(57)【要約】【課題】  ボルトやナットを締め付けるねじ締め工具の亀裂検査方法及びその装置を提供する。【解決手段】  雄ねじやナットをねじ込む工具を伝播体に係合させて前記工具を介して前記伝播体にねじり力を負荷させて亀裂検出手段（ＡＥセンサ又は受光センサ又は圧力センサ利用）により前記工具の亀裂有無を検査する。【選択図】図１
2014137365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄ねじやナットをねじ込む工具を伝播体に係合させて前記工具を介して前記伝播体にねじり力を負荷させて亀裂検出手段により前記工具の亀裂有無を検査することを特徴とするねじ締め工具の亀裂検査方法
【請求項２】
雄ねじやナットをねじ込む工具が係合される多角形の係合部を有し振動を伝播可能な伝播体と、前記伝播体に接続され伝播体内を伝播する振動を検出可能なＡＥセンサと、前記工具を前記伝播体に係合させてねじり力を与えて得られる振動情報を受けたＡＥセンサからの出力信号が入力される演算処理装置とを備えたことを特徴とするねじ締め工具の亀裂検査装置
【請求項３】
雄ねじやナットをねじ込む工具が係合される多角形の係合部を有す係合体と、前記係合部に係合されるソケットレンチの外周表面が含まれて形成される暗室と、前記係合部に係合されるソケットレンチの内面が含まれ発光体が臨まされる明室と、受光部が前記暗室内に臨まされ前記ソケットレンチを前記係合体の係合部に係合させてねじり力を与えて生じるソケットレンチの亀裂部から漏出する光を検知可能な受光センサと、受光センサからの受光信号が入力される演算処理装置とを備えたことを特徴とするねじ締め工具の亀裂検査装置
【請求項４】
雄ねじやナットをねじ込む工具が係合される多角形の係合部を有す係合体と、前記係合部に係合されるソケットレンチの内面が含まれて密閉される密室と、密室に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段と、前記係合部に係合されるソケットレンチの亀裂部から漏出する空気を検知可能な検知手段と、検知手段からの空気漏出信号が入力される演算処理装置とを備えたことを特徴とするねじ締め工具の亀裂検査装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ボルトやナットを締め付けるねじ締め工具の亀裂検査方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、ボルトやナットを締め付けるねじ締め工具の亀裂検査方法として特開２００７−３０４０５７号が知られている。【０００３】  ここでは、生産設備に接触した振動センサに検出される時間領域の振動データについて、その成分を、所定の大きさに区分けされた複数の周波数範囲毎に抽出して、複数の周波数範囲対応振動データを得る範囲対応振動データ算出工程と、前記複数の周波数範囲対応振動データのうち、周期的に発生する高振幅部間の部分において振動変化が最も少ないものを周波数範囲対応変化最小振動データとして算出する範囲対応変化最小振動データ算出工程と、前記周波数範囲対応変化最小振動データを高速フーリエ変換して周波数領域の振動信号を得る周波数領域信号変換工程と、前記周波数領域の振動信号の総和と予め定められる周波数領域の振動信号の総和とを比較し、比較結果に基づいて、前記生産設備の状態を判定する判定工程とを備えたことを特徴とする故障診断方法とされ、締付機本体５に回動自在に取付けられ軸方向に延びる４角形孔６が形成された中間ソケット３の４角形孔６にソケット部材本体１５から延出される棒状部１４を備えたソケット部材９の棒状部１４が進退自在に取付けられる構成とされ、ソケット部材９がソケット部材９に衝突する際の振動情報を取得・解析して中間ソケット３に生じた亀裂が検出できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０４０５７号
【特許文献１】特開２０００−１１１４３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかしながら、上記従来技術には次のような問題がある。
１、前記ソケット部材本体１５は平面視形状が六角形のハブナットを締め付ける用に供されハブナットの六角形に対応する穴が刻設されている。そして、この部品も長時間の使用により疲労し、図５の矢印で示されるような六角形の頂角部且つ六角形穴の開口部から亀裂が発生し六角形穴の奥方向に進展する。
２、亀裂が一定以上進展すると所定の締付けトルクより低いトルクでハブナットが締結されることになり締結不良品として修正が必要になる。
３、しかしながら、前述の技術ではソケット部材本体１５に生じている亀裂を検出できなかったのである。
４、そこで、材料が大きな変形を受けた時や亀裂発生時に発する弾性波なる振動信号を解析して亀裂の有無を判定する公知のＡＥ計測法の利用が考えられ、特開２０００−１１１４３７号公報に記されるＡＥセンサをソケット部材本体１５に取付ける提案がされたがソケット部材本体１５が回転するのでＡＥセンサの取付けは可能だがＡＥセンサから延出されるケーブルの配設ができず実用性が無かった。
本発明は、以上のような背景のもとになされたもので、ボルトやナットを締め付けるねじ締め工具の亀裂検査方法及びその装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。【０００７】請求項１に示すねじ締め工具の亀裂検査方法は、雄ねじやナットをねじ込む工具を伝播体に係合させて前記工具を介して前記伝播体にねじり力を負荷させて亀裂検出手段により前記工具の亀裂有無を検査することを特徴とする。【０００８】  請求項２に示すねじ締め工具の亀裂検査装置は、雄ねじやナットをねじ込む工具が係合される多角形の係合部を有し振動を伝播可能な伝播体と、前記伝播体に接続され伝播体内を伝播する振動を検出可能なＡＥセンサと、前記工具を前記伝播体に係合させてねじり力を与えて得られる振動情報を受けたＡＥセンサからの出力信号が入力される演算処理装置とを備えたことを特徴とする。【０００９】  請求項３に示すねじ締め工具の亀裂検査装置は、雄ねじやナットをねじ込む工具が係合される多角形の係合部を有す係合体と、前記係合部に係合されるソケットレンチの外周表面が含まれて形成される暗室と、前記係合部に係合されるソケットレンチの内面が含まれ発光体が臨まされる明室と、受光部が前記暗室内に臨まされ前記ソケットレンチを前記係合体の係合部に係合させてねじり力を与えて生じるソケットレンチの亀裂部から漏出する光を検知可能な受光センサと、受光センサからの受光信号が入力される演算処理装置とを備えたことを特徴とする。【００１０】  請求項４に示すねじ締め工具の亀裂検査装置は、雄ねじやナットをねじ込む工具が係合される多角形の係合部を有す係合体と、前記係合部に係合されるソケットレンチの内面が含まれて密閉される密室と、密室に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段と、前記係合部に係合されるソケットレンチの亀裂部から漏出する空気を検知可能な検知手段と、検知手段からの空気漏出信号が入力される演算処理装置とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】  本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
１、請求項１によると、雄ねじやナットをねじ込む工具を伝播体に係合させて前記工具を介して該伝播体にねじり力を与えることにより前記工具に生じる亀裂又は既に生じている亀裂が亀裂検出手段により検出される。【００１２】  ２、請求項２によると、雄ねじやナットをねじ込む工具を伝播体に係合させて前記工具を介して該伝播体にねじり力を与えることにより伝播体に前記工具が密着され前記工具に生じる亀裂又は既に生じている亀裂の進展が発する振動が亀裂検出手段を構成するＡＥセンサにより検知され亀裂が検出される。【００１３】  ３、請求項３によると、雄ねじやナットをねじ込むソケットレンチを係合体に係合させて前記ソケットレンチを介して該係合体にねじり力を与えることにより前記ソケットレンチに生じる亀裂又は既に生じている亀裂から漏出する光が亀裂検出手段を構成する受光センサにより検知され亀裂が検出される。【００１４】  ４、請求項４によると、雄ねじやナットをねじ込むソケットレンチを係合体に係合させて前記ソケットレンチを介して該係合体にねじり力を与えることにより前記ソケットレンチに生じる亀裂又は既に生じている亀裂から空気が漏出することが亀裂検出手段を構成する空気漏出検知手段により検知され亀裂が検出される。【００１５】  ５、以上により、目視では困難な微細な亀裂も容易に発見できるので常に無傷の工具を利用可能になる。これにより、ねじ締め品質の維持や亀裂に端を発する破損品による事故を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】  本発明のねじ締め工具亀裂検査装置の第１実施例を示す要部断面図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】  本発明のねじ締め工具亀裂検査装置の第２実施例を示す要部断面図である。
【図４】  伝播体の別の実施例を示す要部断面図である。
【図５】  ソケット部材本体の亀裂発生部位を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
【実施例１】
【００１８】  本発明の特徴とするところは請求項２と請求項３とを併用するもので、図１、２を用いて本発明に係るねじ締め工具亀裂検査装置について説明する。
１は基体部であり、中心部に大径穴と小径穴とから成る段付き穴４が刻設され大径穴が開口されている。さらに、段付き穴４の底面中心部に断面六角形の穴が刻設され、該穴の底面中心部に断面円形の孔３が貫設されている。
２は伝播体であり、断面六角形とされ厚さがソケットレンチＴに刻設される六角穴の深さより小さくされた頭部２ａの中心から同軸上に延出される頂角の位置が頭部２ａより３０度ずれた断面六角形の胴部２ｃの中心からさらに同軸上に雄ネジ２ｄが延出されている。そして、胴部２ｃの先端が前記六角形の穴に嵌入されて雄ネジ２ｄが孔３に挿通され雄ネジ２ｄに螺合されるナット１０が座金９を介して基体部１の表面に当接されている。また、頭部２ａの先端面中心部に断面六角形の穴２ｂが刻設されている。
（基体部１と伝播体２とが一体でも良い）【００１９】  また、図２から分かるように、基体部１には伝播体２の胴部２ｃの六角面に対向して段付き穴４の小径孔に開口する孔５が６ヶ所貫設されており、該孔５に遮光部材１２付きＬＥＤランプ１１（請求項１、３に係る亀裂検出手段の構成要素の一部）が装着されて発光部が段付き穴４の小径孔に臨まされている。
６は基体部１に刻設される段付き孔４の大径孔が開口される端面に着脱自在に取付けられるリング状の伝送体
７は段付き孔４の大径孔に装着され弾性体から成るリング状の第１シール部材
８は伝送体６の内面先端側に周設され断面略三角形の弾性体から成る第２シール部材【００２０】  １３は受光センサ（請求項１、３に係る亀裂検出手段の構成要素の一部）であり、受光面が伝送体６の中空部に臨まされてケーブルを介して判定出力装置２４に接続されている。
１４はＡＥセンサ（請求項１、２に係る亀裂検出手段の構成要素の一部）であり、伝播体２の雄ネジ２ｄ部先端に螺着されケーブルを介してアンプ２０、フィルタ２１を経て演算処理装置２２と接続されている。
アンプ２０は伝播体２内を伝播する振動をＡＥセンサ１４が検出して電気信号に変換して出力する信号を増幅させる機能を持ち、フィルタ２１は診断に無関係な信号やノイズを除去して演算処理装置２２に送る機能を持つ。
演算処理装置２２では解析装置２３を経て受信した信号を判定出力装置２４が自動判定し、その結果が表示器２５に出力され高速フーリエ変換されて横軸に周波数（Ｈｚ）をとり、縦軸に強さ（ｍＶ２）をとったグラフやＯＫ又はＮＧを意味する判定結果等の表示がされる。また、受光センサ１３と接続された判定出力装置２４は受光センサ１３が出力する光の検出信号を受信するとＮＧ信号を、そうでなければＯＫ信号を表示器２５に出力する。
２５は表示器であり、演算処理装置２２からの出力指示による表示やＬＥＤランプ１１への電源を供給する。【００２１】  以上の構成においてその作用を説明する。
まず、図示しないスイッチを入れて該検査装置が亀裂検査できる状態にする。
次いで、例えば、伝播体２の頭部２ａの六角形に対応するソケットレンチＴ（図中の２点鎖線部）を係合させて頭部２ａの先端とソケットレンチＴの六角穴底面を当接させる。これにより、第２シール部材８の先端頂部が弾性変形してソケットレンチＴの外周面に密着すると共にソケットレンチＴの先端が第１シール部材７を押圧し、押圧された第１シール部材７が弾性変形してソケットレンチＴの先端に密着する。この結果、ＬＥＤランプ１１の光は伝播体２の頭部２ａを覆うソケットレンチＴの内面と第１シール部材７の中空部と段付き孔４の小径孔とで形成される明室に閉じ込められる。一方、第１シール部材７と第２シール部材８との間のソケットレンチＴの表面と伝送体６の内面と基体部１の一部表面とで形成される暗室は遮光される。【００２２】  次いで、図示しない検査開始スイッチを入れて、ソケットレンチＴを介して伝播体２にねじり力（トルク）を与える。（トルクはソケットレンチの呼びサイズ毎に設定される締付けトルク又は若干低めのトルクを与える）これにより、ソケットレンチＴは伝播体に確実に強く密着される。
所定の検査時間内にソケットレンチＴに亀裂が発生する（ソケットレンチＴの先端すなわち第１シール部材７との対向面から亀裂が始まる）とソケットレンチＴから弾性波と呼ばれる振動が発生する。この振動はソケットレンチＴと密着される伝播体２の頭部２ａを介して雄ネジ２ｄに確実に伝播され雄ネジ２ｄに接続されるＡＥセンサ１４がその振動情報を検出する。検出された振動情報はアンプ２０、フィルタ２１、を経て演算処理装置２２に送られ判定出力装置２４によって判定され、その結果が表示器２５に送られて表示器２５にＮＧを意味する表示がされる作用を果たす。
これにより、目視では視認しにくい微細な亀裂も検出できる効果が有る。
なお、弾性波が検出されなければＯＫ表示される。【００２３】  一方、ねじり力（トルク）を与えたソケットレンチＴは亀裂発生に伴い亀裂部が開口されＬＥＤランプ１１の光が該開口部を介して暗室に漏出し、該光を受光センサ１３が検出する。検出された信号は演算処理装置２２に送られＮＧと判定され、その結果が表示器２５に送られて表示器２５にＮＧを意味する表示がされる。
なお、亀裂が存在しなければ光の漏出がないのでＯＫ判定される。【００２４】  ところで、この検査装置で検査する前に既に亀裂が生じているソケットレンチの場合、稀にその亀裂が進展せず弾性波を発しない場合がありＡＥセンサ１４で検出できない場合がある。このようなケースに対して、ねじり力を受けたソケットレンチＴの亀裂部は確実に開口するので漏出光を検出でき亀裂を発見できる。
このようして、亀裂が発見された工具は新品の工具に交換される。【００２５】  ここで、他のネジ締め工具の使用例について説明する。
伝播体２の頭部２ａに刻設される断面六角形の穴２ｂに対応する断面六角形の六角レンチの先端部を挿入して、前記同様に、六角レンチを介して伝播体２にねじり力（トルク）を与えるとＡＥセンサ１４が取得する振動情報により所定の検査時間内に六角レンチに亀裂が発生したか否かが判定される。【００２６】  さらに他のネジ締め工具の使用例について説明する。
伝送体６を基体部１から外した後、伝播体２の頭部２ａの六角形に対応するスパナを頭部２ａに係合させて前記同様に伝播体２にねじり力を与えると、ＡＥセンサ１４が取得する振動情報によりスパナの亀裂の有無が判定される。
【実施例２】
【００２７】  本発明の特徴とするところは請求項４に係るもので、図３用いて本発明に係るねじ締め工具亀裂検査装置の第２実施例について説明する。
なお、実施例１を示す図１で用いた部位と同等の部位は同一の符号で示し説明を省略する。【００２８】  ５は基体部１の表面から段付き孔４の小径孔に開口される貫通孔
１５は伝播体２の六角形状の頭部２ａの頂角部と対向する伝送体６の外表面に取付けられケーブルを介してアンプ２０に接続されるＡＥセンサ（請求項４に係る亀裂検出手段の構成要素の一部）
１６はチューブと図示しないバルブを介して貫通孔５に接続される圧縮空気供給装置（請求項４に係る亀裂検出手段の構成要素の一部）【００２９】  以上の構成においてその作用を説明する。
実施例１と同様に、伝播体（係合体）２の頭部２ａの六角形に対応するソケットレンチＴ（図中の２点鎖線部）を係合させる。
これにより、貫通孔５と段付き孔４の小径孔と第１シール部材７の中空部と前記係合部に係合されるソケットレンチの内面とで密室が形成される。
次いで、図示しない検査開始スイッチを入れて、前記密室に圧縮空気供給装置１６から圧縮空気を供給する。
続いて、ソケットレンチＴを介して伝播体（係合体）２にねじり力（トルク）を与える。【００３０】  この際、亀裂が存在すれば圧縮空気供給装置１６から供給される圧縮空気が亀裂部から漏出する。この際に生じる空気振動が伝送体６に伝播し固体振動に変換されて伝送体６内を伝播する。この振動情報がＡＥセンサ１５によって取得され実施例１と同様に演算処理装置２２に送られてＮＧと判定される。
尚、亀裂がなければ空気漏出による空気振動がないのでＯＫ判定される。【００３１】  なお、前述実施例２の変形例として、図３において、ＡＥセンサ１５、伝送体６を省略して基体部１の表面から段付き孔４の小径孔に開口される貫通孔５０（２点鎖線で図示）を貫設し該貫通孔５０に判定出力装置２４とケーブルを介して接続される圧力センサを（図示省略）を臨ませる構成にしても良い。【００３２】  これによると、圧縮空気供給装置１６と孔５との間に配設される図示しないバルブを閉じて圧縮空気を伝播体（係合体）２の頭部２ａを覆うソケットレンチＴの内面と第１シール部材７の中空部と段付き孔４の小径孔と孔５、孔５０とで形成される密室に閉じ込めた後、検査開始スイッチを入れると、ソケットレンチＴに亀裂が存在すると圧縮空気が亀裂部を介して前記密室から漏出して低下する圧力を圧力センサが検出して上記実施例同様にＮＧ判定することができる。【００３３】  なお、実施例１では伝播体２を伝播する亀裂発生振動を検出する亀裂検出手段と亀裂部から漏出する光を検出する亀裂検出手段を併用したが、ソケットレンチＴに限定する検査にはそれぞれの亀裂検出手段を単独で利用しても良いことは言うまでもない。その際、併用されない亀裂検出手段の構成要素は省略できる。【００３４】  また、上記実施例ではＡＥセンサ１４は伝播体に取付けたがこれに限定されるものではない。すなわち、伝播体と基体部とが密着又は一体で有れば基体部に取付けても良いし、トルクを与えても回転できないようにされているねじ締め工具にＡＥセンサ１４を取付け可能な平面部が存すればねじ締め工具にＡＥセンサ１４を取付けても良い。【００３５】  なお、上記実施例に使用した伝播体２の頭部２ａの先端角稜部（図４の２ｆ）は大きく面取りしてトルクが出来るだけソケットレンチＴの先端側に作用するようにしたが、これに限るものではない。すなわち、ＪＩＳ規格Ｂ１１８０の六角ボルトの形状・寸法に規定する形状でも良い。【００３６】  また、図４に示すように伝播体２の胴部２ｂの六角面と頭部２ａとを斜面２ｅで結び該斜面２ｅを反射する光を頭部２ａの六角形の頂角側に導くようにしても良い。
これにより、頭部２ａの六角形の頂角部と対向するソケットレンチＴに発生する亀裂部に集まる光が強くなり受光センサが光を検出しやすくなるという効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００３７】  自動車や家電の組立工程に利用されるボルトやナットを締め付けるねじ締め工具の亀裂検査に利用される。
【符号の説明】
【００３８】        １  基体部
２  伝播体
４  段付き穴
６  伝送体
７  第１シール部材
８  第２シール部材
９  座金
１０  ナット
１１  ＬＥＤランプ
１３  受光センサ
１４、１５  ＡＥセンサ
１６  圧縮空気供給装置
２０  アンプ
２１  フィルタ
２２  演算処理装置
２３  解析装置
２４  判定処理装置
２５  表示器
Ｔ  ソケットレンチ
【図１】
2014137365.tif 000003
【図２】
2014137365.tif 000004
【図３】
2014137365.tif 000005
【図４】
2014137365.tif 000006
【図５】
2014137365.tif 000007