(57)【要約】【課題】本発明は、正常な締付けが行なわれたかどうかを判別することのできる締付確認方法を提供する。【解決手段】本発明の締付確認方法は、ボルト５０に作用する軸力を測定可能な軸力計２０にボルトをセットするステップ、締付機３０によって前記ボルトを締め付けるステップ、前記軸力計から出力される軸力Ｎ、前記締付機の締付トルクＴ及び前記締付機の回転角度θの値を連続的に採取し、Ｎ−θ波形データとＴ−θ波形データを記録するステップ、記録された前記Ｎ−θ波形データと前記Ｔ−θ波形データに基づいて、制御軸力点と傾斜変化点を決定するステップ、とを含んでいる。【選択図】図２
2017030072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボルトに作用する軸力を測定可能な軸力計にボルトをセットするステップ、
締付機によって前記ボルトを締め付けるステップ、
前記軸力計から出力される軸力Ｎ、前記締付機の締付トルクＴ及び前記締付機の回転角度θの値を連続的に採取し、Ｎ−θ波形データとＴ−θ波形データを記録するステップ、
記録された前記Ｎ−θ波形データと前記Ｔ−θ波形データに基づいて、制御軸力点と傾斜変化点を決定するステップ、
とを含んでいる締付確認方法。
【請求項２】
実締付けにおいて、締付機から締付トルクＴ及び回転角度θの値を連続的に採取し、Ｔ−θ実締付曲線を前記締付機のメモリに記録するステップと、
前記締付機の前記メモリに記録された前記Ｔ−θ実締付曲線を出力して傾斜変化点を決定し、前記Ｔ−θ波形データの前記傾斜変化点と比較し、正常に締付けが行なわれたかどうかを判別するステップと、
をさらに含んでいる、請求項１に記載の締付確認方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動又は手動トルクレンチの如き締付機の締付確認方法に関するものであり、より詳細には、正常な締付けが行なわれたかどうかを判別することのできる締付確認方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動又は手動のトルクレンチの如き締付機が知られている。これらで締結されるボルトやナットには、目標となる締付力が規定されており、その締付力よりも弱いと緩みが発生する虞があり、一方で締付力が強くなると破断や折損の虞がある。
【０００３】
目標となる締付力は、軸力を採用することが望まれる。しかしながら、従来の締付機では、締付トルクは制御できても、軸力による制御ができない。このため、所謂トルク法により、軸力の代わりに締付トルクを管理しているが、同じ締付トルクで締結を行なっても、ボルトやナット、または被締結物によって軸力がばらついてしまう問題があった。
【０００４】
所謂Ｎ−θ波形を利用した締付方法では、手動トルクレンチにて締付けを行なう際に、所定の締付角度θ（たとえば３０°）毎に軸力Ｎの値を測定し、軸力Ｎと締付角度θのグラフを得て、制御軸力点を決定している（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、所謂制御証明波形を利用した締付方法も提案されている。この締付方法では、現場での実締付けにおいて、正常に締付けができたかどうかの確認として、締付毎に電流Ｉと時間ｔのＩ−ｔ波形を採取し、波形の高さと形状（電流波形の傾斜が変化する傾斜変化点で制御停止しているかどうか）に異常がないかどうかを確認している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１５８３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
Ｎ−θ波形を利用した締付方法では、所定の締付角度θ毎のデータ採取であるため、その正確性に問題がある。
【０００８】
また、制御証明波形を利用した締付方法では、Ｉ−ｔ波形は、時間軸として締付速度の変化による影響を受け、弾性域から塑性域への変化が緩やかであるため、傾斜変化点が判別し難く、他の一群の締付データと比較して判別せざるを得ず、正確性に欠く問題がある。また、電流として電圧変動や締付機の効率変化などによる外的影響を受けやすい。さらに、波形データをサンプリングするには、別途モニタリング機器が必要であった。
【０００９】
本発明の目的は、正常な締付けが行なわれたかどうかを判別することのできる締付確認方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の締付確認方法は、
ボルトに作用する軸力を測定可能な軸力計にボルトをセットするステップ、
締付機によって前記ボルトを締め付けるステップ、
前記軸力計から出力される軸力Ｎ、前記締付機の締付トルクＴ及び前記締付機の回転角度θの値を連続的に採取し、Ｎ−θ波形データとＴ−θ波形データを記録するステップ、
記録された前記Ｎ−θ波形データと前記Ｔ−θ波形データに基づいて、制御軸力点と傾斜変化点を決定するステップ、
とを含んでいる。
【００１１】
実締付けにおいて、締付機から締付トルクＴ及び回転角度θの値を連続的に採取し、Ｔ−θ実締付曲線を前記締付機のメモリに記録するステップと、
前記締付機の前記メモリに記録された前記Ｔ−θ実締付曲線を出力して傾斜変化点を決定し、前記Ｔ−θ波形データの前記傾斜変化点と比較し、正常に締付けが行なわれたかどうかを判別するステップと、
をさらに含んでいる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の締付確認方法によれば、軸力計を用いて一連の締付けを行なうことで、連続的なＮ−θ波形データ及びＴ−θ波形データを採取できるから、波形データ採取の手間を大幅に軽減することができる。また、得られた波形データは、連続的であるから、所定角度毎のサンプリングに比べて正確性を可及的に高めることができ、さらに、得られた連続的なＮ−θ波形データとＴ−θ波形データから、制御軸力点と傾斜変化点を容易に見出すことができる。
【００１３】
また、実締付けにおいて得られる締付機からの締付トルクＴと回転角度θのＴ−θ実締付曲線から傾斜変化点を決定し、上記にて得られたＴ−θ波形データの傾斜変化点と比較することで、締付けが所定の軸力によって正常に行われたかどうかを容易に判別することができる。従って、締付確認の精度を可及的に高めることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る締付確認方法において、Ｎ−θ波形データとＴ−θ波形データを採取するシステムの構成図である。
【図２】図２は、得られたＮ−θ波形データ、Ｔ−θ波形データ及びＴ−θ実締付曲線の一例を示すグラフである。
【図３】図３は、実締付けを行なうトルクレンチの一実施形態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係る締付確認方法について、図面を参照しながら説明を行なう。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る締付確認方法において、Ｎ−θ波形データとＴ−θ波形データを採取するシステム１０の構成である。図に示すように、本システム１０は、軸力計２０と締付機３０を主構成要素として構成することができる。そして、軸力計２０にセットされたボルト５０を締付機３０で締め付けつつ、軸力計２０から出力される軸力Ｎと、締付機３０から出力される締付トルクＴ、ボルト５０（締付機３０の締付軸）の回転角度θを連続的に採取するようにしたものである。
【００１７】
軸力計２０は、油圧式軸力計、電気式軸力計、超音波式軸力計などを用いることができる。油圧式圧力計は、測定金具（プレートとブッシング）にボルト５０をセットし、締付時の圧力を測定することで、軸力Ｎを算出するものである。また、超音波式軸力計は、測定金具にボルト５０をセットし、締付前後のボルト５０の伸びを測定し、軸力Ｎを算出するものである。正確な軸力Ｎの測定を行なうために、測定金具は、剛性やバネ定数が実締付けの被締結部材に近い材料を使用することが望ましい。
【００１８】
軸力計２０から出力される圧力又は伸びは、軸力Ｎに変換されて、パソコンなどの外部機器４０に連続的に出力され、記録される。なお、圧力又は伸びのデータを外部機器４０に連続的に出力して、外部機器４０にて軸力Ｎに変換しても構わない。
【００１９】
締付機３０は、電動又は手動のトルクレンチの如き電動工具を例示できる。締付機３０は、締付軸３２に歪みゲージなどを内装したトルクセンサ３３を装着し、締付軸に作用するトルクＴを検出し、締付軸３２（ボルト５０）の回転角度θと共に外部機器４０に連続的に出力する。
【００２０】
締付機３０は、モータなどの駆動手段に作用する電流値を換算してトルクＴを算出するものであってもよい。また、その他の手法によってトルクＴを出力又は換算できれば、これらに限定されるものではない。
【００２１】
締付機３０は、後述する実締付けにおいて、トルクＴと回転角度θの波形を記録できる記録部３４を有するものを用いることが望ましい。記録部３４は、その記録データを有線又は無線接続によって外部機器４０に出力するものや、ＳＤメモリカードの如き取り出し可能なメモリとすることが望ましい。
【００２２】
締付機３０から出力されるトルクＴと回転角度θ（換算前の値を含む）は、前述した軸力計２０から出力される軸力Ｎと同期して、外部機器４０に連続的に出力される。
【００２３】
外部機器４０は、パソコンやＰＤＡ、スマートフォンを例示することができ、軸力計２０から出力された軸力Ｎと、締付機３０から出力されるトルクＴ及び回転角度θを連続的に採取し、Ｎ−θ波形データと、Ｔ−θ波形データを記録部４４に記録する。図２は、Ｎ−θ波形データとＴ−θ波形データをグラフ化したものである。図に示すように、軸力ＮとトルクＴは、横軸を回転角度θとするグラフとして、回転角度θで連続した波形を得ることができる。
【００２４】
Ｎ−θ波形データとＴ−θ波形データを得るには、軸力計２０にボルト５０をセットし、締付機３０にて締付けを行なえばよい。これにより、外部機器４０は、軸力計２０と締付機３０から回転角度θに対応した軸力ＮとトルクＴを採取し、図２に示すようなＮ−θ波形データとＴ−θ波形データを得ることができる。
【００２５】
ユーザは、得られたＮ−θ波形データとＴ−θ波形データをモニターやプリントにより出力し、制御する軸力の値となる制御軸力点を決定する。軸力Ｎが２８５ｋＮを制御軸力点としている。軸力Ｎが制御軸力点に到達したときの回転角度θは、約１１５°である。
【００２６】
そして、軸力Ｎが制御軸力点に至る回転角度θの近傍のトルクＴについて、その傾きの変化する傾斜変化点を参照すると、回転角度θが約１００〜１１５°でトルクＴの傾きが緩やかになっていることがわかる。これにより、耐力としての波形の傾斜変化点を確認することができる。
【００２７】
現場における実締付けでは、ボルト５０を締め付ける際に、図各ボルト５０について、図３に示すように、締付機３０からトルクＴと回転角度θの値を連続的に採取し、締付機３０の記録部３４にＴ−θ実締付曲線として記録する。その一例を図２にトルクＴ（Ｔ−θ実締付曲線）として示している。
【００２８】
得られた１又は複数本のボルト５０に対するＴ−θ実締付曲線は、外部機器４０に出力してモニターやプリントにより出力し、夫々傾斜変化点を決定する。そして、上記にて予め得られたＴ−θ波形データと各ボルト５０のＴ−θ実締付曲線を比較する。具体的には、Ｔ−θ波形データとＴ−θ実締付曲線の波形を参照し、傾斜変化点までの傾斜（増減）や値、また、傾斜変化点におけるトルクＴと回転角度θを比較する。これらの比較が、所定の範囲内である正常波形の場合は、締付けは正常に行われたと判別することができる。一方、所定の範囲を超える差がある異常波形の場合には、その締付けは異常であると判別し、締め直しを行なえばよい。
【００２９】
上記Ｔ−θ波形データとＴ−θ実締付曲線の比較は、外部機器４０によって行なうことができる。また、概略のみであれば、ユーザが目視によって行なうこともできる。
【００３０】
本発明によれば、連続的に採取されたＮ−θ波形データとＴ−θ波形データに基づいて制御軸力点を決定すると共に傾斜変化点を得、実締付けに締付機３０から得られる連続的なＴ−θ実締付曲線と比較することで、実締付けが正常に行なわれたかどうかを判別することができる。
【００３１】
すなわち、Ｔ−θ実締付曲線を採用したことで、Ｉ−ｔ（電流−時間）波形に比べて、傾斜変化点の判別を容易に行なうことができ、実締付けにおける異常波形を確実に判別することができる。
【００３２】
上記説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を限縮するように解すべきではない。また、本発明の各部構成は、上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  システム
２０  軸力計
３０  締付機
３３  トルクセンサ
４０  外部機器
５０  ボルト
【図１】
2017030072.tif 000003
【図２】
2017030072.tif 000004
【図３】
2017030072.tif 000005