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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023035221
(43)【公開日】2023-03-13
(54)【発明の名称】ナットランナ操作装置
(51)【国際特許分類】
B25B 23/14 20060101AFI20230306BHJP
G01L 5/00 20060101ALI20230306BHJP
【ＦＩ】
B25B23/14 610V
G01L5/00 103C
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021141885
(22)【出願日】2021-08-31
(71)【出願人】
【識別番号】000005326
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】500285923
【氏名又は名称】株式会社エスティック
(71)【出願人】
【識別番号】392036153
【氏名又は名称】菱電湘南エレクトロニクス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】津▲崎▼ 一浩
(72)【発明者】
【氏名】榊原 利次
(72)【発明者】
【氏名】平井 浩基
(72)【発明者】
【氏名】土田 雄一
(72)【発明者】
【氏名】原 安史
(72)【発明者】
【氏名】大橋 利明
【テーマコード（参考）】
2F051
3C038
【Ｆターム（参考）】
2F051AB04
3C038AA01
3C038BC02
3C038CA01
3C038CA05
3C038DA00
(57)【要約】
【課題】ナットランナの位置及び姿勢の変化を好適に支援することが可能なナットランナ操作装置を提供する。
【解決手段】ナットランナ操作装置１は、ボルトを締付可能なナットランナ９と、ナットランナ９の基端部側を支持する可動アームと、を備え、ナットランナ９は、駆動部Ｍによって回転可能な駆動軸と、駆動軸の先端部に設けられる超音波センサ５０と、駆動軸に対して相対的に回動可能に外装されているハンドルカバー７０と、を備え、ハンドルカバー７０は、可動アームによって支持されたナットランナ９の位置及び姿勢を利用者によって変更可能に構成されているとともに、駆動部Ｍを作動させるためのスイッチ７３を有する。
【選択図】図１
【解決手段】ナットランナ操作装置１は、ボルトを締付可能なナットランナ９と、ナットランナ９の基端部側を支持する可動アームと、を備え、ナットランナ９は、駆動部Ｍによって回転可能な駆動軸と、駆動軸の先端部に設けられる超音波センサ５０と、駆動軸に対して相対的に回動可能に外装されているハンドルカバー７０と、を備え、ハンドルカバー７０は、可動アームによって支持されたナットランナ９の位置及び姿勢を利用者によって変更可能に構成されているとともに、駆動部Ｍを作動させるためのスイッチ７３を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ボルトを締付可能なナットランナと、
前記ナットランナの基端部側を支持する可動アームと、
を備え、
前記ナットランナは、
駆動部によって回転可能な駆動軸と、
前記駆動軸の先端部に設けられる超音波センサと、
前記駆動軸に対して相対的に回動可能に外装されているハンドルカバーと、
を備え、
前記ハンドルカバーは、
前記可動アームによって支持された前記ナットランナの位置及び姿勢を利用者によって変更可能に構成されているとともに、
前記駆動部を作動させるためのスイッチ部を有する
ことを特徴とするナットランナ操作装置。
前記ナットランナの基端部側を支持する可動アームと、
を備え、
前記ナットランナは、
駆動部によって回転可能な駆動軸と、
前記駆動軸の先端部に設けられる超音波センサと、
前記駆動軸に対して相対的に回動可能に外装されているハンドルカバーと、
を備え、
前記ハンドルカバーは、
前記可動アームによって支持された前記ナットランナの位置及び姿勢を利用者によって変更可能に構成されているとともに、
前記駆動部を作動させるためのスイッチ部を有する
ことを特徴とするナットランナ操作装置。
【請求項2】
前記ナットランナは、
前記駆動軸に外嵌されており、前記超音波センサと接続される筒状の第一の端子と、
前記駆動軸とともに回転する前記第一の端子に対する接続を摺動して維持可能であり、前記超音波センサの検出結果に基づいてボルト軸力を算出する制御部と接続される第二の端子と、
を備え、
前記第一の端子及び前記第二の端子は、前記ハンドルカバーよりも前記可動アーム側に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のナットランナ操作装置。
前記駆動軸に外嵌されており、前記超音波センサと接続される筒状の第一の端子と、
前記駆動軸とともに回転する前記第一の端子に対する接続を摺動して維持可能であり、前記超音波センサの検出結果に基づいてボルト軸力を算出する制御部と接続される第二の端子と、
を備え、
前記第一の端子及び前記第二の端子は、前記ハンドルカバーよりも前記可動アーム側に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のナットランナ操作装置。
【請求項3】
前記可動アームは、少なくとも２つの回転軸を有するリンク機構を構成する
ことを特徴とする請求項１に記載のナットランナ操作装置。
ことを特徴とする請求項１に記載のナットランナ操作装置。
【請求項4】
前記可動アームは、平行クランク機構を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のナットランナ操作装置。
ことを特徴とする請求項１に記載のナットランナ操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ボルト軸力を測定する際に、ボルトを締め付けるナットランナの操作を支援する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
ボルトを締め付けながら超音波センサを用いてボルトの長さを測定することによって、ボルト軸力を測定することが行われている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－１９２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
かかるナットランナは、利用者が保持して用いられるが、ナットランナの姿勢等がボルト軸力に与える影響が大きいため、ナットランナの三次元的な位置及び姿勢を適切にすることが望まれている。
【0005】
本発明は、前記した事項に鑑みて創案されたものであり、ナットランナの位置及び姿勢の変化を好適に支援することが可能なナットランナ操作装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記した課題を解決するため、本発明のナットランナ操作装置は、ボルトを締付可能なナットランナと、前記ナットランナの基端部側を支持する可動アームと、を備え、前記ナットランナは、駆動部によって回転可能な駆動軸と、前記駆動軸の先端部に設けられる超音波センサと、前記駆動軸に対して相対的に回動可能に外装されているハンドルカバーと、を備え、前記ハンドルカバーは、前記可動アームによって支持された前記ナットランナの位置及び姿勢を利用者によって変更可能に構成されているとともに、前記駆動部を作動させるためのスイッチ部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、利用者によるナットランナの位置及び姿勢の変化を好適に支援することができ、正確なボルト軸力測定を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0010】
図１に示すように、本発明の実施形態に係るボルト軸力測定装置１は、ナットランナ９によってボルト２（図２参照）を測定対象物（例えば、エンジン等）に対して締め付ける際に発生するボルト（締付）軸力を測定する装置であり、利用者によるナットランナ９の操作を支援するナットランナ操作装置である。ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作システム）１は、基台部３と、基台部３から立設される縦アーム部６と、を備える。基台部３には、雌ネジ部が形成された測定対象物が載置される。
【0011】
ボルト軸力測定装置１は、一端部側が縦アーム部６に連結されるとともに、関節部８を介して直列に連結される複数のアーム部７と、他端部側のアーム部７によって保持されるナットランナ（締付装置）９と、を備える。複数のアーム部７及び関節部８は、ナットランナ９を操作する利用者の動作に応じて、ナットランナ９の位置及び姿勢を三次元的に変更可能な可動アームを構成する。複数のアーム部７及び関節部８は、ナットランナ９が利用者によって操作されていない場合には、ナットランナ９の位置及び姿勢をそのまま維持する。
【0012】
本実施形態において、一番目のアーム部７の一端部は、縦アーム部６に対して上下方向に位置変更可能かつ上下軸周りに姿勢変更可能に取り付けられている。二番目のアーム部７の一端部は、関節部８を介して、一番目のアーム部７の他端部に対して上下軸周りに姿勢変更可能に取り付けられている。三番目のアーム部７の一端部は、関節部８を介して、二番目のアーム部７の他端部に対して上下軸周りに姿勢変更可能に取り付けられている。四番目のアーム部７の一端部は、関節部８を介して、三番目のアーム部７の他端部に対して水平軸周りに姿勢変更可能に取り付けられている。五番目のアーム部７の一端部は、関節部８を介して、四番目のアーム部７の他端部に対して水平軸周りに姿勢変更可能に取り付けられている。ナットランナ９の後記するカバー６０は、五番目のアーム部７の他端部に取り付けられている。
【0013】
すなわち、可動アームは、直列に設けられた複数のアーム部７が関節部８によって連結されることによって、少なくとも２つの回転軸を有するリンク機構を構成する。ここで、少なくとも２つの回転軸に含まれる２つの回転軸は、異なる向きに設定されている。かかるリンク機構は、ナットランナ９が三次元的に位置（及び姿勢）を変更することを可能とする。また、本実施形態において、四番目の上下一対のアーム部７Ａ及びその両端部の関節部８及びアーム部７Ｂ，７Ｃは、側面視で（ボルト２の締結方向に直交する方向から見て）平行四辺形状を呈する平行クランク機構を構成する。かかる平行クランク機構は、利用者によるナットランナ９の操作時に、ナットランナ９が上下方向に延びる姿勢を維持した状態で移動することを可能とする。
【0014】
ボルト軸力測定装置１は、制御部Ｃが駆動部Ｍ（モータ等）を駆動させることによって、ボルト２（図２参照）に装着されたナットランナ９を回転させて、基台部３に載置された測定対象物に形成された雌ネジ部に対してボルト２を締め付ける。ボルト軸力測定装置１の制御部Ｃは、ボルト締付時の超音波パルスのエコーに基づいて、ボルト軸力を算出する。制御部Ｃは、算出されたボルト軸力を図示しない表示装置（モニタ等）に表示させることができる。
【0015】
＜ナットランナ＞
ナットランナ９は、他端部側のアーム部７によって保持されている部位よりも上側に、制御部Ｃと、駆動部Ｍと、を備える。制御部Ｃ及び駆動部Ｍは、カバー部材によって被覆されている。制御部Ｃは、ナットランナ９の他部品とは別体に構成されてもよい。また、図２に示すように、ナットランナ９は、他端部側のアーム部７によって保持されている部位よりも下側に、回転シャフト１０と、筒部２０と、ソケット３０と、支持部４０と、超音波センサ５０と、カバー６０と、ハンドルカバー７０と、を備える。なお、図１では、ソケット３０は省略されている。また、ナットランナ９は、スイッチ用端子８１と、第一の端子８２と、第二の端子８３と、を備える。また、ナットランナ９は、基端部側から先端部側へと順に、ベアリングＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５を備える。また、ナットランナ９は、カバー６０の先端部側に設けられるコネクタＣ１と、カバー６０の基端部側に設けられるコネクタＣ２と、を備える。
ナットランナ９は、他端部側のアーム部７によって保持されている部位よりも上側に、制御部Ｃと、駆動部Ｍと、を備える。制御部Ｃ及び駆動部Ｍは、カバー部材によって被覆されている。制御部Ｃは、ナットランナ９の他部品とは別体に構成されてもよい。また、図２に示すように、ナットランナ９は、他端部側のアーム部７によって保持されている部位よりも下側に、回転シャフト１０と、筒部２０と、ソケット３０と、支持部４０と、超音波センサ５０と、カバー６０と、ハンドルカバー７０と、を備える。なお、図１では、ソケット３０は省略されている。また、ナットランナ９は、スイッチ用端子８１と、第一の端子８２と、第二の端子８３と、を備える。また、ナットランナ９は、基端部側から先端部側へと順に、ベアリングＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５を備える。また、ナットランナ９は、カバー６０の先端部側に設けられるコネクタＣ１と、カバー６０の基端部側に設けられるコネクタＣ２と、を備える。
【0016】
回転シャフト１０の基端部側は、カバー６０に収容されており、回転シャフト１０の軸方向中間部は、ハンドルカバー７０に収容されており、回転シャフト１０の先端部側は、カバー６０及びハンドルカバー７０から露出している。スイッチ用端子８１は、ハンドルカバー７０内に設けられており、第一の端子８２及び第二の端子８３は、カバー６０内に設けられており、コネクタＣ１，Ｃ２は、カバー６０に設けられている。すなわち、第一の端子８２、第二の端子８３及びコネクタＣ１，Ｃ２は、ハンドルカバー７０外であってハンドルカバー７０よりも可動アームによって支持されている部位側に設けられている。なお、図２において、支持部４０の一部、超音波センサ５０及びボルト２は、断面ではなく外表面が図示されている。
【0017】
＜回転シャフト＞
回転シャフト１０は、制御部Ｃによる駆動部Ｍの制御によって、所定のトルク及び回転速度（回転角速度）で回転する金属製の筒状部材である。回転シャフト１０において、後記する筒部２０に収容されている部位及び筒部２０から露出する当該シャフト１０の先端部の外径は、かかる部位よりも基端部側であって後記するカバー６０に収容されている部位の外径よりも小径に設定されている。
回転シャフト１０は、制御部Ｃによる駆動部Ｍの制御によって、所定のトルク及び回転速度（回転角速度）で回転する金属製の筒状部材である。回転シャフト１０において、後記する筒部２０に収容されている部位及び筒部２０から露出する当該シャフト１０の先端部の外径は、かかる部位よりも基端部側であって後記するカバー６０に収容されている部位の外径よりも小径に設定されている。
【0018】
＜筒部＞
筒部２０は、回転シャフト１０の先端部側において回転シャフト１０に対して相対的に回転可能に外装される金属製又は樹脂製の部材（カラー）である。筒部２０の内径は、回転シャフト１０の外径よりも大きい。筒部２０は、ベアリングＢ５によって、回転シャフト１０に対して相対回動可能に取り付けられている。筒部２０の軸線（回動軸）は、回転シャフト１０の軸線（回転軸）と同一直線上に位置する。筒部２０の外径は、後記するカバー６０の外径よりも小径に形成されている。また、筒部２０の基端部（上端部）は、カバー６０の先端部（下端部）に内嵌されて固定されている。すなわち、筒部２０は、カバー６０と一体的に回動するものであり、カバー６０の延長部であるといえる。
筒部２０は、回転シャフト１０の先端部側において回転シャフト１０に対して相対的に回転可能に外装される金属製又は樹脂製の部材（カラー）である。筒部２０の内径は、回転シャフト１０の外径よりも大きい。筒部２０は、ベアリングＢ５によって、回転シャフト１０に対して相対回動可能に取り付けられている。筒部２０の軸線（回動軸）は、回転シャフト１０の軸線（回転軸）と同一直線上に位置する。筒部２０の外径は、後記するカバー６０の外径よりも小径に形成されている。また、筒部２０の基端部（上端部）は、カバー６０の先端部（下端部）に内嵌されて固定されている。すなわち、筒部２０は、カバー６０と一体的に回動するものであり、カバー６０の延長部であるといえる。
【0019】
＜ソケット＞
ソケット３０は、回転シャフト１０及びボルト２に外嵌される金属製又は樹脂製の筒状部材である。ソケット３０の基端部（上端部）は、回転シャフトの先端部（下端部）であって、筒部２０から露出する部位に着脱可能に外嵌されて固定されている。ソケット３０の先端部（下端部）は、ボルト２の頭部２ａに外嵌可能である。
ソケット３０は、回転シャフト１０及びボルト２に外嵌される金属製又は樹脂製の筒状部材である。ソケット３０の基端部（上端部）は、回転シャフトの先端部（下端部）であって、筒部２０から露出する部位に着脱可能に外嵌されて固定されている。ソケット３０の先端部（下端部）は、ボルト２の頭部２ａに外嵌可能である。
【0020】
＜支持部＞
支持部４０は、回転シャフト１０の先端部に対して超音波センサ５０を支持する部材である。支持部４０は、弾発コイルバネ等によって構成されている。支持部４０の内部には、超音波センサ５０の機能部品の一部が内蔵されている。すなわち、支持部４０は、超音波センサ５０の一部であるともいえる。
支持部４０は、回転シャフト１０の先端部に対して超音波センサ５０を支持する部材である。支持部４０は、弾発コイルバネ等によって構成されている。支持部４０の内部には、超音波センサ５０の機能部品の一部が内蔵されている。すなわち、支持部４０は、超音波センサ５０の一部であるともいえる。
【0021】
＜超音波センサ＞
超音波センサ（超音波探触子）５０は、ソケット３０内において、筒部２０の先端部（下端部）に取り付けられている略円柱形状の部材である。超音波センサ５０は、超音波パルスを発振し、発振した超音波パルスのエコーを受信する圧電素子等を備える。
超音波センサ（超音波探触子）５０は、ソケット３０内において、筒部２０の先端部（下端部）に取り付けられている略円柱形状の部材である。超音波センサ５０は、超音波パルスを発振し、発振した超音波パルスのエコーを受信する圧電素子等を備える。
【0022】
＜カバー＞
カバー６０は、他端部側のアーム部７によって保持されるとともに、回転シャフト１０の基端部側に外装される筒状の金属製又は樹脂製の部材である。カバー６０の内径は、回転シャフト１０の外径よりも大きい。カバー６０は、ベアリングＢ１，Ｂ２によって、回転シャフト１０に対して相対的に回動可能に取り付けられている。カバー６０の軸線（回動軸）は、回転シャフト１０の軸線（回転軸）と同一直線上に位置する。カバー６０は、例えばモータＭが収容されるナットランナ９の上端部のカバーと一体的に連結されており、当該カバーを介して他端部側にアーム７によって保持されていてもよい。
カバー６０は、他端部側のアーム部７によって保持されるとともに、回転シャフト１０の基端部側に外装される筒状の金属製又は樹脂製の部材である。カバー６０の内径は、回転シャフト１０の外径よりも大きい。カバー６０は、ベアリングＢ１，Ｂ２によって、回転シャフト１０に対して相対的に回動可能に取り付けられている。カバー６０の軸線（回動軸）は、回転シャフト１０の軸線（回転軸）と同一直線上に位置する。カバー６０は、例えばモータＭが収容されるナットランナ９の上端部のカバーと一体的に連結されており、当該カバーを介して他端部側にアーム７によって保持されていてもよい。
【0023】
＜ハンドルカバー＞
ハンドルカバー７０は、回転シャフト１０の先端部側（筒部２０）に外装される筒状の金属製又は樹脂製の部材である。ハンドルカバー７０の内径は、筒部２０の外径よりも大きい。ハンドルカバー７０は、ベアリングＢ３，Ｂ４によって、筒部２０に対して相対的に回動可能に取り付けられている。ハンドルカバー７０の軸線（回動軸）は、回転シャフト１０の軸線（回転軸）と同一直線上に位置する。
ハンドルカバー７０の外径は、カバー６０の外径と略同径に形成されている。ハンドルカバー７０は、可動アーム（アーム部７及び関節部８）によって支持されたナットランナ９の位置及び姿勢を利用者によって三次元的に変更可能に構成されている。ハンドルカバー７０は、筒状を呈する本体部７１と、本体部７１の基端部側に形成された孔部７１ａに設けられるスイッチ（スイッチ部）７２と、を備える。スイッチ７２は、駆動部Ｍを作動させるためのものである。スイッチ７２は、孔部７１ａの周縁部の基端部側に揺動可能に支持される本体部７２ａと、本体部７３ａの先端部から延設されており、孔部７１ａの周縁部の先端部側において本体部７１内に収容される片部７２ｂと、を一体に備える。本体部７１の基端部（上端部）は、カバー６０の先端部（下端部）に外嵌されている。
ハンドルカバー７０は、回転シャフト１０の先端部側（筒部２０）に外装される筒状の金属製又は樹脂製の部材である。ハンドルカバー７０の内径は、筒部２０の外径よりも大きい。ハンドルカバー７０は、ベアリングＢ３，Ｂ４によって、筒部２０に対して相対的に回動可能に取り付けられている。ハンドルカバー７０の軸線（回動軸）は、回転シャフト１０の軸線（回転軸）と同一直線上に位置する。
ハンドルカバー７０の外径は、カバー６０の外径と略同径に形成されている。ハンドルカバー７０は、可動アーム（アーム部７及び関節部８）によって支持されたナットランナ９の位置及び姿勢を利用者によって三次元的に変更可能に構成されている。ハンドルカバー７０は、筒状を呈する本体部７１と、本体部７１の基端部側に形成された孔部７１ａに設けられるスイッチ（スイッチ部）７２と、を備える。スイッチ７２は、駆動部Ｍを作動させるためのものである。スイッチ７２は、孔部７１ａの周縁部の基端部側に揺動可能に支持される本体部７２ａと、本体部７３ａの先端部から延設されており、孔部７１ａの周縁部の先端部側において本体部７１内に収容される片部７２ｂと、を一体に備える。本体部７１の基端部（上端部）は、カバー６０の先端部（下端部）に外嵌されている。
【0024】
＜スイッチ用端子＞
スイッチ用端子８１は、筒部２０に外嵌される筒状部材である。本実施形態において、スイッチ用端子８１は、筒部２０に対して一体的に回転可能に取り付けられている。スイッチ用端子８１は、利用者によってスイッチ７２の本体部７２ａが押下された場合に、スイッチ７２の片部７２ｂと接触し、制御部Ｃに対して電気的な信号を発生する。スイッチ用端子８１は、ハンドルカバー７０が回転シャフト８０及び／又は筒部２０に対して相対的に回動した場合においても、片部７２ｂ及びスイッチ用端子８１が互いに摺動することによって、片部７２ｂとの接触を維持する。
スイッチ用端子８１は、筒部２０に外嵌される筒状部材である。本実施形態において、スイッチ用端子８１は、筒部２０に対して一体的に回転可能に取り付けられている。スイッチ用端子８１は、利用者によってスイッチ７２の本体部７２ａが押下された場合に、スイッチ７２の片部７２ｂと接触し、制御部Ｃに対して電気的な信号を発生する。スイッチ用端子８１は、ハンドルカバー７０が回転シャフト８０及び／又は筒部２０に対して相対的に回動した場合においても、片部７２ｂ及びスイッチ用端子８１が互いに摺動することによって、片部７２ｂとの接触を維持する。
【0025】
＜第一の端子＞
第一の端子８２は、ハンドルカバー７０よりも基端部側において、回転シャフト１０に外嵌される筒状部材である。本実施形態において、第一の端子８２は、回転シャフト１０に対して一体的に回転可能に取り付けられている。第一の端子８２は、回転シャフト１０内及び当該回転シャフト１０に形成された孔部を通る図示しない配線によって、超音波センサ５０と電気的に接続されている。
第一の端子８２は、ハンドルカバー７０よりも基端部側において、回転シャフト１０に外嵌される筒状部材である。本実施形態において、第一の端子８２は、回転シャフト１０に対して一体的に回転可能に取り付けられている。第一の端子８２は、回転シャフト１０内及び当該回転シャフト１０に形成された孔部を通る図示しない配線によって、超音波センサ５０と電気的に接続されている。
【0026】
＜第二の端子＞
第二の端子８３は、カバー６０の内周面に取り付けられており、第一の端子８２と電気的に接続される部材である。第二の端子８３は、回転シャフト１０がカバー６０に対して相対的に回動した場合においても、第一の端子８２及び第三の端子８３が互いに摺動することによって、第一の端子８２との電気的な接続を維持する。第二の端子８３は、図示しない配線によって制御部Ｃと電気的に（通信可能に）接続されている。
第二の端子８３は、カバー６０の内周面に取り付けられており、第一の端子８２と電気的に接続される部材である。第二の端子８３は、回転シャフト１０がカバー６０に対して相対的に回動した場合においても、第一の端子８２及び第三の端子８３が互いに摺動することによって、第一の端子８２との電気的な接続を維持する。第二の端子８３は、図示しない配線によって制御部Ｃと電気的に（通信可能に）接続されている。
【0027】
＜スイッチ用端子と制御部との接続構造＞
ここで、スイッチ用端子８１と制御部Ｃとの接続構造、すなわち、スイッチ用端子８１から制御部Ｃへの信号の伝達構造について説明する。本実施形態において、スイッチ用端子８１は、筒部４０とハンドルカバー７０及びカバー６０との間の空間、並びに、カバー６０に形成された孔部を介して配置される図示しない配線を介してコネクタＣ１と接続されている。コネクタＣ１は、カバー６０外に露出しており、カバー６０外において、図示しない接続端子及び配線を介して制御部Ｃと接続されている。かかるコネクタＣ１を用いた制御部Ｃとの接続は、制御部Ｃがナットランナ９外に設けられている場合に特に好適である。
ここで、スイッチ用端子８１と制御部Ｃとの接続構造、すなわち、スイッチ用端子８１から制御部Ｃへの信号の伝達構造について説明する。本実施形態において、スイッチ用端子８１は、筒部４０とハンドルカバー７０及びカバー６０との間の空間、並びに、カバー６０に形成された孔部を介して配置される図示しない配線を介してコネクタＣ１と接続されている。コネクタＣ１は、カバー６０外に露出しており、カバー６０外において、図示しない接続端子及び配線を介して制御部Ｃと接続されている。かかるコネクタＣ１を用いた制御部Ｃとの接続は、制御部Ｃがナットランナ９外に設けられている場合に特に好適である。
【0028】
＜超音波センサと制御部との接続構造＞
続いて、超音波センサ５０と制御部Ｃとの接続構造、すなわち、超音波センサ５０から制御部Ｃへの超音波センサ５０の検出結果の伝達構造について説明する。本実施形態において、超音波センサ５０は、支持部４０の内部、回転シャフト１０の内部及び回転シャフト１０に形成された孔部を介して配置される図示しない配線によって、第一の端子８１と接続されている。第二のセンサ８２は、回転シャフト１０とカバー６０との間の空間に配置される図示しない配線を介してコネクタＣ２と接続されている。コネクタＣ２は、カバー６０外に露出しており、カバー６０外において、図示しない接続端子及び配線を介して制御部Ｃと接続されている。かかるコネクタＣ２を用いた制御部Ｃとの接続は、制御部Ｃがナットランナ９外に設けられている場合に特に好適である。
続いて、超音波センサ５０と制御部Ｃとの接続構造、すなわち、超音波センサ５０から制御部Ｃへの超音波センサ５０の検出結果の伝達構造について説明する。本実施形態において、超音波センサ５０は、支持部４０の内部、回転シャフト１０の内部及び回転シャフト１０に形成された孔部を介して配置される図示しない配線によって、第一の端子８１と接続されている。第二のセンサ８２は、回転シャフト１０とカバー６０との間の空間に配置される図示しない配線を介してコネクタＣ２と接続されている。コネクタＣ２は、カバー６０外に露出しており、カバー６０外において、図示しない接続端子及び配線を介して制御部Ｃと接続されている。かかるコネクタＣ２を用いた制御部Ｃとの接続は、制御部Ｃがナットランナ９外に設けられている場合に特に好適である。
【0029】
＜動作例＞
利用者は、基台部６に測定対象物を載置する。ここで、測定対象物は、当該測定対象物に形成される雌ネジ部が上部に開口を有して鉛直方向に延びるような姿勢で配置される。また、利用者は、初期設定として、縦アーム部６の基台部３における位置、及び／又は、一番目のアーム部７の縦アーム部６に対する上下方向の位置及び上下軸周りの姿勢を設定する。
利用者は、基台部６に測定対象物を載置する。ここで、測定対象物は、当該測定対象物に形成される雌ネジ部が上部に開口を有して鉛直方向に延びるような姿勢で配置される。また、利用者は、初期設定として、縦アーム部６の基台部３における位置、及び／又は、一番目のアーム部７の縦アーム部６に対する上下方向の位置及び上下軸周りの姿勢を設定する。
【0030】
続いて、利用者は、ボルト２の頭部２ａがソケット３０によって保持されるとともに、超音波センサ５０が図示しない超音波伝搬部材（エラストマー等）を介してボルト２の頭部２ａに接触した状態で、ハンドルカバー７０の本体部７１を把持して操作し、ボルト２の軸部２ｂを測定対象物に形成された雌ネジ部に配置する。ここで、ハンドルカバー７０は、回転シャフト１０等に対して相対的に回動可能であるとともにカバー６０及び筒部２０に対しても相対的に回動可能であるため、利用者は、スイッチ７２が利用者に対して好適な位置にある状態のまま、ナットランナ９の位置及び姿勢を三次元的に変化させることができる。
【0031】
続いて、利用者は、スイッチ７２の本体部７２ａを押下する（図２の２点鎖線参照）。これにより、スイッチ７２の片部７２ｂがスイッチ用端子８１に接続し、スイッチ用端子８１は、コネクタＣ１を介して、ボルト軸力測定装置１の制御部Ｃへ信号を出力する。続いて、制御部Ｃは、かかる信号を受信すると、駆動部Ｍ（モータ等）を駆動させることによって、回転シャフト１０、ソケット３０、支持部４０及び超音波センサ５０を回転シャフト１０の軸線周りに回転させる。これにより、ボルト２の軸部２ｂが測定対象物の雌ネジ部に螺合される。また、超音波センサ５０は、超音波パルスを定期的に発振させている。制御部Ｃは、かかる超音波パルスのボルト２の頭部２ａからのエコー及びボルト２の軸部２ｂの先端部からのエコーの受信結果（検出結果）を、第一の端子８２、第二の端子８３及びコネクタＣ２を介して取得する。制御部Ｃは、かかるエコーの受信結果に基づいて、ボルト軸力を算出する。制御部Ｃは、スイッチ７３の本体部７３ａの押下が解除されてスイッチ用端子８１からの信号がなくなった場合、ボルト軸力が所定値以上となった場合等に、駆動部Ｍを停止させる。このように、制御部Ｃと超音波センサ５０との間の電気的な信号は、回転シャフト１０が回転しても互いに接続が維持される第一の端子８２及び第二の端子８３を介して伝送される。
【0032】
本発明の実施形態に係るボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１は、ボルト２を締付可能なナットランナ９と、前記ナットランナ９の基端部側を支持する可動アームと、を備え、前記ナットランナ９は、駆動部Ｍによって回転可能な駆動軸（回転シャフト１０）と、前記駆動軸の先端部に設けられる超音波センサ５０と、前記駆動軸に対して相対的に回動可能に外装されているハンドルカバー７０と、を備え、前記ハンドルカバー７０は、前記可動アームによって支持された前記ナットランナ９の位置及び姿勢を利用者によって変更可能に構成されているとともに、前記駆動部Ｍを作動させるためのスイッチ部を有する。
したがって、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１は、利用者による三次元的な位置及び姿勢の変化を好適に支援することができ、正確なボルト軸力測定を実現することができる。
したがって、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１は、利用者による三次元的な位置及び姿勢の変化を好適に支援することができ、正確なボルト軸力測定を実現することができる。
【0033】
また、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１において、前記ナットランナ９は、前記駆動軸に外嵌されており、前記超音波センサ５０と接続される筒状の第一の端子８２と、前記駆動軸とともに回転する前記第一の端子８２に対する接続を摺動して維持可能であり、前記超音波センサ５０の検出結果に基づいてボルト軸力を算出する制御部Ｃと接続される第二の端子８３と、を備え、前記第一の端子８２及び前記第二の端子８３は、前記ハンドルカバー７０よりも前記可動アーム側に設けられている。
したがって、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１は、第一の端子８２及び第二の端子８３がハンドルカバー７０の径方向内側に設けられる場合と比較して、ハンドルカバー７０の径方向への大型化を抑制し、利用者による操作性（取り回し）を向上することができる。
したがって、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１は、第一の端子８２及び第二の端子８３がハンドルカバー７０の径方向内側に設けられる場合と比較して、ハンドルカバー７０の径方向への大型化を抑制し、利用者による操作性（取り回し）を向上することができる。
【0034】
ボルト軸力を管理しながらボルト２の締付を実行する場合には、ボルト２の回転角度に応じてボルト軸力がリニアに上昇する。そのため、ボルト軸力のレートの監視、判定等といった高度な管理を実現するには、インパクトツールの様な間欠動作ではなく、連続的な締付動作が好ましい。この場合には、締付反力を受ける機構が必要であるが、かかる機構を測定対象物に応じて毎回セットアップすることは、作業性の悪化につながる。
また、軸力を測定する場合には、超音波センサ５０をボルト２に対して垂直に当てることが望ましいが、利用者による操作のみでは困難な場合がある。
また、軸力を測定する場合には、超音波センサ５０をボルト２に対して垂直に当てることが望ましいが、利用者による操作のみでは困難な場合がある。
【0035】
これに対し、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１において、前記可動アームは、少なくとも２つの回転軸を有するリンク機構を構成する。
したがって、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１は、利用者によるナットランナ９の操作（位置及び姿勢の変更）を可動アームによって好適に支援するとともに、ナットランナ９に作用するボルト２の締付反力を可動アームによって受けることができるので、作業性を向上することができる。
したがって、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１は、利用者によるナットランナ９の操作（位置及び姿勢の変更）を可動アームによって好適に支援するとともに、ナットランナ９に作用するボルト２の締付反力を可動アームによって受けることができるので、作業性を向上することができる。
【0036】
また、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１は、スイッチ７２を有して回転シャフト１０と相対的に回動可能なハンドルカバー７０を備える。これにより、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１は、ナットランナ９の位置や姿勢が変更してもスイッチ７２を作業者が押しやすい位置に維持し、どの締付位置（位相）でも作業者に無理な姿勢で作業させることをなくすことができる。さらに、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１は、超音波センサ５０がナットランナ９に組み込まれているので、求められる性能、価格等に応じてナットランナ９を選択して可動アームに取り付けることができる。
【0037】
また、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１において、前記可動アームは、平行クランク機構を有する。
したがって、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１は、平行クランク機構によってナットランナ９の姿勢を保ったまま当該ナットランナ９の位置を変更することが可能となり、例えばナットランナ９を常に鉛直方向に向けることができる。すなわち、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１は、ナットランナ９の先端部に設けられた超音波センサ５０を、測定対象物の雌ネジ部に螺合されるボルト２に対して垂直に当てることを支援することができる。
また、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１は、スイッチ７２を有して回転シャフト１０と相対的に回動可能なハンドルカバー７０を備える。これにより、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１は、ナットランナ９の位置や姿勢が変更してもスイッチ７２を作業者が押しやすい位置に維持し、どの締付位置（位相）でも作業者に無理な姿勢で作業させることをなくすことができる。さらに、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１は、超音波センサ５０がナットランナ９に組み込まれているので、求められる性能、価格等に応じてナットランナ９を選択して可動アームに取り付けることができる。
したがって、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１は、平行クランク機構によってナットランナ９の姿勢を保ったまま当該ナットランナ９の位置を変更することが可能となり、例えばナットランナ９を常に鉛直方向に向けることができる。すなわち、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１は、ナットランナ９の先端部に設けられた超音波センサ５０を、測定対象物の雌ネジ部に螺合されるボルト２に対して垂直に当てることを支援することができる。
また、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１は、スイッチ７２を有して回転シャフト１０と相対的に回動可能なハンドルカバー７０を備える。これにより、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１は、ナットランナ９の位置や姿勢が変更してもスイッチ７２を作業者が押しやすい位置に維持し、どの締付位置（位相）でも作業者に無理な姿勢で作業させることをなくすことができる。さらに、ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）１は、超音波センサ５０がナットランナ９に組み込まれているので、求められる性能、価格等に応じてナットランナ９を選択して可動アームに取り付けることができる。
【0038】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変形可能である。例えば、超音波センサ５０は、制御部Ｃの制御によって超音波パルスを発振する構成であってもよい。この場合、制御部Ｃは、スイッチ７２の片部７２ｂがスイッチ用端子８１に接続された際にスイッチ用端子８１から出力される信号を取得した場合に、コネクタＣ２、第二の端子８３及び第一の端子８２を介して信号を超音波パルスへ送信することによって、超音波センサ５０に超音波パルスを発振させることができる。すなわち、スイッチ７２は、駆動部Ｍに加えて超音波センサ５０も作動させるためのものとなる。
【符号の説明】
【0039】
１ ボルト軸力測定装置（ナットランナ操作装置）
２ ボルト
３ 基台部
６ 縦アーム部
７ アーム部（可動アーム）
７Ａ，７Ｂ，７Ｃ 平行クランク機構
８ 関節部（可動アーム）
９ ナットランナ
１０ 回転シャフト（駆動軸）
２０ 筒部
３０ ソケット
４０ 支持部（超音波センサ）
５０ 超音波センサ
６０ カバー
７０ ハンドルカバー
７１ 本体部
７１ａ 孔部
７２ スイッチ（スイッチ部）
８１ スイッチ用端子
８２ 第一の端子
８３ 第二の端子
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５ ベアリング
Ｃ 制御部
Ｍ 駆動部
２ ボルト
３ 基台部
６ 縦アーム部
７ アーム部（可動アーム）
７Ａ，７Ｂ，７Ｃ 平行クランク機構
８ 関節部（可動アーム）
９ ナットランナ
１０ 回転シャフト（駆動軸）
２０ 筒部
３０ ソケット
４０ 支持部（超音波センサ）
５０ 超音波センサ
６０ カバー
７０ ハンドルカバー
７１ 本体部
７１ａ 孔部
７２ スイッチ（スイッチ部）
８１ スイッチ用端子
８２ 第一の端子
８３ 第二の端子
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５ ベアリング
Ｃ 制御部
Ｍ 駆動部
【図1】
【図2】