제 1 출력축(12)이 유성기어 지지프레임(11a)과 일체인 것이 아니고, 제 2 출력축(13)이 인터널 기어(11b)와 일체인 것이 아니면, 상기 도 14, 도 15, 도 16에 도시한 실시예와 거의 동일하지만, 체결기 본체(1)에 체결 토크 측정 유니트(4)를 착탈 가능하게 장착하는 것이 본 발명의 필수구성이라는 오해를 피하기 위해, 굳이 도 23에서 설명을 더한 것이다.

상기 설명은, 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 특허청구의 범위에 기재의 발명을 한정하고, 혹은 범위를 감축하도록 이해해야 하는 것은 아니다. 또, 본 발명의 각부 구성은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구의 범위에 기재한 기술적 범위 내에서 여러 가지 변형이 가능한 것은 물론이다.

예컨대, 실시예의 체결용 소켓(21)은, 선단에 너트 결합 구멍(24)을 갖고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 체결용 소켓(21) 선단에, 육각구멍 부착 볼트의 육각구멍에 결합되는 육각축을 돌출설치하는 등, 상대 볼트·너트에 결합되는 구멍 또는 다각형축을 구비하고 있으면 본 발명에 관한 체결용 소켓(21)에 포함되는 것은 물론이다.

또, 실시예에서는, 체결 토크 측정 유니트(4)는, 외축(32)상에 변형 게이지(47) 뿐만 아니라, 회로기판(7) 및 표시부(5)를 설치했지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 회로기판(7) 및 표시부(5)는, 체결기상의 적절한 위치 혹은 체결기로부터 떨어져 있는 적절한 위치에 배치할 수 있다. 변형 게이지(47) 측과 회로기판(7), 표시부(5) 측을 배선하는 것이 무리인 경우, 무선으로 신호를 전달하면 된다.

Claims

서로 역방향으로 회전가능한 제 1 출력축(12)과 제 2 출력축(13)을 동일축상에 구비한 볼트 또는 너트 체결기 본체(1)에 착탈가능하게 접속하여 사용하는 체결 토크 측정 유니트(4)에 있어서,

체결 토크 측정 유니트(4)는, 체결기 본체(1)의 제 1 출력축(12)에 접속가능한 내축(31)과, 제 2 출력축(13)에 접속가능한 외축(32)을 갖고, 내축(31)의 선단에는, 체결용 소켓(21)과 반력 지지부(22) 중, 어느 한 쪽이 설치되고, 외축(32)의 선단에는 다른 쪽이 설치되어 있으며, 외축(32)상에 변형 게이지(47)를 설치하고, 상기 변형 게이지가 검출하는 변형량을 대응하는 체결 토크량으로 변환하는 회로기판(7)과, 체결 토크량을 표시하는 표시부(5)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 체결 토크 측정 유니트.
제 1 항에 있어서,

체결 토크 측정 유니트(4)는, 내축(31)과 외축(32)을 포함하는 유니트 본체(3)에 대해, 소켓 유니트(2)를 착탈가능하게 접속하여 구성되고, 소켓 유니트(2)는, 통 부재(23)에 반력 지지부 암(20)을 돌출설치하여 형성한 반력 지지부(22)와, 상기 반력 지지부(22)의 통 부재(23)에 회전가능하게 끼워진 체결용 소켓(21)에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 체결 토크 측정 유니트.
제 1 항에 있어서,

체결용 소켓(21)은 내축(31)선단에 돌출설치된 각축(31a)에 착탈가능하게 장착되고, 반력 지지부(22)가 외축(32)에 착탈가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 체결 토크 측정 유니트.
제 2 항에 있어서,

체결기 본체(1)의 양축(12, 13)과 유니트 본체의 양축(31, 32)의 접속 및 유니트 본체(3)의 양축(31, 32)과 체결용 소켓(21) 및 반력 지지부(22)의 접속은, 체결 토크 측정 유니트(4)의 축심에 따른 방향으로 착탈하여 볼록부와 오목부의 끼워맞춤에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 체결 토크 측정 유니트.
제 1 항에 있어서,

외축(32)에 2개의 원주벽(32e, 32f)을 간격을 두어 설치하고, 원주벽(32e, 32f) 사이에서 외축(32)에 변형 게이지(47)를 부착함과 동시에, 원주벽(32e, 32f) 사이 내에, 표시부(5), 회로기판(7), 누름단추 스위치(6) 및 배터리(V)를 수용하고, 2개의 원주벽(32e, 32f)에 걸쳐 외축(32)에 끼운 통형상 케이스(49)로 덮어, 상기 케이스(49)에 설치한 윈도우부(49a)와 대응하여 표시부(5)와 누름단추 스위치(6)가 위치해 있는 것을 특징으로 하는 체결 토크 측정 유니트.
제 1 항에 있어서,

변형 게이지(47)는, 외축(32)의 원주방향으로 대략 등간격으로 2의 배수 개소에 설치된 것을 특징으로 하는 체결 토크 측정 유니트.
제 1 항에 있어서,

누름단추 스위치(6)의 누름시간의 길고 짧음에 따라, 제어회로의 조작이 가능한 것을 특징으로 하는 체결 토크 측정 유니트.
제 1 항에 있어서,

회로기판(7)은, 볼트 또는 너트의 체결 토크 측정 후에는, 다음의 체결 토크 측정 전의 오토제로 조작까지, 변형 게이지의 브리지회로 및 아날로그 증폭회로로의 전원공급을 차단할 수 있는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 체결 토크 측정 유니트.
제 1 항에 있어서,

회로기판(7)과 표시부(5)는, 외축(32)상에 배치되는 것을 특징으로 하는 체결 토크 측정 유니트.
서로 역방향으로 회전하는 제 1 출력축(12)과 제 2 출력축(13)을 동일축상에 구비한 체결기 본체(1)에 체결 토크 측정 유니트(4)를 접속한 체결기에 있어서,

체결 토크 측정 유니트(4)는, 체결기 본체(1)의 제 1 출력축(12)에 접속가능 한 내축(31)과, 제 2 출력축(13)에 접속가능한 외축(32)을 갖고, 내축(31)의 선단에는 체결용 소켓(21)과 반력 지지부(22) 중, 어느 한쪽이 설치되고, 외축(32)의 선단에는 다른 쪽이 설치되어 있으며, 외축(32)상에 변형 게이지(47)를 설치하여, 상기 변형 게이지가 검출하는 변형량을 대응하는 체결 토크량으로 변환하는 회로기판(7)과, 체결 토크량을 표시하는 표시부(5)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 토크 표시 체결기.
제 10 항에 있어서,

회로기판(7)과 표시부(5)는, 외축(32)상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 표시 체결기.
서로 역방향으로 회전가능한 제 1 출력축(12)과 제 2 출력축(13)을 동일축상에 구비하고, 제 1 출력축(12)의 선단측에 체결용 소켓(21)을 구비하며, 제 2 출력축(13)의 선단측에 반력 지지부(22)를 설치한 체결기에 있어서,

제 2 출력축(13)상에 변형 게이지(47)를 갖고, 상기 변형 게이지(47)가 검출하는 변형량을 체결 토크량으로 변환하는 회로기판(7)과, 체결 토크량을 표시하는 표시부(5)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 토크 표시 체결기.
제 12 항에 있어서,

회로기판(7)과 표시부(5)는, 제 2 출력축(13)상에 배치되는 것을 특징으로 하는 토크 표시 체결기.