JP2007111801A - Torque equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トルクの計測および計測トルクの表示等を電気的に行う処理部を備えたトルクレンチ、トルクドライバ等のトルク機器に係り、特に省電力化を図ったトルク機器に関する。 The present invention relates to a torque device such as a torque wrench and a torque driver provided with a processing unit that electrically measures torque and displays the measured torque, and more particularly to a torque device that achieves power saving.
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)。 In a torque device such as a torque wrench or a torque driver, an inspection torque wrench for inspecting whether a bolt, a nut, or the like is tightened with a predetermined torque value has been proposed. In such a torque wrench for inspection, a display unit for displaying a detected torque value as an inspection result is provided in the torque wrench body (Patent Documents 1 and 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。
表示部を備えたこのようなデジタル式のトルクレンチにおいて、電気系の電源は電池が使用されているため、表示部の負荷が大きいと、電池の消耗が進み、例えば自動車の製造工程で連続的に使用する場合、検査途中でバッテリー切れとなるおそれがある。そこで、バッテリーの容量を大きくすることが考えられるが、その分トルクレンチの大型化を招くだけでなく、重量の増加を招き、長時間の操作性が低下することが考えられる。 In such a digital torque wrench having a display unit, a battery is used as an electric power source. Therefore, when the load on the display unit is large, the battery is consumed, and is continuously used in, for example, the manufacturing process of an automobile. When using the battery, the battery may run out during the inspection. Therefore, it is conceivable to increase the capacity of the battery, but not only the torque wrench is increased in size, but also the weight is increased and the operability for a long time is decreased.
本発明は、このような観点に鑑み為されたもので、省電力化を図り、小型軽量のバッテリーを使用しても長時間の操作が可能なトルクレンチ等のトルク機器を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such a point of view, and aims to provide a torque device such as a torque wrench that can save power and can be operated for a long time even when a small and lightweight battery is used. It is what.
また、省電力化を図りつつ、トルク測定時には適切に測定情報を表示できるトルク機器を提供することを目的とするものである。 It is another object of the present invention to provide a torque device that can appropriately display measurement information during torque measurement while saving power.
本発明の目的を実現するトルク機器の構成は、請求項1に記載のように、バッテリーにより、トルク検出手段と表示器と電気系全体を制御する演算処理装置とを少なくとも駆動する表示部を備えたトルク機器において、前記演算処理装置は、前記トルク検出手段に対して間欠的に電圧を印加するトルク計測間隔を生成し、該トルク値計測間隔で計測した計測値が予め設定したトルクしきい値を越えると、該トルク値計測間隔を終了して前記トルク検出手段に電圧を連続的に印加するトルク連続計測期間を生成し、該トルク連続計測期間でトルク値を測定することを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a torque device comprising a display unit for driving at least a torque detection unit, a display, and an arithmetic processing unit for controlling the entire electric system by a battery. In the torque device, the arithmetic processing unit generates a torque measurement interval for intermittently applying a voltage to the torque detection means, and a measured value measured at the torque value measurement interval is a preset torque threshold value. Exceeding the torque value measurement interval, a torque continuous measurement period in which a voltage is continuously applied to the torque detection means is generated, and the torque value is measured in the torque continuous measurement period.
上記した構成において、前記演算処理装置は、クロック速度を前記トルク連続計測期間で最大速度とし、前記トルク値計測間隔ではクロック速度を低下させること特徴とする。 In the configuration described above, the arithmetic processing unit is characterized in that the clock speed is set to a maximum speed during the torque continuous measurement period, and the clock speed is decreased during the torque value measurement interval.
上記した構成において、前記演算処理装置は、前記表示器の輝度を前記トルク連続計測期間で最大輝度とし、前記トルク値計測間隔では輝度を低下させた期間を有すること特徴とする。 In the configuration described above, the arithmetic processing unit has a period in which the luminance of the display unit is set to the maximum luminance in the torque continuous measurement period and the luminance is decreased in the torque value measurement interval.
上記した構成において、前記演算処理装置は、外部とのデータ入出力を行う外部データ入出力部への電力供給を通信時にのみ行うことを特徴とする。 In the above configuration, the arithmetic processing unit is characterized in that it supplies power to an external data input / output unit that performs data input / output with the outside only during communication.
本発明によれば、ストレインゲージ等のトルク検出手段に常時電圧を印加しなくても済むので、省電力化が図れ、バッテリーの小型化、コストダウン、トルクレンチ本体の軽量化および小型化が図れる。 According to the present invention, it is not necessary to constantly apply a voltage to a torque detecting means such as a strain gauge, so that power can be saved, the battery can be reduced, the cost can be reduced, and the torque wrench body can be reduced in weight and size. .
また、表示器の輝度を高くすると消費電力を多く必要とするが、このような調整は実際の計測時を行う場合に限っているので、この点からも省電力化が図れる。 Further, when the luminance of the display device is increased, a large amount of power consumption is required. However, since such adjustment is limited to the actual measurement, power saving can be achieved from this point.
さらに、データ通信が行われる操作が行われると、外部とのデータ通信を可能とする為に通信部へ電源を供給するので、この点からも省電力化が図れる。 Furthermore, when an operation for performing data communication is performed, power is supplied to the communication unit in order to enable data communication with the outside, so that power can be saved from this point.
以下本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。なお、本実施の形態のトルクレンチとしては、検査用トルクレンチ、例えば増締検査用トルクレンチを例示することができるが、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にも適用できる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings. The torque wrench of the present embodiment can be exemplified by an inspection torque wrench, for example, a tightening inspection torque wrench, but can also be applied to those that measure the torque value at which the bolt is actually tightened. .
トルクレンチ本体の構成としては、剛性を有するパイプ部材から形成されたレバー部材の前部に、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等が装着されるヘッドを交換可能に取り付け、該レバー部材の後部にはグリップ部材装着されている。そして、トルクレンチ本体には、図1に示す回路構成の演算処理装置10を備えた表示部が前記レバー部材に対しその軸回りに回転可能に設けられている。
As a configuration of the torque wrench main body, a socket or the like that is an engaging portion that engages with a driving portion (for example, a bolt head or a nut) of a fastening component is provided at the front portion of a lever member formed of a rigid pipe member. A head to be mounted is attached in a replaceable manner, and a grip member is mounted on the rear portion of the lever member. The torque wrench body is provided with a display unit provided with the
図1において、例えば前記レバー部材の内部にはストレインゲージ部20が配置され、このストレインゲージ部20に対して前記レバー部材の内部に装入している前記ヘッド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、この信号がアナログ増幅回路21、信号処理部22、A/D変換器23を介して演算処理装置10に入力される。
In FIG. 1, for example, a strain gauge portion 20 is disposed inside the lever member, and the pressure from the rear end portion of the head inserted into the lever member acts on the strain gauge portion 20. Then, a signal for torque detection is output, and this signal is input to the
このように、演算処理装置10をトルクレンチ本体1に備えたトルクレンチは、前記ソケットを例えばボルトの頭部に係合した状態で作業者が前記グリップ部材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24に表示される。
As described above, the torque wrench provided with the
表示部24は、液晶表示手段からなる第1表示部24Aと7セグメントLED表示手段からなる第2表示部24Bとを備えている。
The
演算処理装置10には、複数種類のスイッチからのスイッチ信号が入力され、かかるスイッチはキー操作部25により操作される。
The
ストレインゲージ部20に対しては、印加電圧部26により電圧が印加され、ストレインゲージ部20からのアナログデータである検出信号がアナログ増幅部21により増幅され、アナログ増幅部21で増幅した検出信号を信号処理部22で処理され、信号処理部22で処理された検出信号がA/D変換器23によりデジタル変換されて演算処理装置(CPU部)10の演算部10Aに入力される。
A voltage is applied to the strain gauge unit 20 by the
また、バッテリー部27の電圧は、電源回路部28により各回路に分配される。
In addition, the voltage of the
本実施の形態では、印加電圧部26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29を有している。
In the present embodiment, the
演算処理装置10は、電気系の全体を制御するCPU部により構成され、A/D変換器23からの検出信号が演算部10A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(不図示)に記憶される。
The
また、演算処理装置10は、表示制御部10BがLCD表示部である第1表示部24Aと7セグメントLED表示部である第2表示部24Bとの表示を制御する。
In the
本実施の形態の演算処理装置10は、通信データ処理部10Dを介して外部データ入出力部30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30は、通信データ処理部10Dからの信号により、省電力化のために電源制御部31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32により時計手段33が駆動され、この時計手段33のカレンダー及び時間データが演算処理装置10に取り込まれ、トルク検出データと共に前記メモリに記憶され、また第1表示部24A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。
The
そして、演算処理装置10の演算部10A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24Aに表示させる。演算部10A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。
Then, the
なお、増締検査トルクの判定方法としては、例えば前述した特許文献1、2に示す手法が例示される。 As a method for determining the tightening inspection torque, for example, the methods disclosed in Patent Documents 1 and 2 described above are exemplified.
液晶表示の第1表示部24Aは、反射型の液晶表示方式が採用され、図1に示すように、上下2段に分け、上段において、電池残量表示を絵表示を用いて行い、その右側にトルクの単位(N.m)を表示し、さらに前記電池残量表示部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。
The
また、7セグメント式の第2表示部24Bには、トルク値を表示するようにしている。
In addition, the torque value is displayed on the 7-segment
本実施の形態において、印加電圧制御部29は、演算処理装置10のトルク値判断部10Cにより制御されるが、演算処理装置10による印加電圧制御部29等に対する処理を、図2に示すタイミングチャート、図3に示すフローチャートに基づいて説明する。
In the present embodiment, the applied
トルク値の計測処理は、予めトルクしきい値を設定し、間欠的にストレインゲージ部20に印加電圧部26より電圧を印加し、間欠的に測定したトルク値がトルクしきい値を越えると、連続的にストレインゲージ部20に印加電圧部26より電圧を印加してトルク値の波形を連続的に得るトルク計測期間Tとする。そして、トルクピーク値に達すると、測定開始からのトルク計測期間Tを終了し、次にトルク計測を開始するまでのトルク計測休止期間T1とする。
In the torque value measurement process, a torque threshold value is set in advance, a voltage is intermittently applied from the applied
このトルク測定の処理を図3に示すフローチャートに基づいて説明する。 The torque measurement process will be described based on the flowchart shown in FIG.
図3に示すフローチャートにおいて、トルク計測間隔t2の時間内か否かを判断し(S1)、経過すると印加電圧制御部29に対し印加電圧電源ONを指示し、印加電圧部26によりストレインゲージ部20にトルク計測期間t3の間電圧を印加する(S2)。そして、印加電圧制御部29は印加電圧をOFFにする(S4)。
In the flowchart shown in FIG. 3, it is determined whether or not the time is within the torque measurement interval t2 (S1). When the elapsed time has elapsed, the applied
一方、S1において、トルク計測間隔t2の時間内であると、S4に進む。 On the other hand, if it is within the time of the torque measurement interval t2 in S1, the process proceeds to S4.
S4では、印加電圧制御部29にONを指示し、ストレインゲージ部26に通電し、S5に進んでトルクしきい値との比較を行うための計測(トルクしきい値計測と称す)を行う。このトルクしきい値計測は図2におけるトルクしきい値計測期間t4での1パルスのONの間で行われる。
In S4, the applied
ここで、S2におけるトルク計測期間t3は、トルク計測間隔t2の開始時に必ず実行されるのに対し、その後に実行されるS4におけるトルクしきい値計測を行うトルクしきい値計測期間t4は途中で打ち切られることがある。 Here, the torque measurement period t3 in S2 is always executed at the start of the torque measurement interval t2, whereas the torque threshold measurement period t4 for performing the torque threshold measurement in S4 executed thereafter is in the middle. It may be censored.
S6では、S5におけるトルクしきい値計測での計測値(比較計測値と称す)が予め設定したトルクしきい値のレベルを越えているか否かを判断し、越えていなければS7に進んで印加電圧制御部29にOFFを指示する。そして、S1に戻る。
In S6, it is determined whether or not the measured value (referred to as a comparative measurement value) in the torque threshold measurement in S5 exceeds a preset torque threshold level. If not, the process proceeds to S7 and applied. Instructs the
また、S6において、比較計測値が予め設定したしきい値レベルを越えていると判断されると、S8において、印加電圧制御部29に印加電圧ONの継続を指示し、トルク計測間隔t2を中止しトルク連続計測間隔t1を開始する。そして、この間でのトルクピーク値を第2表示部24Bに表示する。比較計測値がトルクしきい値レベル以下となるまでこのS8,S9の処理が行われ(S10)、比較計測値がトルクしきい値レベル以下となると、S11に進んで印加電圧制御部29に印加電圧OFFを指示し、S1に戻って再びトルク計測間隔t2を開始する。
If it is determined in S6 that the comparative measurement value exceeds the preset threshold level, in S8, the application
以上のように、ストレインゲージ部20に対して印加電圧を間欠的に供給し、実際にトルク計測が実行されていると判断すると、トルク計測間隔t2を終了してトルク連続計測間隔t1に移行し、トルク値の連続計測を行うようにしているので、ストレインゲージ部20に対する印加電圧時間が少なくなり、省電力化が図れ、トルク計測を行う増幅器21、処理部22、A/D変換器23の消費電力の低減が同時に図られる。
As described above, when the applied voltage is intermittently supplied to the strain gauge unit 20 and it is determined that the torque measurement is actually being executed, the torque measurement interval t2 is terminated and the process proceeds to the torque continuous measurement interval t1. Since the torque value is continuously measured, the applied voltage time to the strain gauge unit 20 is reduced, the power can be saved, and the
また、図2に示すように、CPUクロックの速度は、トルク連続計測間隔t1で最大クロックとし、このトルク連続計測間隔t1に続くトルク計測間隔t2の途中まで中速クロックとし、この後はトルク連続計測間隔t1が開始されるまで低速クロックで処理を行う。 Further, as shown in FIG. 2, the CPU clock speed is set to the maximum clock at the continuous torque measurement interval t1, and is set to the middle speed clock until the middle of the torque measurement interval t2 following the continuous torque measurement interval t1, and thereafter the torque continuous. Processing is performed with a low-speed clock until the measurement interval t1 is started.
したがって、CPU10の消費電力の削減が図れ、実際にトルク計測に必要な時にはクロック速度を最大としているので、高精度にトルク値を測定することができる。
Therefore, the power consumption of the
また、第2表示部24Bの7セグメントLED表示の輝度を調整可能としており、CPU10の最大および中速のクロック速度の時に輝度を最大とし、低速クロックの速度の時に輝度を半分とするようにしている。このため、トルク測定時におけるトルク表示値が明るく表示されるが、常時高輝度表示としていないので、省電力化が図れる。
Further, the brightness of the 7-segment LED display of the
外部データ入出力部30に対し、キー操作および接続コードの接続の自動検知により通信状態を検知するということでデータ通信をするときにのみ、電源を供給するように電源制御部31を制御するので、データ通信入出力部の消費電流が低減され、省電力化が図れる。
Since the
このような省電力化を図った本実施の形態のトルクレンチの電気系において、図2に示すように、全体の電流は、最大クロック時を100%とすると、中速クロック時には70%、低速クロック時には50%となる。 In the electric system of the torque wrench according to the present embodiment for achieving such power saving, as shown in FIG. 2, the total current is 70% when the maximum clock is 100% and the low speed is low when the maximum clock is 100%. 50% when clocked.
10 演算処理装置(CPU)
10A 演算部 10B 表示制御部
10C トルク値判断部 10D 通信データ処理部
20 ストレインゲージ部
21 アナログ増幅部
22 信号処理部
23 A/D変換器
24 表示器
24A 第1表示器 24B 第2表示器
25 キー操作部
26 印加電圧部
27 バッテリー部
28 電源回路部
29 印加電圧制御部
30 外部データ入出力部
31 電源制御部
32 バックアップ電池
33 時計IC
10. Arithmetic processing unit (CPU)
Claims (4)
前記演算処理装置は、前記トルク検出手段に対して間欠的に電圧を印加するトルク計測間隔を生成し、該トルク値計測間隔で計測した計測値が予め設定したトルクしきい値を越えると、該トルク値計測間隔を終了して前記トルク検出手段に電圧を連続的に印加するトルク連続計測期間を生成し、該トルク連続計測期間でトルク値を測定することを特徴とするトルク機器。 In a torque device including a display unit that drives at least a torque detection means, a display, and an arithmetic processing device that controls the entire electrical system by a battery,
The arithmetic processing unit generates a torque measurement interval in which a voltage is intermittently applied to the torque detection means, and when a measurement value measured at the torque value measurement interval exceeds a preset torque threshold, A torque device characterized by generating a torque continuous measurement period in which a torque value measurement interval ends and a voltage is continuously applied to the torque detection means, and the torque value is measured in the torque continuous measurement period.
4. The torque device according to claim 1, wherein the arithmetic processing unit supplies power to an external data input / output unit that performs data input / output with the outside only during communication.
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JPH08155848A (en) * | 1994-12-09 | 1996-06-18 | Tonichi Seisakusho:Kk | Power control system in wireless torque wrench |
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2005
- 2005-10-18 JP JP2005303459A patent/JP2007111801A/en active Pending
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JPH08155848A (en) * | 1994-12-09 | 1996-06-18 | Tonichi Seisakusho:Kk | Power control system in wireless torque wrench |
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