(57)【要約】  【課題】ボルトの締結状態においてボルトの長さ等の種類を正確に識別できると共に、作業効率の向上を図ることの可能な溝付ボルト及び溝付ボルトの識別方法を提供することにある。  【解決手段】ネジ部１１と頭部１２とを備え、頭部１２に複数の溝１３が形成された溝付ボルト１０において、隣合う溝１３間のボルト軸中心Ｐに対する配置角度αが５°〜２５°の範囲にあり、溝１３の溝深さｄが０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲にあって、複数の種類の溝付ボルト１０間で、溝１３の配置角度αと溝深さｄとを上記範囲内で異ならせて設定し、溝１３に光を照射し、反射された光の受光量ｑによりボルト種類としての長さ寸法ｌの識別が行われる。  【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネジ部と頭部とを備え、前記頭部に複数の溝が形成された溝付ボルトにおいて、
隣合う前記溝間のボルト軸中心に対する配置角度が５°〜２５°の範囲にあり、
前記溝の溝深さが０．０２３＊Ｄｍｍ〜０．１１５＊Ｄｍｍの範囲（但し、Ｄは頭部の外径寸法）にあって、
複数の種類の前記溝付ボルト間で、前記溝の配置角度と溝深さとを前記範囲内で異ならせて設定したことを特徴とする溝付ボルト。
【請求項２】
前記溝は、アーチ型形状であり、前記頭部側面の全周にわたり、ボルト軸方向に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の溝付ボルト。
【請求項３】
ネジ部と頭部とを備え、前記頭部に複数の溝が形成された溝付ボルトの識別方法において、
隣合う前記溝間のボルト軸中心に対する配置角度が５°〜２５°の範囲にあり、
前記溝の溝深さが０．０２３＊Ｄｍｍ〜０．１１５＊Ｄｍｍの範囲（但し、Ｄは頭部の外径寸法）にあって、
前記溝に光源部より光を照射し、
前記溝により反射された光を受光部にて受光し、
予め複数の種類の前記溝付ボルトの受光量データを測定し、
前記受光部の受光量と前記受光量データとに基づきボルト種類の識別を行うことを特徴とする溝付ボルトの識別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、圧縮機の外部配管用の締め付けボルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用空調装置等に用いられる圧縮機は、単体部品として工場生産されたのち、機体内部の防錆を兼ねて予め潤滑油が封入される。そして、圧縮機の接続部に形成された吸入孔及び吐出孔には、ゴム製のキャップが嵌合されてボルトで締結することにより機内の密閉が図られる。その後、圧縮機は車両組立工場に搬送され空調設備の一部品として取り付けられるが、その際キャップは取り外されて、吸入孔及び吐出孔には接続具を介して外部配管が取り付けられる。この時、キャップ用のボルトがそのまま、外部配管を取り付けるための締め付け具として使用される。
【０００３】
ところで、圧縮機の生産工程においては、仕様の異なる多品種の製品が同一ラインで生産されキャップ用のボルト長さについても複数の種類のものが使用されている。このため、ボルト長さの管理は特に注意が必要であり、適正な長さのボルトが使用されない場合には、車両の運転時において外部配管部のボルトが緩んできたり、最悪の場合にはボルトが脱落してしまう恐れがある。しかし、一旦ボルトを部品に取り付けてしまうと、外観からはボルトの頭部しか見ることはできず、適正な長さのボルトが締め付けられているかどうかを確認することは容易なことではない。
【０００４】
部品組付け後の確認方法としては、長さの異なるボルトは外観色を変えて、目視判断できるようにするか、或いは、ボルト外周面にローレット模様を付けて、識別マークとする方法などがある。
例えば、特許文献１で開示された従来技術では、ボルト頭部外周及び、ナット外周に座面に対して垂直に平行溝が形成されている。また、特許文献２で開示された従来技術では、ボルト頭部外周及び、ナット外周にボルト軸と平行にＶ溝が形成されている。ともに、締め付け時の滑りを防止する目的で形成されているが、このような平行溝又は、Ｖ溝などのローレット模様をボルト外周面に形成し、ボルトの長さの識別マークとして使用することは可能である。
【特許文献１】特開昭５４−９５６７０号公報（第２〜３頁、図１〜図３）          特開昭５５−３６７９１号公報（第１〜２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、外観色を変えてボルトの長さを識別する方法は、ボルトの表面処理剤の種類によっては着色できない場合があり、使用するのに制約がある。また、ローレット模様により識別する方法については、ボルトの長さによってローレット模様を変えることは可能であるが、ローレット模様の微妙な差異を目視によって識別するのは非常に難しく、誤った判断を行う恐れがある。また、正確な判断を行おうとすれば、識別に時間がかかり、作業効率が低下する問題がある。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、ボルトの締結状態においてボルトの長さ等の種類を正確に識別できると共に、作業効率の向上を図ることの可能な溝付ボルト及び溝付ボルトの識別方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するため、請求項１記載の発明は、ネジ部と頭部とを備え、前記頭部に複数の溝が形成された溝付ボルトにおいて、隣合う前記溝間のボルト軸中心に対する配置角度が５°〜２５°の範囲にあり、前記溝の溝深さが０．０２３＊Ｄｍｍ〜０．１１５＊Ｄｍｍの範囲（但し、Ｄは頭部の外径寸法）にあって、複数の種類の前記溝付ボルト間で、前記溝の配置角度と溝深さとを前記範囲内で異ならせて設定したことを特徴とする。
請求項１記載の発明によれば、隣合う溝間のボルト軸中心に対する配置角度と溝の溝深さとを、それぞれ５°〜２５°及び０．０２３＊Ｄｍｍ〜０．１１５＊Ｄｍｍの範囲でボルト種類に応じて異ならせることにより、溝に照射された光の反射光の光量の大きさに基づいてボルト種類の識別を行うことができる。また、ボルトが締結状態にあってボルトの頭部しか外部に露出していなくても、頭部に形成された溝に光を照射すればよいので、締結状態のまま識別が可能である。従って、ボルトが締結状態にあってもボルトの長さ等の種類を正確に識別でき、また、目視判断によらず自動測定可能なので、作業効率の向上を図ることが可能である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の溝付ボルトにおいて、前記溝は、アーチ型形状であり、前記頭部側面の全周にわたり、ボルト軸方向に形成されていることを特徴とする。
請求項２記載の発明によれば、溝がアーチ型形状であることから、溝への照射光を拡散させることなく光の照射側へ集光可能であり、識別するのに十分な受光量を得ることができる。また、光の照射部に隣接して受光部を配置できることから省スペース化を図れる。
そして、溝は頭部側面の全周にわたり、ボルト軸方向に形成されていることから、ボルト軸方向に対して直角方向より頭部側面の溝に向けて光を照射することによりボルト種類の識別を行える。また、頭部側面の全周にわたり溝が形成されているので、ボルトがどの角度で締結されていても、識別可能である。
【０００９】
請求項３記載の発明は、ネジ部と頭部とを備え、前記頭部に複数の溝が形成された溝付ボルトの識別方法において、隣合う前記溝間のボルト軸中心に対する配置角度が５°〜２５°の範囲にあり、前記溝の溝深さが０．０２３＊Ｄｍｍ〜０．１１５＊Ｄｍｍの範囲（但し、Ｄは頭部の外径寸法）にあって、前記溝に光源部より光を照射し、前記溝により反射された光を受光部にて受光し、予め複数の種類の前記溝付ボルトの受光量データを測定し、前記受光部の受光量と前記受光量データとに基づきボルト種類の識別を行うことを特徴とする。
請求項３記載の発明によれば、請求項１と同等の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、ボルト種類に応じて隣合う溝の配置角度と溝深さとを異ならせ、該溝に光を照射することにより、ボルトの締結状態においてボルトの長さ等の種類を正確に識別できると共に、作業効率の向上を図ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（本発明の実施形態）
以下、本発明の実施形態に係る溝付ボルトを図１〜図５に基づいて説明する。
図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、溝付ボルト１０はネジ部１１と頭部１２とを備え、頭部１２には複数の溝１３が形成されている。この溝付ボルト１０は、圧縮機の吸入孔及び吐出孔の密閉用キャップを締め付けるためのボルトとして用いられるものである。溝１３は、頭部１２の側面の全周にわたり、ボルト軸方向に形成されている。また、頭部１２の上面には、締め付け工具挿入用の六角孔１４が形成されている。
ここで、溝付ボルト１０の中心軸線をｍとし、ネジ部１１の長さ寸法をｌとし、ネジ部１１の外形寸法をｋとし、頭部１２の外径寸法をＤとする。溝１３は、中心軸線ｍに平行に形成されている。
本実施形態においては、溝付ボルト１０の材料としては、鉄系の金属材料が使用されている。また、ネジ部１１の外径寸法ｋは８ｍｍとされ、頭部１２の外径寸法Ｄは１３ｍｍのものが使用されている。
【００１２】
図２は、図１（ａ）における溝１３の部分を拡大して示す平面図である。
溝１３は、アーチ型形状をした曲率半径ｒの円筒曲面で形成されている。ここで、隣合う溝１３間のボルト軸中心Ｐに対する配置角度をα°とし、溝１３の溝深さをｄｍｍとすれば、溝１３は円周方向に配置角度α°の等間隔で、且つ溝深さｄｍｍで形成されていることになる。
図２に示されるように、隣合う溝１３間には、若干の外周面１５が介在している。なお、外周面１５の大きさは、外周面１５への照射光の拡散の関係からできるだけ小さい方が望ましく、必要最小限の寸法とされている。
【００１３】
溝付ボルト１０の長さ寸法ｌについては、圧縮機の仕様に応じて複数の種類のものが使用されている。その長さ寸法ｌの識別を行うために、長さ寸法ｌに応じて溝１３の配置角度αと溝深さｄとを異ならせている。なお、この実施形態においては、ボルト種類を長さ寸法ｌの異なるものとして説明する。
【００１４】
図３は、溝付ボルト１０の識別装置１６を示しており、識別装置１６は溝付ボルト１０と、溝１３に光を照射する光源部１７と、溝１３により反射された光を受光する受光部１８及び受光部１８の受光量によりボルト種類としての長さ寸法ｌの識別を行う制御部１９とで構成されている。
光源部１７は、溝付ボルト１０に近接して設置され、溝１３に対して下側より上側に向けて光を照射する。溝付ボルト１０の頭部１２の接線部にある溝１３に対する光源部１７からの照射光の照射角度をβとすれば、β≒１５°程度に設定されている。
受光部１８は、光源部１７の隣に設置され、溝１３により反射された光を受光するセンサ部である。
制御部１９は、光源部１７と受光部１８にそれぞれ接続されており、光源部１７の照射タイミングを制御する制御機能と、受光部１８で検出された受光量に基づき長さ寸法ｌの識別を行う演算及び判断機能とを有している。また、長さ寸法ｌと受光量との関係を示すデータは、予め制御部１９に内蔵されたメモリ部に保存されている。なお、制御部１９により判断された長さ寸法ｌについては、表示装置２０に表示されるものとする。
【００１５】
図４は、溝１３の配置角度αと受光部１８で検出される受光量ｑとの関係を表すグラフである。図中におけるドットは測定値の平均を示している。また、ドットを中心に上下方向に引かれた線分は測定値のバラツキを示している。特性曲線Ｇ１は、得られた測定値を最小自乗法により近似させた曲線である。この特性曲線Ｇ１によれば、配置角度αが２５°以下の領域では、配置角度αと受光量ｑとは正の相関特性を示し、配置角度αが大きくなると受光量ｑも大きくなる。また、配置角度αが２５°以上の領域では、配置角度αに対して受光量ｑがほとんど変化しない特性を示している。そして、配置角度αが２５°以上となると、測定値のバラツキが増大している。なお、受光量ｑの単位はルーメン（ｌｍ）で表している。
配置角度αはあまり小さくなりすぎて、例えば５°以下となると、受光量ｑが小さすぎて検出しづらくなり、また、溝１３の個数が増大して製造工数が増える。
このような理由から、配置角度αの最適な設定範囲としては、５°〜２５°の範囲にあるのが好ましい。
【００１６】
図５は、溝１３の配置角度αと設定可能な溝深さｄとの関係を表すグラフである。図中におけるドットは、それぞれの配置角度αに対して受光量ｑを最も大きくすることができる溝深さｄの上限値をプロットしたものである。配置角度αが大きくなれば円筒曲面の曲率半径ｒも大きくなり、それに応じて溝深さｄも大となる。特性曲線Ｇ２は、得られた測定値を最小自乗法により近似させた曲線である。なお、配置角度α＝５°の近傍の測定値は、ｒ＝０．５ｍｍとし、配置角度α＝２５°の近傍の測定値は、ｒ＝１．０ｍｍとしたときのものである。
【００１７】
この特性曲線Ｇ２と、配置角度α＝５°及び配置角度α＝２５°のポイントに横軸に直角に引いた垂線との交点をそれぞれｓ１、ｓ２とし、交点ｓ１及び交点ｓ２を通る横軸に平行な線を引いて縦軸との交点を求めると、配置角度α＝５°で溝深さｄ＝０．３ｍｍとなり、配置角度α＝２５°で溝深さｄ＝１．５ｍｍとなっている。なお、ｄ＝０．３ｍｍは、溝深さｄの範囲０．０２３＊Ｄｍｍ〜０．１１５＊Ｄｍｍにおける下限値０．０２３＊Ｄｍｍに相当し、Ｄ＝１３ｍｍの場合の値である。また、ｄ＝１．５ｍｍは、溝深さｄの範囲０．０２３＊Ｄｍｍ〜０．１１５＊Ｄｍｍにおける上限値０．１１５＊Ｄｍｍに相当し、Ｄ＝１３ｍｍの場合の値である。即ち、溝１３の配置角度αが５°〜２５°の範囲において、溝深さｄの範囲は０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲となっている。
【００１８】
図５に示すように、特性曲線Ｇ２と、配置角度α＝２５°に引いた垂線と、溝深さｄ＝０．３ｍｍに引いた平行線とで囲まれた略三角形の領域が、溝深さｄの設定可能領域Ｓとなる。（図５においてハッチングされた領域）
設定可能領域Ｓは、配置角度α＝５°に近づくほど溝深さｄの設定可能範囲の幅が狭くなり、配置角度α＝２５°に近づくほど溝深さｄの設定可能範囲の幅が広くなっている。
図４の特性曲線Ｇ１は、受光量ｑを最も大きくとれる図５の特性曲線Ｇ２上に配置角度α及び溝深さｄを設定した場合の特性を示している。
【００１９】
このように、図５における設定可能領域Ｓ内であれば、配置角度αと溝深さｄとは任意に設定可能である。
従って、この設定可能領域Ｓ内で長さ寸法ｌに応じて溝１３の配置角度α及び溝深さｄを異ならせて設定し、その設定条件において図４で示される溝１３の配置角度αと受光量ｑとの関係を予め測定して特性曲線を求めておけば、受光量ｑを検出することによって溝付ボルト１０の長さ寸法ｌを特定することができる。
【００２０】
次に上記のように構成された溝付ボルト１０の識別装置１６について、以下に作用説明を行う。
圧縮機の生産工程において、吸入孔及び吐出孔には密閉用キャップが嵌め込まれ溝付ボルト１０によって締結固定されている。締結固定された状態においては、溝付ボルト１０の頭部１２のみが圧縮機の表面に露出している。
図３に示すように、この頭部１２に形成されている複数の溝１３に光源部１７から光が照射されると、溝１３の円筒曲面により光線が反射され、その一部は受光部１８に到達する。溝１３間の外周面１５に当たった光は、拡散されて受光部１８には到達しない。この受光部１８に到達した光によって受光量ｑが計測され、その受光量ｑの大きさに応じて制御部１９により溝付ボルト１０の長さ寸法ｌが特定される。
【００２１】
圧縮機の生産工程においては、長さ寸法ｌの異なる複数種類の溝付ボルト１０が使用されており、その長さ寸法ｌの識別を行うために、長さ寸法ｌに応じて溝１３の配置角度αと溝深さｄとを異ならせている。ここで、長さ寸法ｌに対応する配置角度αと溝深さｄとをｌ（α、ｄ）と表記するように定義する。例えば、長さ寸法ｌがｌ１、ｌ２、ｌ３の３種類あるとすると、ｌ１（α１、ｄ１）、ｌ２（α２、ｄ２）、ｌ３（α３、ｄ３）のように表記される。ｌ１（α１、ｄ１）とは、長さ寸法ｌ１の溝付ボルト１０の溝１３は、配置角度α１で溝深さｄ１に設定されていることを表している。ｌ２（α２、ｄ２）とは、長さ寸法ｌ２の溝付ボルト１０の溝１３は、配置角度α２で溝深さｄ２に設定されていることを表している。そして、ｌ３（α３、ｄ３）とは、長さ寸法ｌ３の溝付ボルト１０の溝１３は、配置角度α３で溝深さｄ３に設定されていることを表している。
そして、この３種類の溝１３に光を照射させその時検出される受光量ｑをｑ１、ｑ２、ｑ３で表すとする。
【００２２】
この配置角度α１、α２、α３、溝深さｄ１、ｄ２、ｄ３、及び受光量ｑ１、ｑ２、ｑ３については、図４及び図５に示す通りであり、配置角度αについては、５°≦α１、α２、α３≦２５°の範囲にあり、溝深さｄについては、０．３ｍｍ≦ｄ１、ｄ２、ｄ３≦１．５ｍｍの範囲にあって、配置角度α及び溝深さｄは図５の設定可能領域Ｓにおける特性曲線Ｇ２上に設定されているものとする。  
図４及び図５で示す特性より、受光量ｑ１、ｑ２、ｑ３の違いから、溝１３の配置角度αと溝深さｄとが特定される。即ち、受光量ｑ１であれば、溝１３は配置角度α１で溝深さｄ１とされ、受光量ｑ２であれば、溝１３は配置角度α２で溝深さｄ２とされ、受光量ｑ３であれば、溝１３は配置角度α３で溝深さｄ３とされる。ところで、溝付ボルト１０はｌ１（α１、ｄ１）、ｌ２（α２、ｄ２）、ｌ３（α３、ｄ３）に予め設定されていることにより、受光量ｑ１のものは長さ寸法ｌ１であり、受光量ｑ２のものは長さ寸法ｌ２であり、受光量ｑ３のものは長さ寸法ｌ３であることが特定できる。
【００２３】
よって、圧縮機の生産工程において、受光量ｑ１で長さ寸法ｌ１であるべきところを、受光量ｑ２で長さ寸法ｌ２或いは受光量ｑ３で長さ寸法ｌ３と検出された時には、溝付ボルト１０の取り付け間違いが生じているので、正規のものに交換する必要がある。また、受光量ｑ１で長さ寸法ｌ１であるべきところを、受光量ｑ１で長さ寸法ｌ１と検出された時には、取り付け間違いはなく正規の溝付ボルト１０が締結されているので、そのまま次の工程に移行される。
このように、溝付ボルト１０の締結状態において長さ寸法ｌを正確に識別できると共に、目視によらず自動測定可能なので作業効率の向上を図ることが可能である。
【００２４】
この実施形態に係る溝付ボルト１０及び識別装置１６によれば以下の効果を奏する。
（１）隣合う溝１３間のボルト軸中心Ｐに対する配置角度αと溝１３の溝深さｄとを、それぞれ５°〜２５°及び０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲で且つ、図５で示される設定可能領域Ｓ内で長さ寸法ｌに応じて異ならせて設定することにより、溝１３に照射された光の反射光の受光量ｑの大きさに基づき溝付ボルト１０の長さ寸法ｌの識別を行うことができる。また、溝付ボルト１０が締結状態にあって溝付ボルト１０の頭部１２しか外部に露出していなくても、頭部１２に形成された溝１３に光を照射すればよいので、締結状態のまま識別が可能である。従って、溝付ボルト１０が締結状態にあっても溝付ボルト１０の長さ寸法ｌを光学的手段により正確に識別でき、また、識別装置１６によって自動測定可能なので、作業効率の向上を図ることが可能である。
（２）溝１３は、アーチ型形状をした曲率半径ｒの円筒曲面で形成されているので、溝１３への照射光の角度に大きく影響されずに反射光を手前側へ集光可能であり、識別するのに十分な受光量ｑを安定して得ることができる。また、光源部１７と受光部１８とを近接して配置できることから識別装置１６の省スペース化を図れる。
（３）溝１３は、頭部１２側面の全周にわたり、ボルト軸方向（中心軸線ｍに平行）に形成されているので、ボルト軸方向に対して直角方向より頭部１２側面の溝１３に向けて光を照射すればよい。また、頭部１２側面の全周にわたり溝１３が形成されているので、溝付ボルト１０がどの角度で締結されていても、溝付ボルト１０の締結角度の位置調整を行うことなく識別可能である。
（４）溝付ボルト１０の識別装置１６は溝付ボルト１０と、溝１３に光を照射する光源部１７と、溝１３により反射された光を受光する受光部１８及び受光部１８の受光量ｑによりボルト種類としての長さ寸法ｌの識別を行う制御部１９とで構成されたコンパクトな構成を有しているので、大きな設置スペースを確保することなく配置可能である。
【００２５】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。
○  本発明の実施形態では、ボルト頭部１２の外径寸法ＤがＤ＝１３ｍｍの場合で、溝深さｄの範囲は０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲となったが、溝深さｄの範囲はボルト頭部の外径寸法Ｄに比例して変化し、大径の頭部を有するボルトの場合には、頭部外径に従って設定可能な溝深さｄの範囲も変化する。
○  本発明の実施形態では、溝１３の形状をアーチ型の円筒曲面として説明したが、楕円曲面或いは、Ｖ溝であっても構わない。Ｖ溝の場合には、検出可能な受光量ｑを得るためにＶ溝の溝深さを０．３ｍｍ以上として、反射光を拡散させる外周面１５を極力小さくするのが好ましい。
○  本発明の実施形態では、溝１３を頭部１２の側面に設けるとして説明したが、溝１３を頭部１２の上面に、ボルト軸中心Ｐに対し放射状に等間隔で形成させても良い。
○  本発明の実施形態では、ボルト種類をネジ部１１の長さ寸法ｌとして説明したが、長さ寸法ｌ以外のネジ部１１の外形寸法ｋ等としても良い。また、ボルト種類を長さ寸法ｌ及び外形寸法ｋ等２つ以上のボルト仕様としても良い。
○  本発明の実施形態では、長さ寸法ｌがｌ１、ｌ２、ｌ３の３種類あるとして説明したが、２種類でもよく、また、４種類以上であっても構わない。
○  圧縮機の外部配管用密閉用キャップの締め付けボルトに使用するとして説明したが、これに限定されるものではなくて、ボルトの種類の識別が必要な箇所にはどこにでも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る溝付ボルトの全体構成を示す図面である。（ａ）平面図を示す。（ｂ）正面図を示す。
【図２】図１における溝部の要部拡大平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る溝付ボルトの識別装置の概要を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係る溝付ボルトの溝の配置角度と受光量の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態に係る溝付ボルトの溝の配置角度と溝深さの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２７】
１０  溝付ボルト
１１  ネジ部
１２  頭部
１３  溝
１５  外周面
１６  識別装置
１７  光源部
１８  受光部
１９  制御部
α  溝の配置角度
ｄ  溝の溝深さ
ｌ  長さ寸法
Ｄ  ボルト頭部の外径寸法
【図１】
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【図２】
2009257506.tif 000004
【図３】
2009257506.tif 000005
【図４】
2009257506.tif 000006
【図５】
2009257506.tif 000007