(57)【要約】【課題】規定値以上の増締トルクで締め付けるのを防止しながらも、所望の計測精度を確保できる締結トルク計測装置および締結トルク計測方法を提供する。【解決手段】被締結体３０に対して締結ネジ２０（締結部材）を用いて増し締めを行う際に増締トルクＴを計測する増締トルク計測装置１０において、増し締めを行う際の回転角度θを計測する角度検出部１２と、増し締めを行う際の増締トルクＴを計測するトルク検出部１７と、回転角度θと増締トルクＴとに基づいてトルク勾配を算出するトルク勾配算出手段１１ｂと、今回算出されるトルク勾配と前回以前に算出されたトルク勾配とに基づいて所定条件を満たすと、所定条件を満たす時点よりも前の所定区間、所定条件を満たす時点および所定条件を満たす時点よりも後の所定区間のうち一以上で計測される増締トルクに関する情報を報知する情報報知手段１１ｃとを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既に締結された被締結体に対して、締結部材を用いて増し締めを行う際における増締トルクの計測を行う増締トルク計測装置において、
前記増し締めを行う際の回転角度を計測する角度検出部と、
前記増し締めを行う際の前記増締トルクを計測するトルク検出部と、
前記角度検出部によって計測される前記回転角度と、前記トルク検出部によって計測される前記増締トルクとに基づいて、トルク勾配を算出するトルク勾配算出手段と、
前記トルク勾配算出手段によって算出される前記トルク勾配に基づいて、前記トルク勾配に関する所定条件を満たすと、前記所定条件を満たす時点よりも前の所定区間、前記所定条件を満たす時点および前記所定条件を満たす時点よりも後の所定区間のうち一以上で計測される増締トルクに関する情報を報知する情報報知手段と、
を有することを特徴とする増締トルク計測装置。
【請求項２】
既に締結された被締結体に対して、締結部材を用いて増し締めを行う際における増締トルクの計測を行う増締トルク計測装置において、
前記増し締めを行う際の回転角度を計測する角度検出部と、
前記増し締めを行う際の前記増締トルクを計測するトルク検出部と、
前記角度検出部によって計測される前記回転角度と、前記トルク検出部によって計測される前記増締トルクとに基づいて、トルク勾配を算出するトルク勾配算出手段と、
前記トルク勾配算出手段によって算出される前記トルク勾配に基づいて、前記トルク勾配に関する所定条件を満たすと、前記増し締めを停止する増締停止手段と、
を有することを特徴とする増締トルク計測装置。
【請求項３】
前記トルク勾配算出手段によって算出される前記トルク勾配に基づいて、前記トルク勾配に関する所定条件を満たすと、前記所定条件を満たす時点よりも前の所定区間、前記所定条件を満たす時点および前記所定条件を満たす時点よりも後の所定区間のうち一以上で計測される増締トルクに関する情報を報知する情報報知手段を有することを特徴とする請求項２に記載の増締トルク計測装置。
【請求項４】
前記トルク勾配に関する所定条件は、前記トルク勾配算出手段によって算出される前記トルク勾配の正負符号が変化する第１条件、および、前記トルク勾配算出手段によって算出される前記トルク勾配が許容範囲外の数値に変化する第２条件のうちで一方または双方の条件であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の増締トルク計測装置。
【請求項５】
前記情報報知手段が報知する前記増締トルクに関する情報は、前記増締トルク、前記回転角度および前記トルク勾配のうちで一以上の情報であることを特徴とする請求項１，３，４のいずれか一項に記載の増締トルク計測装置。
【請求項６】
前記締結部材を許容範囲内の回転速度で回転させる回転駆動部を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の増締トルク計測装置。
【請求項７】
前記トルク検出部によって計測される前記増締トルク、または、前記角度検出部によって計測される前記回転角度のいずれか一方が強制停止条件を満たすと、前記増し締めを強制的に停止する強制停止手段を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の増締トルク計測装置。
【請求項８】
回転角度を計測する角度検出部と、前記増し締めを行う際の前記増締トルクを計測するトルク検出部とを有し、既に締結された被締結体に対して締結部材を用いて増し締めを行う際に前記増締トルクの計測を行う増締トルク計測制御方法において、
前記角度検出部によって計測される前記回転角度と、前記トルク検出部によって計測される前記増締トルクとに基づいて、トルク勾配を算出するトルク勾配算出工程と、
前記トルク勾配算出工程によって算出される前記トルク勾配に基づいて、前記トルク勾配に関する所定条件を満たすと、前記所定条件を満たす時点よりも前の所定区間、前記所定条件を満たす時点および前記所定条件を満たす時点よりも後の所定区間のうち一以上で計測される増締トルクに関する情報を報知する情報報知工程と、
を有することを特徴とする増締トルク計測方法。
【請求項９】
回転角度を計測する角度検出部と、前記増し締めを行う際の前記増締トルクを計測するトルク検出部とを有し、既に締結された被締結体に対して締結部材を用いて増し締めを行う際に前記増締トルクの計測を行う増締トルク計測制御方法において、
前記角度検出部によって計測される前記回転角度と、前記トルク検出部によって計測される前記増締トルクとに基づいて、トルク勾配を算出するトルク勾配算出工程と、
前記トルク勾配算出工程によって算出される前記トルク勾配に基づいて、前記トルク勾配に関する所定条件を満たすと、前記増し締めを停止する増締停止工程と、
を有することを特徴とする増締トルク計測方法。
【請求項１０】
前記トルク勾配算出手段によって算出される前記トルク勾配に基づいて、前記トルク勾配に関する所定条件を満たすと、前記所定条件を満たす時点よりも前の所定区間、前記所定条件を満たす時点および前記所定条件を満たす時点よりも後の所定区間のうち一以上で計測される増締トルクに関する情報を報知する情報報知工程を有することを特徴とする請求項９に記載の増締トルク計測方法。
【請求項１１】
前記トルク勾配に関する所定条件は、算出される前記トルク勾配の正負符号が変化する第１条件、および、前記トルク勾配算出手段によって算出される前記トルク勾配が許容範囲外の数値に変化する第２条件のうちで一方または双方の条件であることを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載の増締トルク計測方法。
【請求項１２】
前記トルク検出部によって計測される前記増締トルク、または、前記角度検出部によって計測される前記回転角度のいずれか一方が強制停止条件を満たすと、前記増し締めを強制的に停止する強制停止工程を有することを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載の増締トルク計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被締結体に対して締結部材を用いて締結する際における増締トルクの計測や制御を行う増締トルク計測装置および増締トルク計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、締結トルクの計測や制御を行う技術として、例えば下記に示す各公報に開示されている。第１に、己締結ねじの己締結トルク値を、作業者の勘や経験（熟練）に頼ることなく精度よく検出することができると共に、その検出に時間遅れを生じることなく、即座に検出することを目的とする己締結トルク値の検査方法に関する技術である（例えば特許文献１を参照）。この己締結トルク値の検査方法では、増し締め付与トルクにより己締結ねじが回動開始する時点近傍にて所定の数式（同公報の［請求項１］に記載の数１）を満たすような範囲（ｔj1≦ｔ≦ｔj2）を見出し、範囲内の上限値（ｔj2）を己締結ねじが静止状態から回動開始する時点と判断し、そのときのトルク値（Ｔp≒Ｔ（ｔj2））を己締結ねじの己締結トルク値であったと判断して表示させる。
【０００３】
第２に、測定精度が高く、信頼性のある増締めトルク計測装置を提供することを目的とする増締めトルク計測装置に関する技術である（例えば特許文献２を参照）。この増締めトルク計測装置では、レンチにトルクセンサ及びジャイロスコープを装着し、これらのトルクセンサ及びジャイロスコープによる計測値を電気的に処理し、回動起動時のトルク値を計測する。
【０００４】
第３に、いかなる作業環境の中でも、ボルト・ナットの締め付けトルクを容易に、迅速に、かつ高精度で計測可能とすることを目的とするボルトの締め付けトルク計測方法に関する技術である（例えば特許文献３を参照）。このボルトの締め付けトルク計測方法では、増締めに用いるトルクレンチ側に設けた触針と、触針に対向して微小距離をおいて被締結体側に設置される接触片とによるスイッチ回路を有する電気回路を設定しておき、トルクレンチの締め付け操作による微動回転をスイッチ回路の閉成によって捉え、電気変位検出時のトルクを計測して検出する。
【０００５】
第４に、被締結体に締結されている締結ねじの締結トルクをワーク特性、作業者の熟練度、個人差等により影響されることがなく、精度の高い締付トルク値を測定することを目的とするねじ締結トルクの測定方法に関する技術である（例えば特許文献４を参照）。このねじ締結トルクの測定方法では、トルクレンチがその増し締め開始点から所望の回転角度に達する間で、増し締めトルクが安定して上昇するトルク勾配特性を検出し、このトルク勾配特性を基にして締結ねじの増し締め開始時における締付トルク値を算出する。
【０００６】
第５に、被締結物が僅かに回動し始めた際の滑り出しトルクの低下という微小な変化を検出することを目的とする被締付物の締め付けトルク測定方法に関する技術である（例えば特許文献５を参照）。この被締付物の締め付けトルク測定方法では、増し締めトルクを逐次サンプルホールドし、所要数の増し締めトルクのグループよりも経時的に遅れて細分化された時点毎の増し締めトルクも所定の細分化数毎にグループ化し、経時的に後行するグループでの最大のトルク変化値と経時的に先行するグループでの最大のトルク値との比率を常に演算し、当該比率、増し締めトルクの測定に先立ち予め設定しておいた閾値に合致した時点で測定される現実の増し締めトルク値をもって、被締結物の締め付けトルクと推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２０５９８１号公報
【特許文献２】特開平０６−１３７９７５号公報
【特許文献３】特開平０７−００１２６４号公報
【特許文献４】特開２０００−０００７７８号公報
【特許文献５】特開２０１１−０２５３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の技術は、同文献の段落番号［００１９］および図１の記載を参照すると、ねじ締め機（４）を用いて己締結ねじ（１）を増し締めする場合に適用され、当該ねじ締め機（４）のハンドル部（５）を作業者が操作する。作業者が操作を行うことから、己締結ねじ（１）のねじ締結トルクが経時的に変化するだけでなく、己締結ねじ（１）の回転に関する情報（例えば速度，加速度，角度等）も経時的に変化する。ねじ締め機（４）の操作に伴う己締結ねじ（１）の回転に関する情報は考慮していないので、作業者の操作次第で計測精度がばらつき、所望の計測精度を確保できるとは限らない。
【０００９】
特許文献２に記載の技術は、同文献の段落番号［０００６］，［０００７］および図１の記載を参照すると、レンチ本体（１）を用いてボルトの頭部（８）を増し締めする場合に適用され、当該レンチ本体（１）のハンドル（２）を作業者が操作する。作業者が操作を行うことから、ボルトの頭部（８）のトルクが経時的に変化するだけでなく、ボルトの頭部（８）の回転に関する情報（例えば速度，加速度，角度等）も経時的に変化する。レンチ本体（１）の回転に関する情報はジャイロスコープ（３）によって得ている。「ジャイロスコープ」は、理化学辞典第５版（岩波書店，１９９８年）には『一種のこま。縁が重く重心が正しく中心にある金属製の車を、次々に互いに垂直な軸のまわりにまわることのできる３個の金属環の内側に支えることによって、車の回転軸が空間の任意の方向をとれるようにしたもので、一般にはこのようなこまの力学的性質をそなえるすべての装置をジャイロスコープという。…（中略）…回転軸をこれに垂直な軸のまわりに傾けようとする外力を加えると、回転軸はその軸の方向に傾き歳差運動を生じ、外力に対してはこれに反抗する偶力をもって応える。』と記載されている。この記載に基づけば、同文献の図３に記載されているジャイロスコープ波形はレンチ本体（１）の回転軸を基準とする傾きである。作業者が操作を行えばレンチ本体（１）が傾くことも十分に考えられるので、作業者の操作次第で計測精度がばらつき、所望の計測精度を確保できるとは限らない。
【００１０】
特許文献３に記載の技術は、同文献の段落番号［００１４］および図１の記載を参照すると、トルクレンチ（１０）を用いてナット（２２）を増し締めする場合に適用され、当該トルクレンチ（１０）のハンドル部（５）を作業者が操作する。作業者が操作を行うことから、ナット（２２）のトルクが経時的に変化するだけでなく、ナット（２２）の回転に関する情報（例えば速度，加速度，角度等）も経時的に変化する。同文献の段落番号［００１６］には「触針（２４）と接触片（２６）の微小距離だけトルクレンチ（１０）が回転するとランプ（３４）が点灯する」旨が記載されているものの、トルクレンチ（１０）の操作に伴うナット（２２）の回転に関する情報は考慮していない。よって作業者の操作次第で計測精度がばらつき、所望の計測精度を確保できるとは限らない。
【００１１】
特許文献４に記載の技術は、同文献の段落番号［００１１］〜［００１３］および図１の記載を参照すると、角度レンチ（１）を用いて締結ねじ（６）を増し締めする場合に適用され、当該角度レンチ（１）のレンチ柄部（２）を作業者が操作する。作業者が操作を行うことから、締結ねじ（６）のトルク値が経時的に変化するだけでなく、締結ねじ（６）の回転に関する情報（例えば速度，加速度，角度等）も経時的に変化する。同文献の段落番号［００１６］には「角度（θn）毎のトルク値（Ｔn）が順次記憶されながら、その角度レンチの回動角度が設定された角度に達すると警報回路（２０）が動作する」旨が記載され、同じく段落番号［００１７］には「各角度に対する各トルク値を示す比例直線勾配特性線（Ｄ）を求める。さらにこの比例直線勾配特性線（Ｄ）が増し締め開始時にさかのぼった位置即ち角度（θ0）に対応するトルク値（Ｔ0）を求め、このトルク値（Ｔ0）を締結ねじ（６）の締結トルク値（Ｔ1）として表示させる」旨が記載されている。作業者の操作（力加減）次第では警報回路（２０）が動作する角度以上に締結ねじ（６）を回転させる場合もあり、締結ねじ（６）に規定値以上のトルクがかかる。また作業者がレンチ柄部（２）を操作するため、計測精度がばらつき、所望の計測精度を確保できるとは限らない。
【００１２】
特許文献５に記載の技術は、同文献の段落番号［００１６］，［００１７］および図２の記載を参照すると、トルクドライバ（１０）を用いてボルト（２２）を増し締めする場合に適用され、当該トルクドライバ（１０）のハンドル（１４）を作業者が操作する。作業者が操作を行うことから、ボルト（２２）の増し締めトルクが経時的に変化するだけでなく、ボルト（２２）の回転に関する情報（例えば速度，加速度，角度等）も経時的に変化する。トルクドライバ（１０）の操作に伴うボルト（２２）の回転に関する情報は考慮していないので、作業者の操作次第で計測精度がばらつき、所望の計測精度を確保できるとは限らない。
【００１３】
本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、第１の目的は、規定値以上の増締トルクで締め付けるのを防止（抑止の意味を含む。以下同じである。）しながらも、所望の計測精度を確保することである。第２の目的は、規定値以上の増締トルクで締め付ける事態になると、締結部材を用いて行う増し締めを停止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、既に締結された被締結体に対して、締結部材を用いて増し締めを行う際における増締トルクの計測を行う増締トルク計測装置において、前記増し締めを行う際の回転角度を計測する角度検出部と、前記増し締めを行う際の前記増締トルクを計測するトルク検出部と、前記角度検出部によって計測される前記回転角度と前記トルク検出部によって計測される前記増締トルクとに基づいてトルク勾配を算出するトルク勾配算出手段と、前記トルク勾配算出手段によって算出される前記トルク勾配に基づいて前記トルク勾配に関する所定条件を満たすと、前記所定条件を満たす時点よりも前の所定区間、前記所定条件を満たす時点および前記所定条件を満たす時点よりも後の所定区間のうち一以上で計測される増締トルクに関する情報を報知する情報報知手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、規定値以上の増締トルクで締め付ける事態になるとトルク勾配に関する所定条件を満たし、情報報知手段が増締トルクに関する情報を報知する。よって、規定値以上の増締トルクで締め付けるのを防止しながらも、所望の計測精度を確保できる。また、情報報知手段によって報知される増締トルクに関する情報に基づいて、締結部材を用いて行う増し締めが適切か否かを判断することができる。
【００１６】
また、増締トルクに関する情報には、所定条件を満たす時点よりも前の所定区間や、所定条件を満たす時点、所定条件を満たす時点よりも後の所定区間で計測される情報が含まれる。これらの情報に基づいて報知や停止を行うことで、規定値以上の増締トルクで締め付けるのをより確実に防止し、所望の計測精度をより確実に確保することができる。なお「所定区間」は任意の単位に関する区間を設定できる。例えば、５°〜２０°等のような回転角度に関する区間や、０．１Ｎｍ〜２Ｎｍ等のようなトルクに関する区間、２０秒間〜１分間等のような時間に関する区間などが該当する。
【００１７】
なお「被締結体」は「ワーク」とも呼ばれ、締結部材を用いて増し締めを含む締結が行える対象物（物体）であれば任意である。「締結部材（締結部品）」は、回転を伴って締結（固定）可能な部材であれば任意である。例えば、ボルトとナットの組み合わせや、ネジ（少なくとも雄ネジを含み、雌ネジの必要性を問わない）、ビスなどが該当する。頭部形状や先端部形状等のような形状、金属，樹脂，炭素繊維等のような材質（素材や材料の意味を含む。以下同じである。）、座金（ワッシャー）やピンの有無などのように、締結部材の形態を問わない。「角度検出部」は、締結部材の回転角度を計測可能であれば構成やセンサ等を問わず、計測される回転速度や回転加速度等に基づいて算出される回転角度でもよい。「トルク検出部」は、締結部材を用いて締結しているときの増締トルクを計測可能であれば構成やセンサ等を問わない。「トルク勾配」は回転角度と増締トルクとに基づいて算出され、例えば単位回転角度当たりの増締トルク（増締トルク／単位回転角度）等である。「増締トルクに関する情報」には、増締トルクのほか、回転角度、トルク勾配、後述する制御部から工具部に対して指令するトルク（すなわち工具部が被締結体に対して加えるトルク）、制御部から工具部に対して指令する回転情報（回転速度や回転角度等）などのうちで一以上が該当する。「規定値以上の増締トルクで締め付ける事態」は、例えば被締結体が損傷や変形したり、締結部材（具体的にはネジ山，ネジ溝，ネジ穴等）が潰れたりする等のように、何らかの不具合が生じる可能性がある事態が該当する。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、既に締結された被締結体に対して、締結部材を用いて増し締めを行う際における増締トルクの計測を行う増締トルク計測装置において、前記増し締めを行う際の回転角度を計測する角度検出部と、前記増し締めを行う際の前記増締トルクを計測するトルク検出部と、前記角度検出部によって計測される前記回転角度と前記トルク検出部によって計測される前記増締トルクとに基づいてトルク勾配を算出するトルク勾配算出手段と、前記トルク勾配算出手段によって算出される前記トルク勾配に基づいて前記トルク勾配に関する所定条件を満たすと前記増し締めを停止する増締停止手段とを有することを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、規定値以上の増締トルクで締め付ける事態になるとトルク勾配に関する所定条件を満たし、増締停止手段が増し締めを停止する。よって、規定値以上の増締トルクで締め付けるのを防止することができる。なお「増締停止手段」は、締結部材を用いて行う増し締めを停止できる構成であれば任意である。例えば、ソフトウェア制御で実現してもよく、ハードウェア制御で実現してもよい。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、前記トルク勾配算出手段によって算出される前記トルク勾配に基づいて、前記トルク勾配に関する所定条件を満たすと、前記所定条件を満たす時点よりも前の所定区間、前記所定条件を満たす時点および前記所定条件を満たす時点よりも後の所定区間のうち一以上で計測される増締トルクに関する情報を報知する情報報知手段を有することを特徴とする。この構成によれば、これらの所定区間における増締トルクに関する情報に基づいて報知や停止を行うことで、規定値以上の増締トルクで締め付けるのをより確実に防止し、所望の計測精度をより確実に確保することができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、前記トルク勾配に関する所定条件は、前記トルク勾配算出手段によって算出される前記トルク勾配の正負符号が変化する第１条件、および、前記トルク勾配算出手段によって算出される前記トルク勾配が許容範囲外の数値に変化する第２条件のうちで一方または双方の条件であることを特徴とする。第１条件および第２条件のうちで一方または双方を満たすと、増締トルクに関する情報を報知したり、締結部材を用いて行う増し締めを停止したりする。よって、規定値以上の増締トルクで締め付けるのをより確実に防止し、所望の計測精度をより確実に確保することができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、前記情報報知手段が報知する前記増締トルクに関する情報は、前記増締トルク、前記回転角度および前記トルク勾配のうちで一以上の情報であることを特徴とする。この構成によれば、増締トルク、回転角度、トルク勾配のうちで一以上の情報が報知されるので、規定値以上の増締トルクで締め付けをより確実に防止し、所望の計測精度をより確実に確保することができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、前記締結部材を許容範囲内の回転速度で回転させる回転駆動部を有することを特徴とする。この構成によれば、締結部材の回転速度が安定し、回転角度もほぼ一定でほぼ推移する。よってトルク勾配の算出が容易になり、計測精度が安定するとともに、報知や停止を迅速に行える。よってトルク勾配の算出が容易になり、報知や停止を迅速に行える。なお「許容範囲内の回転速度」は誤差（例えば回転誤差や計測誤差等）を考慮したものであり、何らかの要因（例えば外来ノイズや作業環境の変化等）を受けて突発的や一時的に変化する場合を含めてもよい。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、前記トルク検出部によって計測される前記増締トルク、または、前記角度検出部によって計測される前記回転角度のいずれか一方が強制停止条件を満たすと、前記増し締めを強制的に停止する強制停止手段を有することを特徴とする。この構成によれば、強制停止条件を満たすと、強制停止手段は増し締めを強制的に停止する。よって、規定値以上の増締トルクで締め付けるのをより確実に防止することができる。なお「強制停止条件」には、条件対象（すなわち増締トルク、回転角度、トルク勾配、時間など）に応じた適切な数値や条件内容を設定することができる。
【００２５】
請求項８に記載の発明は、回転角度を計測する角度検出部と、前記増し締めを行う際の前記増締トルクを計測するトルク検出部とを有し、既に締結された被締結体に対して締結部材を用いて増し締めを行う際に前記増締トルクの計測を行う増締トルク計測制御方法において、前記角度検出部によって計測される前記回転角度と、前記トルク検出部によって計測される前記増締トルクとに基づいて、トルク勾配を算出するトルク勾配算出工程と、前記トルク勾配算出工程によって算出される前記トルク勾配に基づいて、前記トルク勾配に関する所定条件を満たすと、前記所定条件を満たす時点よりも前の所定区間、前記所定条件を満たす時点および前記所定条件を満たす時点よりも後の所定区間のうち一以上で計測される増締トルクに関する情報を報知する情報報知工程とを有することを特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、規定値以上の増締トルクで締め付ける事態になるとトルク勾配に関する所定条件を満たし、情報報知工程において増締トルクに関する情報を報知する。よって、規定値以上の増締トルクで締め付けるのを防止しながらも、所望の計測精度を確保できる。また、情報報知手段によって報知される増締トルクに関する情報に基づいて、締結部材を用いて行う増し締めが適切か否かを判断することができる。
【００２７】
請求項９に記載の発明は、回転角度を計測する角度検出部と、前記増し締めを行う際の前記増締トルクを計測するトルク検出部とを有し、既に締結された被締結体に対して締結部材を用いて増し締めを行う際に前記増締トルクの計測を行う増締トルク計測制御方法において、前記角度検出部によって計測される前記回転角度と前記トルク検出部によって計測される前記増締トルクとに基づいてトルク勾配を算出するトルク勾配算出工程と、前記トルク勾配算出工程によって算出される前記トルク勾配に基づいて前記トルク勾配に関する所定条件を満たすと前記増し締めを停止する増締停止工程とを有することを特徴とする。
【００２８】
この構成によれば、規定値以上の増締トルクで締め付ける事態になるとトルク勾配に関する所定条件を満たし、増締停止工程において増し締めを停止する。よって、規定値以上の増締トルクで締め付けるのを防止することができる。
【００２９】
請求項１０に記載の発明は、前記トルク勾配算出手段によって算出される前記トルク勾配に基づいて、前記トルク勾配に関する所定条件を満たすと、前記所定条件を満たす時点よりも前の所定区間、前記所定条件を満たす時点および前記所定条件を満たす時点よりも後の所定区間のうち一以上で計測される増締トルクに関する情報を報知する情報報知工程を有することを特徴とする。この構成によれば、これらの所定区間における増締トルクに関する情報に基づいて報知や停止を行うことで、規定値以上の増締トルクで締め付けるのをより確実に防止し、所望の計測精度をより確実に確保することができる。
【００３０】
請求項１１に記載の発明は、前記トルク勾配に関する所定条件は、算出される前記トルク勾配の正負符号が変化する第１条件、および、前記トルク勾配算出手段によって算出される前記トルク勾配が許容範囲外の数値に変化する第２条件のうちで一方または双方の条件であることを特徴とする。この構成によれば、第１条件および第２条件のうちで一方または双方を満たすと、増締トルクに関する情報を報知したり、締結部材を用いて行う増し締めを停止したりする。よって、規定値以上の増締トルクで締め付けるのをより確実に防止し、所望の計測精度をより確実に確保することができる。
【００３１】
請求項１２に記載の発明は、前記トルク検出部によって計測される前記増締トルク、または、前記角度検出部によって計測される前記回転角度のいずれか一方が強制停止条件を満たすと、前記増し締めを強制的に停止する強制停止工程を有することを特徴とする。この構成によれば、強制停止条件を満たすと、強制停止工程において増し締めを強制的に停止する。よって、規定値以上の増締トルクで締め付けるのをより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】増締トルク計測装置の第１構成例を示す模式図である。
【図２】計測制御処理の第１手続き例を示すフローチャートである。
【図３】トルク勾配に関する所定条件を満たす例を示すタイムチャートである。
【図４】強制停止条件を満たす例を示すタイムチャートである。
【図５】強制停止条件を満たす例を示すタイムチャートである。
【図６】計測制御処理の第２手続き例を示すフローチャートである。
【図７】トルク勾配に関する所定条件を満たす例を示すタイムチャートである。
【図８】計測制御処理の第２手続き例を示すフローチャートである。
【図９】増締トルク計測装置の第２構成例を示す模式図である。
【図１０】増締トルク計測装置の第３構成例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的に接続することを意味する。各図は、本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示しているとは限らない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。
【００３４】
〔実施の形態１〕
実施の形態１は、作業者による手動で既に締結された被締結体に対して締結部材を用いて増し締めを行う際、増締トルクが増加する中で一時的に減少する特性に対して適用する例であって、図１〜図４を参照しながら説明する。図１には増締トルク計測装置の第１構成例を模式図で示す。図２には計測制御処理の第１手続き例をフローチャートで示す。図３にはトルク勾配に関する所定条件を満たす例をタイムチャートで示す。図４には強制停止条件を満たす例をタイムチャートで示す。
【００３５】
図１に示す増締トルク計測装置１０は、制御部１１、角度検出部１２、回転駆動部１３、回転軸１４，１６，１８、リミッタ１５、トルク検出部１７、工具部１９などを有する。このうち制御部１１は、記録媒体１１ａ、トルク勾配算出手段１１ｂ、情報報知手段１１ｃ、増締停止手段１１ｄ、強制停止手段１１ｅなどを有する。一点鎖線で示す情報報知手段１１ｃおよび増締停止手段１１ｄは、いずれか一方または双方を備える。二点鎖線で示す強制停止手段１１ｅは必要に応じて備えてよい。以下では、各要素にかかる機能作用を簡単に説明する。
【００３６】
制御部１１に備える記録媒体１１ａには、情報を記録可能な任意の媒体を用いることができる。例えば、フラッシュメモリ（ＳＳＤを含む）や、ハードディスク、光ディスク（光磁気ディスク等を含む）、フレキシブルディスク、ＲＡＭなどのうちで一以上が該当する。電源遮断（停電を含む）後も記録内容を保持可能な不揮発性メモリを用いてもよい。本形態では、回転角度θ、増締トルクＴ、後述するトルク勾配算出手段１１ｂによって算出されるトルク勾配ｄＴ／ｄθ（単位回転角度当たりの増締トルクである。以下同じである。）などのうちで一以上を記録する。記録のタイミングは任意であり、一回のみでもよく、一定間隔や不定間隔ごとに繰り返し行って蓄積してもよい。
【００３７】
トルク勾配算出手段１１ｂは、角度検出部１２によって計測される回転角度θと、トルク検出部１７によって計測される増締トルクＴとに基づいて、トルク勾配ｄＴ／ｄθを算出する機能を担う。トルク勾配ｄＴ／ｄθには、正負の値を含む。
【００３８】
情報報知手段１１ｃは、トルク勾配算出手段１１ｂによって算出されるトルク勾配ｄＴ／ｄθに基づいて、トルク勾配に関する所定条件（以下では単に「所定条件」と呼ぶ。）を満たすと、増締トルクに関する情報を報知する機能を担う。所定条件は任意に設定してよい。本形態では、トルク勾配ｄＴ／ｄθとにかかる数値の正負符号が変化する条件（以下では単に「第１条件」と呼ぶ。）を適用する。
【００３９】
増締トルクに関する情報は、所定条件を満たす時点よりも前の所定区間（以下では単に「条件未成立区間」と呼ぶ。）や、所定条件を満たす時点（以下では単に「条件成立時点」と呼ぶ。）、閾値到達時よりも後の所定区間（以下では単に「条件成立後区間」と呼ぶ。）の区間や時点で計測される情報が含まれる。具体的な情報としては、例えば回転角度θ、増締トルクＴ、トルク勾配ｄＴ／ｄθ、工具部１９に対して指令するトルク（すなわち工具部１９が被締結体３０に対して加える増締トルク）、制御部１１から工具部１９に対して指令する回転情報（速度や角度等）などのうちで一以上が該当する。
【００４０】
増締停止手段１１ｄは、トルク勾配算出手段１１ｂによって算出されるトルク勾配ｄＴ／ｄθに基づいて、トルク勾配に関する所定条件を満たすと、増し締めを停止する機能を担う。具体的には、回転駆動部１３（あるいはリミッタ１５）に対して締結を停止する増締停止信号を伝達することで、工具部１９による締結ネジ２０の増し締めを強制的に停止する。増締停止信号は、回転速度や回転数を「０」とする回転指令信号Ｓｐ*でもよく、強制的に停止させる停止指令信号Ｓlim*でもよい。この増締停止手段１１ｄはソフトウェア制御で行うのに対して、後述するリミッタ１５はメカニカルに構成されるハードウェア制御で行う。
【００４１】
角度検出部１２は、回転角度θを計測して出力する機能を担い、当該回転角度θを計測可能な任意のセンサや処理手段等を適用できる。具体的には、締結ネジ２０を用いて締結しているときの回転角度θを計測する角度センサや、締結ネジ２０の回転速度を速度センサで計測して回転角度θを算出する処理手段などが該当する。
【００４２】
回転駆動部１３は、制御部１１から伝達される回転指令信号Ｓｐ*に基づいて回転軸１４を回転させる動力源を含む。動力源は、例えば電動機（モータ）や電動発電機等が該当し、サーボ制御やパルス制御等のような回転制御方式を問わない。回転軸１４は、回転駆動部１３に含まれる動力源の主軸（あるいは出力軸等）でもよく、当該主軸に結合（連結や一体化を含む。以下同じである。）される回転軸でもよい。回転軸１４が回転すると、最終的に工具部１９を通じて締結ネジ２０の締結を行う。
【００４３】
回転軸１４は回転軸１６，１８とともに、回転駆動部１３の動力（回転力）を伝達する動力伝達部材である。回転軸１４，１６，１８のうちで二以上の回転軸を一の回転軸（部材）で構成してもよい。回転軸１４は回転駆動部１３とリミッタ１５との間に備えられる。回転軸１６はリミッタ１５とトルク検出部１７との間に備えられる。回転軸１８はトルク検出部１７と工具部１９との間に備えられる。リミッタ１５を備えない構成例では、回転軸１４または回転軸１６のいずれか一方を用いたり、両回転軸を結合したりして、回転駆動部１３から工具部１９への動力伝達を行うように構成する。図示しないが、回転駆動部１３と工具部１９との間には、回転軸以外の動力伝達機構を介在させてもよい。動力伝達機構には、例えばカム，ラック＆ピニオン，歯車（ギア）などを含む。
【００４４】
リミッタ１５は「強制停止条件」に相当し、強制停止条件を満たすと、増し締めを強制的に停止する強制停止機能を担う。強制停止条件は任意に設定してよい。本形態では、増締トルクＴが限界トルク値Ｔlimに達すること、または、回転角度θが限界回転角度値θlimに達することのいずれか一方を満たすことを条件とする。その他、内部に信号処理部を有する場合には制御部１１から停止指令信号Ｓlim*を受けることを条件としてもよい。強制停止機能はメカニカル（機械的）に行われ、回転軸１４を介して伝達される動力を回転軸１６に伝達するのを停止することで実現する。当該リミッタ１５は、上述した増締停止手段１１ｄに代えて（あるいは併用して）備える。なお、リミッタ１５の構成例については周知であるので、図示および説明を省略する。
【００４５】
トルク検出部１７は、増締トルクＴを計測する機能を担い、当該増締トルクＴを計測可能な任意のセンサや処理手段等を適用できる。具体的には、締結ネジ２０を用いて締結しているときの増締トルクＴを計測するトルクセンサや、慣性モーメントと角加速度センサで計測する角加速度とに基づいて増締トルクＴを算出する処理手段などが該当する。
【００４６】
工具部１９は、被締結体３０に対して締結ネジ２０を回転させて締結する部材であり、後述する締結ネジ２０（特に頭部）と対応する形状で形成される。例えば、頭部にネジ溝やネジ穴等を有するネジの場合には、当該ネジ溝に嵌るドライバ等が該当する。ネジ溝には、例えば十字穴（プラス溝）、すりわり（マイナス溝）、プラスマイナス穴（プラスマイナス溝）等が該当する。ネジ穴は断面が多角形の棒を差し込み可能な多角穴であって、例えば六角穴や四角穴等が該当する。頭部が多角柱（例えば三角柱以上の多角柱）等で形成されるボルトの場合には、当該頭部に嵌るレンチ等が該当する。要するに、工具部１９は締結ネジ２０を回転させて増し締めを行える部材（治具）であればよい。
【００４７】
締結ネジ２０は「締結部材」に相当する。本形態では、十字穴のネジ溝を頭部に有し、雄ネジ２０ａを軸部に有するネジを用いる。そのため、上述した工具部１９は十字穴のネジ溝に嵌るプラスドライバを用いる。被締結体３０は締結ネジ２０によって締結される対象物である。本形態では、第１ワーク３１と第２ワーク３２とを用いる。第１ワーク３１は貫通孔３１ａを有し、第２ワーク３２は雌ネジが形成された貫通孔（以下では単に「雌ネジ孔」と呼ぶ。）３２ａを有する以外は、いずれも形態（すなわち形状，材質，配置，介在物等である。以下同様である。）を問わない。締結ネジ２０、貫通孔３１ａおよび雌ネジ孔３２ａは、増し締めを含めた締結を行うために同一軸上に配置される。
【００４８】
増締トルク計測装置１０の制御部１１で実行される計測制御処理の手続き例について、図２に示すフローチャートを参照しながら説明する。本形態は、既に締結された被締結体３０に対して締結ネジ２０を用いて増し締めを行う際に実行される処理の一例である。なお、制御部１１が回転駆動部１３に対して、許容範囲内の回転速度（すなわち誤差を許容範囲とする一定の回転速度）で工具部１９や締結ネジ２０が回転するように回転指令信号Ｓｐ*を伝達することを前提とする。回転駆動部１３の回転角度θ、回転軸１４，１６，１８の回転角度θ、工具部１９の回転角度θ、締結ネジ２０の回転角度θは遊びを除いてほぼ同一であるので、以下では「回転駆動部１３の回転角度θ」を代表して説明する。
【００４９】
図２において、ステップＳ１４はトルク勾配算出手段およびトルク勾配算出工程に相当し、ステップＳ１８は情報報知手段および情報報知工程に相当し、ステップＳ１５ａ，Ｓ１６は増締停止手段および増締停止工程に相当し、ステップＳ１３，Ｓ１９は強制停止手段および強制停止工程に相当する。
【００５０】
図２に示す計測制御処理では、まず角度検出部１２による計測結果、すなわち増し締めを行うために回転角度θがαだけ増加するように回転駆動部１３を回転させる〔ステップＳ１１〕。具体的には、角度検出部１２から回転角度θが時々刻々と伝達されるので、回転角度θがαだけ増加するまで待機し、αだけ増加した後の回転角度θを記録媒体１１ａに記録する。αは任意に設定可能な角度であり、例えば０．１°、１°、１０°等が該当する。なお、回転駆動部１３は回転指令信号Ｓｐ*に基づいて工具部１９を所定の回転速度で回転させるので、αだけ増加する回転に対応する時間だけ待機する構成としてもよい。
【００５１】
回転角度θがαだけ増加する回転（増し締め）を行うと、トルク検出部１７による計測結果すなわち増締トルクＴを取得し、当該取得した増締トルクＴを記録媒体１１ａのデータ蓄積領域に記録して蓄積する〔ステップＳ１２〕。
【００５２】
もし、ステップＳ１１で伝達された回転角度θまたはステップＳ１２で計測された増締トルクＴのうちで一方が強制停止条件を満たすと（ステップＳ１３でＹＥＳ）、規定値以上の増締トルクＴで締め付ける事態になっている可能性がある。そこで、被締結体３０が損傷や変形したり、締結ネジ２０（具体的にはネジ山，ネジ溝，ネジ穴等）が潰れたりする等を防止するため、増し締めを強制的に停止する〔ステップＳ１９〕。ステップＳ１９を実行した後は、実線または二点鎖線で示す手続きを行う。実線で示す手続きは、後述する増締トルクに関する情報を報知したうえで〔ステップＳ１８〕、計測制御処理を終了する。二点鎖線で示す手続きは、そのまま計測制御処理を終了する。
【００５３】
ステップＳ１９は、回転駆動部１３（あるいはリミッタ１５）に対して締結を停止する増締停止信号を伝達することで、工具部１９による締結ネジ２０の増し締めを強制的に停止する。増締停止信号は、回転速度や回転数を「０」とする回転指令信号Ｓｐ*でもよく、強制的に停止させる停止指令信号Ｓlim*でもよい。
【００５４】
ステップＳ１８で報知する増締トルクに関する情報は、記録媒体１１ａのデータ蓄積領域に記録された情報である。例えば、回転角度θ、増締トルクＴ、後述するステップＳ１４で算出されたトルク勾配ｄＴ／ｄθ、後述するステップＳ１７ａで特定される増締トルクＴ、工具部１９に対して指令するトルク（すなわち工具部１９が被締結体３０に対して加える増締トルク）、制御部１１から工具部１９に対して指令する回転情報（速度や角度等）などのうちで一以上が該当する。
【００５５】
強制停止条件を満たす場合において、ステップＳ１８で報知する増締トルクに関する情報には、記録媒体１１ａのデータ蓄積領域に蓄積された情報のうち、強制停止条件を満たす時点よりも前の所定区間、強制停止条件を満たす時点および強制停止条件を満たす時点よりも後の所定区間のうちで一以上の期間や時点にかかる情報を含めてもよい。
【００５６】
一方、ステップＳ１１で伝達された回転角度θおよびステップＳ１２で計測された増締トルクＴのいずれも強制停止条件を満たさなければ（ステップＳ１３でＮＯ）、まだ増し締めを行う余裕がある。そこで、トルク勾配ｄＴ／ｄθを算出して記録媒体１１ａのデータ蓄積領域に記録する〔ステップＳ１４〕。具体的には、ステップＳ１１で伝達された回転角度θとステップＳ１２で取得した増締トルクＴとに基づいて、トルク勾配ｄＴ／ｄθを算出する。
【００５７】
そしてステップＳ１４で算出されたトルク勾配ｄＴ／ｄθが所定条件を満たすか否かを判別する〔ステップＳ１５ａ〕。当該所定条件は「第１条件」に相当し、規定値以上の増締トルクＴで締め付ける事態を考慮して任意に設定することができる。本形態では、ステップＳ１４で算出されたトルク勾配ｄＴ／ｄθにかかる正負符号で判別する。より具体的には、正負符号が同一であったり、正から負に反転したりする場合は「所定条件を満たしていない」と判別し、同じく負から正に反転する場合は「所定条件を満たす」と判別する。よって、当該所定条件は「第１条件」に相当する。もし所定条件を満たさなければ（ＮＯ）、まだ増し締めを行えるので、ステップＳ１１〜Ｓ１５ａを繰り返し実行する。
【００５８】
一方、ステップＳ１５ａでトルク勾配ｄＴ／ｄθが所定条件を満たせば（ＹＥＳ）、増し締めを停止するとともに〔ステップＳ１６〕、トルク勾配ｄＴ／ｄθの正負符号が反転するときの増締トルクＴを特定し〔ステップＳ１７ａ〕、増締トルクに関する情報を報知したうえで〔ステップＳ１８〕、計測制御処理を終了する。ステップＳ１６では、上記ステップＳ１９と同様に増し締めを停止する。ステップＳ１７ａでは、トルク勾配ｄＴ／ｄθの正負符号が反転する増締トルクＴを特定する。どのように増締トルクＴを特定するのかは任意である。図３（Ａ）の例では、増し締めを停止する点ＰＣや、当該点ＰＣから遡ってトルク勾配ｄＴ／ｄθの正負符号が実際に反転する点ＰＡ，ＰＢのうちで一以上が該当する。点ＰＣのみを適用する場合は、計測制御処理の簡素化することができる。点ＰＡや点ＰＢを適用する場合は、実際に発生した変化点の増締トルクＴを報知することができる。正負符号が反転する点の特定方法は周知であるので図示および説明を省略する。
【００５９】
所定条件を満たす場合において、ステップＳ１８で報知する増締トルクに関する情報には、記録媒体１１ａのデータ蓄積領域に蓄積された情報のうち、所定条件を満たす時点よりも前の所定区間、所定条件を満たす時点および所定条件を満たす時点よりも後の所定区間のうちで一以上の期間や時点にかかる情報を含めてもよい。所定区間は任意に設定することができる。例えば、５°〜２０°等のような角度の区間や、０．１Ｎｍ〜２Ｎｍ等のようなトルクの区間、２秒間〜１分間等のような時間の区間などが該当する。
【００６０】
図１に示す増締トルク計測装置１０および図２に示す計測制御処理によって行われる増し締め例について、図３と図４を参照しながら説明する。なお図３と図４では、増し締めを開始する時点の回転角度θを「θ０」とし、増締トルクＴを「ｔ０」とする。これらのθ０やｔ０は数値「０」としてもよく、既に被締結体３０を締結ネジ２０でどれだけ締結したかに応じて異なる数値としてもよい。後述する図７でも同様である。
【００６１】
まず図３（Ａ）には、縦軸を増締トルクＴとし、横軸を回転角度θとするときの特性線Ｌ１の一例を示す。図３（Ｂ）には、縦軸をトルク勾配ｄＴ／ｄθとし、横軸を回転角度θとするときの特性線Ｌ２の一例を示す。回転角度θを共通事項とし、図３（Ａ）では増締トルクＴの変化を示し、図３（Ｂ）ではトルク勾配ｄＴ／ｄθの変化を示す。ただし、計測誤差等の許容範囲内の微少変化は直線的に示す。図３（Ａ）および図３（Ｂ）では、限界トルク値Ｔlimと限界回転角度値θlimとも併せて示す。
【００６２】
図３（Ａ）に示す特性線Ｌ１は、増し締めを行う際に増締トルクＴが増加する中で一時的に減少する。具体的には、回転角度θがθ０からθ１０まで増加すると、増締トルクＴもまたｔ０からｔ３に増加する。しかし、回転角度θがθ１０からθ１１まで増加すると、増締トルクＴは逆にｔ３からｔ１に減少する。さらに、回転角度θがθ１１からθ１２（ただしθ１１＜θ１２＜θ１３）まで増加すると、増締トルクＴはｔ１からｔ２に増加する。よって、回転角度θがθ１２となる点ＰＥで増し締めを停止し（図６のステップＳ１６）、点ＰＣから遡ってトルク勾配ｄＴ／ｄθの正負符号が反転する点ＰＡ，ＰＢを特定し（図６のステップＳ１７ａ）、増締トルクに関する情報を報知する（図６のステップＳ１８）。作業者が増し締めを行った従来技術では、増し締めを終える回転角度θがθ１３になるまで、トルク勾配ｄＴ／ｄθはｘ１でほぼ推移していた（二点鎖線で示す）。
【００６３】
図３（Ｂ）に示す特性線Ｌ２は、上記特性線Ｌ１の変化に伴って変化する。具体的には、回転角度θがθ０からθ１０まで増加するとき、トルク勾配ｄＴ／ｄθはｘ２でほぼ推移する。しかし、回転角度θがθ１０からθ１１まで増加すると、トルク勾配ｄＴ／ｄθは正負符号が反転して−ｘ３になる。さらに回転角度θがθ１１からθ１３まで増加すると、トルク勾配ｄＴ／ｄθは正負符号が再度反転してｘ１になる。作業者が増し締めを行った従来技術では、増し締めを終える回転角度θがθ１３になるまで、トルク勾配ｄＴ／ｄθはｘ１でほぼ推移していた（二点鎖線で示す）。
【００６４】
図２に示す計測制御処理との関係では、次のようになる。図３（Ａ）および図３（Ｂ）において回転角度θがθ０からθ１０まで増加するとき、トルク勾配ｄＴ／ｄθはｘ２でほぼ推移するので所定条件を満たさず、増し締めを継続する（ステップＳ１１〜Ｓ１５ａ）。回転角度θがθ１０になる点ＰＡでは、トルク勾配ｄＴ／ｄθがｘ２から−ｘ３に正負符号が反転する。この点ＰＡは、静摩擦でのトルク値や、座面・ネジ面粗さ等の影響でばらつきが大きい。ただし正から負への反転であるので、所定条件を満たさず、増し締めを継続する（ステップＳ１１〜Ｓ１５ａ）。
【００６５】
また回転角度θがθ１１になる点ＰＢでは、トルク勾配ｄＴ／ｄθが−ｘ３からｘ１に符号が変化する。この点ＰＢは、動摩擦トルクや、座面・ネジ面粗さの影響少なく、増締トルクＴに最も近い。
【００６６】
よってトルク勾配ｄＴ／ｄθの正負符号が負から正に反転したと判別できるのは、点ＰＢの次回に算出を行う点ＰＣである。当該点ＰＣにおいて所定条件を満たすと判別し、増し締めを停止し、トルク勾配ｄＴ／ｄθの正負符号が反転するときの増締トルクＴを特定し、増締トルクに関する情報を報知する（ステップＳ１５ａ，Ｓ１６，Ｓ１７ａ，Ｓ１８）。図３の例においてステップＳ１８で報知する情報は、ステップＳ１７ａで特定した増締トルクＴのほか、条件未成立区間、条件成立時点および条件成立後区間のうちで一以上の期間や時点における増締トルクに関する情報である。
【００６７】
図３に示す例では条件成立時点が点ＰＢになり、所定区間として角度の区間を適用すると、次のようになる。条件未成立区間は、例えば増し締め開始の角度θ０から点ＰＢの回転角度θや、点ＰＢの回転角度θ１１を基準として（θ１１−θａ）からθ１１まで、点ＰＡの回転角度θ１０を基準として（θ１０−θｂ）からθ１０まで等が該当する。角度θａ，θｂには任意の角度（例えば５°や２０°等）を設定することができる。点ＰＢの回転角度θ１１を基準とする場合には、角度θａの設定によっては点ＰＡにおける情報を含めることもできる。条件成立後区間は、点ＰＢから点ＰＣまでの区間になる。角度の区間を例に説明したが、トルクの区間や時間の区間などについても同様に適用できる。
【００６８】
次に、図４には増締トルクＴが強制停止条件を満たす例を示し、図５には回転角度θが強制停止条件を満たす例を示す。上述した図３と同様にして、図４（Ａ）および図５（Ａ）には、縦軸を増締トルクＴとし、横軸を回転角度θとするときの特性線Ｌ３，Ｌ５の一例を示す。図４（Ｂ）および図５（Ｂ）には、縦軸をトルク勾配ｄＴ／ｄθとし、横軸を回転角度θとするときの特性線Ｌ４，Ｌ６の一例を示す。
【００６９】
図４（Ａ）に示す特性線Ｌ３は、増締トルクＴが増加中に強制停止条件を満たす。具体的には、回転角度θがθ０からθ１４（ただしθ１４＜θlim）まで増加すると、増締トルクＴがｔ０から増加して限界トルク値Ｔlimに達する。図４（Ｂ）に示す特性線Ｌ４は、上記特性線Ｌ３の変化に伴って変化する。具体的には、回転角度θがθ０からθ１４まで増加するとき、トルク勾配ｄＴ／ｄθはｘ２でほぼ推移する。
【００７０】
一方、図５（Ａ）に示す特性線Ｌ５は、回転角度θが増加中に強制停止条件を満たす。具体的には、増締トルクＴがｔ０からｔ５（ただしｔ５＜Ｔlim）まで増加すると、回転角度θがθ０から増加して限界回転角度値θlimに達する。図５（Ｂ）に示す特性線Ｌ６は、上記特性線Ｌ５の変化に伴って変化する。具体的には、回転角度θがθ０からθlimまで増加するとき、トルク勾配ｄＴ／ｄθはｘ２でほぼ推移する。
【００７１】
図２に示す計測制御処理との関係では、次のようになる。図４に示す特性線Ｌ３，Ｌ４については、増締トルクＴが増加中に限界トルク値Ｔlimに達すると（ステップＳ１３でＹＥＳ）、増し締めを強制的に停止する（ステップＳ１９）。リミッタ１５による増し締めの強制的停止も同様である。ステップＳ１８は実線で示す手続きが行われる場合に実行され、増締トルクに関する情報が報知される。
【００７２】
図５に示す特性線Ｌ５，Ｌ６については、回転角度θが増加中に限界回転角度値θlimに達すると（ステップＳ１３でＹＥＳ）、増し締めを強制的に停止する（ステップＳ１９）。リミッタ１５による増し締めの強制的停止も同様である。ステップＳ１８は実線で示す手続きが行われる場合に実行され、増締トルクに関する情報が報知される。
【００７３】
上述した実施の形態１によれば、以下に示す各効果を得ることができる。まず請求項１に対応し、増締トルク計測装置１０において、増し締めを行う際の回転角度θを計測する角度検出部１２と、増し締めを行う際の増締トルクＴを計測するトルク検出部１７と、回転角度θと増締トルクＴとに基づいてトルク勾配ｄＴ／ｄθを算出するトルク勾配算出手段１１ｂと、トルク勾配算出手段１１ｂによって算出されるトルク勾配ｄＴ／ｄθに基づいて、所定条件を満たすと、条件未成立区間、条件成立時点および条件成立後区間のうち一以上で計測される増締トルクに関する情報を報知する情報報知手段１１ｃとを有する構成とした（図１〜図３を参照）。この構成によれば、規定値以上の増締トルクＴで締め付ける事態になると所定条件を満たし、情報報知手段１１ｃが増締トルクに関する情報を報知する。よって、規定値以上の増締トルクＴで締め付けるのを防止しながらも、所望の計測精度を確保できる。また、情報報知手段１１ｃによって報知される増締トルクに関する情報に基づいて、締結ネジ２０（締結部材）を用いて行う増し締めが適切か否かを判断することができる。
【００７４】
請求項２に対応し、増締トルク計測装置１０において、増し締めを行う際の回転角度θを計測する角度検出部１２と、増し締めを行う際の増締トルクＴを計測するトルク検出部１７と、回転角度θと増締トルクＴとに基づいてトルク勾配ｄＴ／ｄθを算出するトルク勾配算出手段１１ｂと、トルク勾配算出手段１１ｂによって算出されるトルク勾配ｄＴ／ｄθに基づいて、所定条件を満たすと、増し締めを停止する増締停止手段１１ｄとを有する構成とした（図１〜図３を参照）。この構成によれば、規定値以上の増締トルクＴで締め付ける事態になると所定条件を満たし、増締停止手段１１ｄが増し締めを停止する。よって、規定値以上の増締トルクＴで締め付けるのを防止することができる。
【００７５】
請求項３に対応し、トルク勾配算出手段１１ｂによって算出されるトルク勾配ｄＴ／ｄθに基づいて、所定条件を満たすと、条件未成立区間、条件成立時点および条件成立後区間のうち一以上で計測される増締トルクに関する情報を報知する情報報知手段１１ｃを有する構成とした（図１〜図３を参照）。この構成によれば、これらの所定区間における増締トルクに関する情報に基づいて報知や停止を行うことで、規定値以上の増締トルクＴで締め付けるのをより確実に防止し、所望の計測精度をより確実に確保することができる。
【００７６】
請求項４，１１に対応し、所定条件には、算出されるトルク勾配ｄＴ／ｄθにかかる数値の正負符号が変化する第１条件を適用する構成とした（図２のステップＳ１５ａおよび図３の点ＰＡ，ＰＢ，ＰＣを参照）。この構成によれば、トルク勾配ｄＴ／ｄθが負から正に反転する点ＰＢで第１条件を満たし、増締トルクに関する情報を報知したり、増し締めを停止したりする（図２のステップＳ１６，Ｓ１８を参照）。よって、規定値以上の増締トルクＴで締め付けるのをより確実に防止し、所望の計測精度をより確実に確保することができる。トルク勾配ｄＴ／ｄθが正から負に反転する点ＰＡで第１条件を満たす構成とする場合でも同様の作用効果が得られる。
【００７７】
請求項５に対応し、情報報知手段１１ｃが報知する増締トルクに関する情報は、増締トルクＴ、回転角度θおよびトルク勾配ｄＴ／ｄθのうちで一以上の情報である構成とした（図２のステップＳ１８を参照）。この構成によれば、増締トルクＴ、回転角度θ、トルク勾配ｄＴ／ｄθのうちで一以上の情報が報知されるので、規定値以上の増締トルクＴで締め付けをより確実に防止し、所望の計測精度をより確実に確保することができる。
【００７８】
請求項６に対応し、締結ネジ２０を許容範囲内の回転速度で回転させる回転駆動部１３を有する構成とした（図１を参照）。この構成によれば、締結ネジ２０の回転速度が安定し、回転角度θもほぼ一定でほぼ推移する。よってトルク勾配ｄＴ／ｄθの算出が容易になり、計測精度が安定するとともに、報知や停止を迅速に行える。よってトルク勾配ｄＴ／ｄθの算出が容易になり、報知や停止を迅速に行える。
【００７９】
請求項７に対応し、トルク検出部１７によって計測される増締トルクＴ、または、角度検出部１２によって計測される回転角度θのいずれか一方が強制停止条件を満たす（すなわち限界トルク値Ｔlimや限界回転角度値θlimに達する）と、増し締めを強制的に停止する強制停止手段１１ｅを有する構成とした（図１、図２のステップＳ１３，Ｓ１９、図４、図５を参照）。この構成によれば、強制停止条件を満たすと、強制停止手段１１ｅは増し締めを強制的に停止する。なお、限界トルク値Ｔlimや限界回転角度値θlimに代えて、限界トルク勾配（トルク勾配ｄＴ／ｄθの限界値）や、限界時間（増し締めを行う時間の限界値）などを適用しても同様に増し締めを強制停止できる。よって、規定値以上の増締トルクＴで締め付けるのをより確実に防止することができる。
【００８０】
請求項８に対応し、増締トルク計測制御方法において、回転角度θと増締トルクＴとに基づいてトルク勾配ｄＴ／ｄθを算出するトルク勾配算出工程（図２のステップＳ１４）と、トルク勾配算出工程によって算出されるトルク勾配ｄＴ／ｄθに基づいて、所定条件を満たすと、条件未成立区間、条件成立時点および条件成立後区間のうち一以上で計測される増締トルクに関する情報を報知する情報報知工程（図２のステップＳ１８）とを有する構成とした。この構成によれば、規定値以上の増締トルクＴで締め付ける事態になると所定条件を満たし、情報報知工程において増締トルクに関する情報を報知する。よって、規定値以上の増締トルクＴで締め付けるのを防止しながらも、所望の計測精度を確保できる。また、情報報知手段１１ｃによって報知される増締トルクに関する情報に基づいて、締結ネジ２０を用いて行う増し締めが適切か否かを判断することができる。
【００８１】
請求項９に対応し、増締トルク計測制御方法において、回転角度θと増締トルクＴとに基づいてトルク勾配ｄＴ／ｄθを算出するトルク勾配算出工程（図２のステップＳ１４）と、トルク勾配算出工程によって算出されるトルク勾配ｄＴ／ｄθに基づいて、所定条件を満たすと、増し締めを停止する増締停止工程（図２のステップＳ１６）とを有する構成とした。この構成によれば、規定値以上の増締トルクＴで締め付ける事態になると所定条件を満たし、増締停止工程において増し締めを停止する。よって、規定値以上の増締トルクＴで締め付けるのを防止することができる。
【００８２】
請求項１０に対応し、トルク勾配算出手段１１ｂによって算出されるトルク勾配ｄＴ／ｄθに基づいて、所定条件を満たすと、条件未成立区間、条件成立時点および条件成立後区間のうち一以上で計測される増締トルクに関する情報を報知する情報報知工程（図２のステップＳ１８）をさらに有する構成とした。この構成によれば、これらの所定区間における増締トルクに関する情報に基づいて報知や停止を行うことで、規定値以上の増締トルクＴで締め付けるのをより確実に防止し、所望の計測精度をより確実に確保することができる。
【００８３】
請求項１２に対応し、トルク検出部１７によって計測される増締トルクＴ、または、角度検出部１２によって計測される回転角度θのいずれか一方が強制停止条件を満たす（すなわち限界トルク値Ｔlimや限界回転角度値θlimに達する）と、増し締めを強制的に停止する強制停止工程（図２のステップＳ１９）を有する構成とした。この構成によれば、強制停止条件を満たすと、強制停止工程において増し締めを強制的に停止する。よって、規定値以上の増締トルクＴで締め付けるのをより確実に防止することができる。
【００８４】
〔実施の形態２〕
実施の形態２は、実施の形態１と同様の形態であるものの、増締トルクが増加する中で一時的に増加率が変化する特性に対して適用する例であって、図６と図７を参照しながら説明する。なお、増締トルク計測装置１０の構成等は実施の形態１と同様であるので、実施の形態２では実施の形態１と異なる点について説明する。よって、実施の形態１で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８５】
図６に示す計測制御処理は、図２に示す計測制御処理に代わる手続き例である。図２と比べると、必要に応じてステップＳ１０を実行し、ステップＳ１５ａに代えてステップＳ１５ｂを実行し、ステップＳ１７ａに代えてステップＳ１７ｂを実行する点が相違する。なお、ステップＳ１５ｂ，Ｓ１６は増締停止手段および増締停止工程に相当する。
【００８６】
ステップＳ１０は、ステップＳ１５ｂにおける所定条件（すなわち第２条件）を満たすか否かを判別する際に用いる閾値１１ｆを設定する。この閾値１１ｆは、トルク勾配ｄＴ／ｄθが許容範囲外の数値に変化するか否かを判別するための基準値である。言い換えれば、閾値１１ｆに達しなければ許容範囲内の変化にとどまるので「所定条件を満たさない」と判別し、閾値１１ｆに達すれば許容範囲外の変化になるので「所定条件を満たす」と判別する。閾値１１ｆには、任意の数値や範囲（絶対値で示す範囲を含む）を設定でき、例えば静止摩擦のトルク勾配と動摩擦のトルク勾配との間の数値が該当する。
【００８７】
ステップＳ１５ｂは、ステップＳ１４で算出されたトルク勾配ｄＴ／ｄθが所定条件を満たすか否かを判別する。当該所定条件は「第２条件」に相当し、ステップＳ１５ａと同様に、規定値以上の増締トルクＴで締め付ける事態を考慮して任意に設定することができる。本形態では、ステップＳ１４で算出されたトルク勾配ｄＴ／ｄθが閾値１１ｆに達するか否かで判別する。より具体的には、トルク勾配ｄＴ／ｄθの正負符号が同一である場合において、トルク勾配ｄＴ／ｄθが閾値１１ｆに達すると（トルク勾配ｄＴ／ｄθ≦閾値１１ｆ）、規定値以上の増締トルクＴで締め付ける事態になったとみなして、「所定条件を満たす」と判別する。例えば、閾値１１ｆに「１．５」が設定されているとき、トルク勾配ｄＴ／ｄθが「２」から「１」に変化すると、トルク勾配ｄＴ／ｄθが閾値１１ｆに達して「所定条件を満たす」と判別する。一方、トルク勾配ｄＴ／ｄθが閾値１１ｆに達しなければ（トルク勾配ｄＴ／ｄθ＞閾値１１ｆ）、規定値以上の増締トルクＴで締め付ける事態には至っていないとみなして、「所定条件を満たしていない」と判別する。
【００８８】
ステップＳ１７ｂは、トルク勾配ｄＴ／ｄθが変化するときの増締トルクＴを特定する。どのように増締トルクＴを特定するのかは任意である。図７（Ａ）の例では、増し締めを停止する点ＰＥ、および、当該点ＰＥから遡ってトルク勾配ｄＴ／ｄθが実際に変化する点ＰＤのうちで一方または双方が該当する。点ＰＥのみを適用する場合は、計測制御処理の簡素化することができる。点ＰＤのみを適用する場合は、実際に発生した変化点の増締トルクＴを報知することができる。
【００８９】
図１に示す増締トルク計測装置１０および図６に示す計測制御処理によって行われる増し締め例について、図７を参照しながら説明する。図７にはトルク勾配ｄＴ／ｄθが閾値１１ｆに達して増し締めを停止する例を示す。
【００９０】
図７（Ａ）には、縦軸を増締トルクＴとし、横軸を回転角度θとするときの特性線Ｌ７の一例を示す。図７（Ｂ）には、縦軸をトルク勾配ｄＴ／ｄθとし、横軸を回転角度θとするときの特性線Ｌ８の一例を示す。図３と同様に、回転角度θを共通事項として増締トルクＴとトルク勾配ｄＴ／ｄθとの変化が分かるように示す。
【００９１】
図７（Ａ）に示す特性線Ｌ７は、増締トルクＴのトルク勾配ｄＴ／ｄθが途中で変化する。具体的には、回転角度θがθ０からθ１５まで増加すると、増締トルクＴもまたｔ０からｔ６に増加する。回転角度θがθ１５からθ１６（ただしθ１５＜θ１６＜θ１７）まで増加すると、増締トルクＴはｔ６からｔ７に増加する。しかしながら、回転角度θがθ０からθ１５までにおけるトルク勾配ｄＴ／ｄθに比べて、θ１５からθ１６までにおけるトルク勾配ｄＴ／ｄθは閾値１１ｆよりも小さくなっている。よって、回転角度θがθ１６となる点ＰＥで増し締めを停止し（図６のステップＳ１６）、点ＰＥから遡ってトルク勾配ｄＴ／ｄθが変化する点ＰＤを特定し（図６のステップＳ１７ｂ）、増締トルクに関する情報を報知する（図６のステップＳ１８）。
【００９２】
図７（Ｂ）に示す特性線Ｌ８は、上記特性線Ｌ７の変化に伴って変化する。具体的には、回転角度θがθ０からθ１５まで増加するとき、トルク勾配ｄＴ／ｄθはｘ６でほぼ推移する。回転角度θがθ１５からθ１６になるとトルク勾配ｄＴ／ｄθがｘ６からｘ５に変化する。
【００９３】
上述した実施の形態２によれば、以下に示す各効果を得ることができる。なお、請求項１〜３，５〜１０，１２については実施の形態１と同等の構成であるので、実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。
【００９４】
請求項４，１１に対応し、所定条件は、トルク勾配ｄＴ／ｄθが許容範囲外の数値に変化する第２条件を適用する構成とした（図６のステップＳ１５ｂおよび図７の点ＰＤ，ＰＥを参照）。この構成によれば、トルク勾配ｄＴ／ｄθが閾値１１ｆに達する点ＰＤで第２条件を満たし、増締トルクに関する情報を報知したり、増し締めを停止したりする（図６のステップＳ１６，Ｓ１８を参照）。よって、規定値以上の増締トルクＴで締め付けるのをより確実に防止し、所望の計測精度をより確実に確保することができる。
【００９５】
〔実施の形態３〕
実施の形態３は、上述した実施の形態１，２を組み合わせて実現する形態であって、図８を参照しながら説明する。すなわち、実施の形態１で図３（Ａ）に示す特性線Ｌ１の特性変化（特性パターンとも呼ぶ。以下同じである。）と、実施の形態２で図７（Ａ）に示す特性線Ｌ７の特性変化とのいずれかを自動判別し、所定条件を満たせば報知や停止等を行う形態である。なお、増締トルク計測装置１０の構成等は実施の形態１，２と同様であるので、実施の形態３では実施の形態１，２と異なる点について説明する。よって、実施の形態１，２で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９６】
図８に示す計測制御処理は、図２や図７に示す計測制御処理に代わる手続き例である。図２や図７に示す計測制御処理は締結ネジ２０や被締結体３０の材質等に基づいて変化特性が予め分かっている場合に適用されるのに対し、図８に示す計測制御処理は締結ネジ２０や被締結体３０の材質等が不明な場合や個体ごとに材質等が大きく異なる場合などで変化特性が予め分からない場合にも適用される。図２および図７と比べると、特性変化を判別するためのステップＳ２０，Ｓ２１，Ｓ２４を新たに実行するとともに、ステップＳ１７ａとステップＳ１７ｂとを合わせたステップＳ２３を実行する点が相違する。なお、図８に示すステップＳ１５ａ，Ｓ１５ｂ，Ｓ２０，Ｓ２１，Ｓ１６は増締停止手段および増締停止工程に相当する。特性変化を判別するにあたって、記録媒体１１ａ等に記録（保持）可能な判定フラグを用いる。この判定フラグは、トルク勾配ｄＴ／ｄθの正負符号が反転したか否かを特定するために用いられ、「判定フラグの付与なし」で初期化される。
【００９７】
ステップＳ２０は、判定フラグが付与されたか否かを判別する。上述したように計測制御処理の開始時には「判定フラグの付与なし」で初期化されるので、後述するステップＳ２４の実行によって初めて「判定フラグの付与あり」になる。もし判定フラグの付与があるならば（ステップＳ２０で「あり」）、トルク勾配ｄＴ／ｄθの正負符号が既に反転しているので、ステップＳ１５ａに進む。まだ判定フラグの付与がなければ（ステップＳ２０で「なし」）、ステップＳ１４で算出されたトルク勾配ｄＴ／ｄθが所定条件（すなわち第２条件）を満たすか否かを判別する〔ステップＳ１５ｂ〕。
【００９８】
もしトルク勾配ｄＴ／ｄθが所定条件（すなわち第２条件）を満たさなければ（ステップＳ１５ｂでＮＯ）、ステップＳ１１〜Ｓ１４を繰り返し実行する。これに対して、トルク勾配ｄＴ／ｄθが所定条件（すなわち第２条件）を満たすと（ステップＳ１５ｂでＹＥＳ）、変化特性を判別する〔ステップＳ２１〕。具体的には、ステップＳ１４で算出されたトルク勾配ｄＴ／ｄθの正負符号が変化したか否かで判別する。すなわち、トルク勾配ｄＴ／ｄθの正負符号が反転した場合には図３（Ａ）に示す特性線Ｌ１と判別し（ステップＳ２１で「符号反転」）、トルク勾配ｄＴ／ｄθの正負符号が同一の場合には図７（Ａ）に示す特性線Ｌ７と判別する（ステップＳ２１で「符号同一」）。
【００９９】
もしトルク勾配ｄＴ／ｄθの正負符号が同一である（ステップＳ２１で「符号同一」）場合には、ステップＳ２０でトルク勾配ｄＴ／ｄθが閾値１１ｆに達していることが明らかなので、図７（Ａ）に示す特性線Ｌ７に沿った変化であると特定できる。よって、増し締めを停止するとともに〔ステップＳ１６〕、トルク勾配ｄＴ／ｄθが閾値１１ｆに達するときの増締トルクＴを特定し〔ステップＳ２３〕、増締トルクに関する情報を報知したうえで〔ステップＳ１８〕、計測制御処理を終了する。
【０１００】
トルク勾配ｄＴ／ｄθの正負符号が反転する（ステップＳ２１で「符号反転」）場合には、図３（Ａ）に示す特性線Ｌ１に沿った変化であると特定できる。そこで、実施の形態１と同様にして、ステップＳ１４で算出されたトルク勾配ｄＴ／ｄθが所定条件（第１条件）を満たすか否かを判別する〔ステップＳ１５ａ〕。もし所定条件（第１条件）を満たさなければ（ステップＳ１５ａでＮＯ）、ステップＳ１５ｂ，Ｓ２１の実行を回避するために判定フラグを付与したうえで〔ステップＳ２１〕、ステップＳ１１〜ステップＳ２１を繰り返し実行する。
【０１０１】
これに対して、所定条件（第１条件）を満たせば（ステップＳ１５ａでＹＥＳ）、増し締めを停止するとともに〔ステップＳ１６〕、トルク勾配ｄＴ／ｄθの正負符号が反転するときの増締トルクＴを特定し〔ステップＳ２３〕、増締トルクに関する情報を報知したうえで〔ステップＳ１８〕、計測制御処理を終了する。ステップＳ２３は、ステップＳ２１で判別した変化特性に応じて特定すべき増締トルクＴを変える。
【０１０２】
上述した実施の形態３によれば、以下に示す各効果を得ることができる。なお、請求項１〜３，５〜１０，１２については実施の形態１，２と同等の構成であるので、実施の形態１，２と同様の作用効果を得ることができる。
【０１０３】
請求項４，１１に対応し、所定条件は、トルク勾配ｄＴ／ｄθにかかる数値の正負符号が変化する第１条件、および、トルク勾配ｄＴ／ｄθが許容範囲外の数値（閾値１１ｆ）に変化する第２条件の双方を適用する構成とした（図８のステップＳ２０，Ｓ２１，Ｓ１５ａ、図３の点ＰＡ，ＰＢ，ＰＣおよび図７の点ＰＤ，ＰＥを参照）。この構成によれば、トルク勾配ｄＴ／ｄθが閾値１１ｆに達する点ＰＤで第２条件を満たし、増締トルクに関する情報を報知したり、増し締めを停止したりする（図６のステップＳ１６，Ｓ１８を参照）。よって、規定値以上の増締トルクＴで締め付けるのをより確実に防止し、所望の計測精度をより確実に確保することができる。
【０１０４】
〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について実施の形態１〜３に従って説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
【０１０５】
上述した実施の形態１〜３では、回転駆動部１３とトルク検出部１７（あるいはリミッタ１５）との間に角度検出部１２を介在させる構成とした（図１を参照）。この構成における角度検出部１２は回転軸１４，１６，１８の回転角度θを計測する。この形態に代えて、図９に示すように角度検出部１２を回転駆動部１３に備える構成としてもよい。図９には回転駆動部１３の外部に備える構成例を示すが、回転駆動部１３の内部に備える構成としてもよい。これらの構成における角度検出部１２は回転駆動部１３の動力源（主軸）の回転角度θを計測する。動力源（主軸）と回転軸１４，１６，１８とは遊びを除いて回転角度θが同一であるので、結果として締結ネジ２０の回転角度θを計測できる。したがって、上述した実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。
【０１０６】
上述した実施の形態１〜３では、回転駆動部１３（あるいはリミッタ１５）と工具部１９との間にトルク検出部１７を介在させる構成とした（図１を参照）。この構成におけるトルク検出部１７は、回転軸１６と回転軸１８との間に生じる増締トルクＴを接触型で計測する。すなわち締結ネジ２０の増締トルクＴを間接的に計測する。この形態に代えて、図１０に示すトルク検出部１７のように、被締結体３０に対して工具部１９とは反対側に位置させる構成としてもよい。この場合のトルク検出部１７は、光・磁気・音等による非接触型のセンサを用いて、締結ネジ２０の増締トルクＴを直接的に計測する。計測方式の相違に過ぎず、締結ネジ２０の増締トルクＴを計測できるので、上述した実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。
【０１０７】
上述した実施の形態１〜３では、締結部材として、雄ネジ２０ａを有する締結ネジ２０と、雌ネジ孔３２ａを有する第２ワーク３２からなる被締結体３０とを適用した（図１を参照）。この形態に代えて、雌ネジを有する締結ネジ２０と雌ネジが形成された貫通穴を有する第２ワーク３２とを適用してもよく、他の締結部材を適用してもよい。他の締結部材は、例えばボルトとナットの組み合わせや、ビスなどが該当する。いずれの締結部材を適用するにせよ、締結部材の増締トルクＴを計測し、トルク勾配ｄＴ／ｄθが所定条件を満たすと、増し締めを停止したり、増締トルクに関する情報を報知したりする。よって、上述した実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。
【０１０８】
上述した実施の形態１〜３では、締結ネジ２０を一度締結した後に行う「増し締め締結」に適用した。この形態に代えて、被締結体３０に対して増締トルクＴがゼロである初期状態から行い、さらに増し締め締結を行う形態に適用してもよい。増し締め締結の開始時に対応する増締トルクＴになる前は、図４（Ｂ）や図５（Ｂ）に示す特性線Ｌ４，Ｌ６のようにトルク勾配ｄＴ／ｄθの変化が許容範囲（誤差範囲）にとどまる。トルク勾配ｄＴ／ｄθが閾値１１ｆ以上に変化する形態は、実施の形態１〜３に記載した通りである。よって、上述した実施の形態１〜３と同様の作用効果が得られる。
【０１０９】
上述した実施の形態１では、トルク勾配ｄＴ／ｄθの正負符号が負から正に反転すると（図２のステップＳ１５ａを参照）、増し締めを停止したり（図２のステップＳ１６を参照）、増締トルクに関する情報を報知したりする構成とした（図２のステップＳ１８を参照）。この形態に代えて（あるいは併用して）、回転角度θと増締トルクＴとに基づいてトルク変曲値ｄ2Ｔ／ｄθ2（すなわち増締トルクＴの変曲値）を算出し、当該トルク変曲値ｄ2Ｔ／ｄθ2が許容範囲（例えばα＜ｄ2Ｔ／ｄθ2＜β；α，βは誤差範囲を示す一定値）を超えると、増し締めを停止したり、増締トルクに関する情報を報知したりする構成としてもよい。具体的には、図２のステップＳ１４でトルク変曲値ｄ2Ｔ／ｄθ2を算出し、ステップＳ１５ａで今回算出されるトルク変曲値ｄ2Ｔ／ｄθ2が前回以前に算出されたトルク変曲値ｄ2Ｔ／ｄθ2を基準として正負符号が負から正に反転するか否かを判別すればよい。この場合のステップＳ１７ａは、図３（Ａ）に示す点ＰＡが変曲値になって対応する増締トルクＴが特定され、同じく点ＰＢが変曲値になって対応する増締トルクＴが特定される。よって、上述した実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。なお、実施の形態２，３についても同様に適用することが可能である。
【０１１０】
上述した実施の形態１〜３では、ステップＳ１４で算出される今回のトルク勾配ｄＴ／ｄθが所定条件を満たすか否かで判別する構成とした（図２のステップＳ１５ａ、図７のステップＳ１５ｂ、図８のステップＳ２０，Ｓ２１，Ｓ１５ａを参照）。この形態に代えて、ステップＳ１４で算出される今回のトルク勾配ｄＴ／ｄθと前回以前に算出されたトルク勾配ｄＴ／ｄθとの差分値（絶対値でもよい。以下同様である。）が所定条件を満たすか否かで判別する構成としてもよい。「前回以前に算出されたトルク勾配ｄＴ／ｄθ」は、前回算出されたトルク勾配ｄＴ／ｄθでもよく、前回よりも前に算出されたトルク勾配ｄＴ／ｄθでもよい。判別対象がトルク勾配ｄＴ／ｄθ自体であるか、トルク勾配ｄＴ／ｄθの差分値であるかの相違に過ぎない。よって、上述した実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。
【０１１１】
上述した実施の形態２では、トルク勾配に関する所定条件（第２条件）として、トルク勾配ｄＴ／ｄθが閾値１１ｆに達することを適用した（図６のステップＳ１５ｂを参照）。具体的には「トルク勾配ｄＴ／ｄθ≦閾値１１ｆ」を満たす条件である。この形態に代えて（あるいは併用して）、「トルク勾配ｄＴ／ｄθ＞閾値１１ｆ」を満たす条件としてもよい。締結ネジ２０や被締結体３０にかかる個体の製造誤差によっては増し締め途中に引っ掛かり等の不具合が生じる場合もあり得る。増し締めできても不具合を有する個体について、増し締めを停止したり、増締トルクに関する情報を報知したりすることができる。よって、上述した実施の形態２と同様の作用効果を得ることができる。
【０１１２】
上述した実施の形態１〜３では、作業者による手動で既に締結された被締結体３０に対して締結ネジ２０（締結部材）を用いて行う増し締めに適用した（図１〜図１０を参照）。この形態に代えて（あるいは併用して）、被締結体３０に対して締結ネジ２０を自動的に締結する自動締結機により、既に締結された被締結体３０に対して締結ネジ２０（締結部材）を用いて行う増し締めに適用することもできる。すなわち、自動締結機と増締トルク計測装置１０とを組み合わせるか、自動締結機に増締トルク計測装置１０を付加すればよい。既に締結された被締結体３０に対して締結ネジ２０を用いて増し締めを行う点では変わりないので、上述した実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１１３】
１０  締結トルク計測装置
１１  制御部
１１ａ  記録媒体
１１ｂ  トルク勾配算出手段
１１ｃ  情報報知手段
１１ｄ  増締停止手段
１１ｅ  強制停止手段
１１ｆ  閾値
１２  角度検出部
１３  回転駆動部
１５  リミッタ
１７  トルク検出部
２０  締結ネジ（締結部材）
３０  被締結体
３１  第１物体（被締結体）
３２  第２物体（被締結体）
Ｔ  増締トルク
θ  回転角度
ｄＴ／ｄθ  トルク勾配（単位回転角度当たりの増締トルク）
Ｔlim  限界トルク値（限界値）
θlim  限界回転角度値（限界値）
【図１】
2013160506.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2013160506.tif 000012