JP2017067747A - Method for determining fastening axial force of tapping screw and display device of the same - Google Patents

Method for determining fastening axial force of tapping screw and display device of the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for determining fastening axial force of a tapping screw on a computer monitor screen which can display the fastening axial force of the tapping screw to determine optimal fastening axial force and a display device of the same.SOLUTION: With a method for determining fastening axial force of a tapping screw, a pressure sensor 10 is disposed between a fastening member 9 and a fastened member 11 that are coupled by a tapping screw 8 to be measured and vertically arranged with a rotational torque analyzer having a screw bit 6 and a rotational torque sensor. A tapping screw 8 engaged with the screw bit 6 is inserted from above the fastened member 11 and fastening is started. Based on data from the rotational torque sensor and data from the pressure sensor 10 during a period before a female screw is broken, target fastening torque of the tapping screw and/or fastening axial force of the tapping screw is determined.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明はタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置に関する。   The present invention relates to a method for determining a fastening axial force of a tapping screw and a display device therefor.

ねじ締付軸力とは、ねじを廻して締め付けた際の締付力をいい、ねじの締付軸力は、標準のボルトナットの組み合わせから求められるトルク係数(k)から当該ボルトとナットの組み合わせの締付軸力を測定するものとして、例えば、登録実用新案第3188661号公報や特開2010-117334号公報に開示のものが知られている。   The screw tightening axial force refers to the tightening force when tightening by turning the screw. The screw tightening axial force is determined by the torque coefficient (k) obtained from the standard bolt-nut combination. As examples of measuring the combined tightening axial force, those disclosed in, for example, registered utility model No. 3188661 and JP 2010-117334 A are known.

登録実用新案第3188661号公報に開示のものは、考案の名称「軸力測定センサ及びこのセンサを用いた軸力測定センサ装置」に係り、「雌ねじ部材に対して雄ねじ部材を締め付けた際の雄ねじ部材の軸力を直接測定できる軸力測定センサ及びこのセンサを用いた軸力測定センサ装置を提供することを目的とする」発明解決課題において(同公報明細書段落番号0009参照)、「雄ねじ部材の頭部と雌ねじ部材との間に配置され、前記雄ねじ部材が前記雌ねじ部材に螺入される際の前記雄ねじ部材の軸力を測定する軸力測定センサであって、前記雄ねじ部材の軸部が挿通される円筒部材と、前記円筒部材に対して外方に突出すると共に、上下に所定の間隙をあけて設けられた、上側のフランジ及び下側のフランジと、前記上側のフランジと下側のフランジとの間に配置され、荷重の変化を抵抗値の変化として検出する少なくとも1つの荷重センサと、前記上側のフランジの下面から下方に突出して、あるいは下側のフランジの上面から上方に突出して設けられた、前記荷重センサを押圧する押圧子と、を備え、前記雄ねじ部材が締め付け方向に回されることにより、該雄ねじ部材の頭部によって前記円筒部材が圧縮され、前記押圧子が前記荷重センサを押圧し、前記荷重センサに作用する前記押圧子からの荷重を測定することにより、前記雄ねじ部材の軸力を測定する」構成とすること等により(同公報実用新案登録請求の範囲の請求項1の記載等参照)、「ねじ部材に対して雄ねじ部材を締め付けた際の雄ねじ部材の軸力を直接測定できる軸力測定センサ及びこのセンサを用いた軸力測定センサ装置を得ることができる」という効果を奏するものである(同公報明細書段落番号0020参照)。   The one disclosed in the registered utility model No. 3188661 relates to the name of the device “Axial force measurement sensor and axial force measurement sensor device using this sensor”, and “A male screw when a male screw member is fastened to a female screw member” In the object of the invention solution (see paragraph No. 0009 of the same publication), the object is to provide an axial force measurement sensor capable of directly measuring the axial force of a member and an axial force measurement sensor device using this sensor. An axial force measurement sensor that is disposed between the head of the male screw member and the female screw member and measures the axial force of the male screw member when the male screw member is screwed into the female screw member, the shaft portion of the male screw member A cylindrical member that is inserted through, an upper flange and a lower flange that project outward with respect to the cylindrical member and that are provided with a predetermined gap therebetween, and the upper flange. And at least one load sensor that detects a change in load as a change in resistance value, and projects downward from the lower surface of the upper flange or from the upper surface of the lower flange. A pressing element that protrudes upward and presses the load sensor, and when the male screw member is turned in the tightening direction, the cylindrical member is compressed by the head of the male screw member, and the pressing The element presses the load sensor and measures the load from the pressure element acting on the load sensor, thereby measuring the axial force of the male screw member ''. (Refer to the description of claim 1 in the scope of the above)), “Axial force measuring sensor capable of directly measuring the axial force of the male screw member when the male screw member is tightened with respect to the screw member, and this sensor In which an effect that can "be obtained axial force measuring sensor device (see the publication specification paragraph number 0020).

図7(a)(b)は、登録実用新案第3188661号公報に図1及び図2として開示される登録実用新案第3188661号公報に記載の考案の第1の実施形態にかかる軸力測定センサが取り付けられた状態を示す斜視図及びその断面図である。
図7(a)(b)において、101は、軸力測定センサ、102は、円筒部材、102aは、突出部、103は、(上側の)フランジ、104は、(下側の)フランジ、105は、押圧子、106は、荷重センサ、107は、リード線、111は、雌ねじ部材、111aは、雌ねじ孔、112は、雄ねじ部材、112aは、軸部、112bは、頭部である(符号は本願出願人において先行技術であることを明らかにするために三桁に変更して付した)。
FIGS. 7A and 7B show an axial force measurement sensor according to the first embodiment of the idea described in the registered utility model No. 3188661 disclosed in FIG. 1 and FIG. 2 in the registered utility model No. 3188661. It is the perspective view which shows the state in which A was attached, and its sectional drawing.
7A and 7B, 101 is an axial force measurement sensor, 102 is a cylindrical member, 102a is a protrusion, 103 is a (upper) flange, 104 is a (lower) flange, 105 Is a presser, 106 is a load sensor, 107 is a lead wire, 111 is a female screw member, 111a is a female screw hole, 112 is a male screw member, 112a is a shaft portion, and 112b is a head (reference numeral) Was changed to three digits in order to clarify the prior art to the applicant of the present application).

また、特開2010-117334号公報の開示は、発明名称「ボルト軸力測定方法およびボルト軸力測定機」に係り、「現場におけるボルトのゆるみと破損の防止に繋がるボルトの締付け管理方法に係わる優れた方式であって、屋内外を問わずいかなる現場においても特別の熟練度や高い技能を必要とせず、誰もが容易に実施できるボルトの軸力測定方法、および従来にない簡単な構造と機器構成であって、全てのボルトサイズに対して軸力を正確に、且つ迅速に、しかも大変経済的に測定できるボルト軸力測定機の提供を目的とする」発明解決課題のために(同公報明細書段落番号0009参照)、「被締結体を貫通するボルト・ナットを用いた現場での締め付けにおいて、当該締付けボルト・ナットにいかなる加工も施すことなく、被締結体と当該ボルトの頭部の間、若しくは被締結体と当該ナットの間に挟むようにボルト軸力検出手段を、当該ナットにはナット締付け手段を、配設して締付け軸力と締付けトルクを同時測定する」構成等とすることにより(同公報特許請求の範囲の請求項1の記載等参照)、「作業現場にて、先ず被締結体の代表的なボルト・ナットを3組選択し、その場で、当該ボルト・ナットに本発明の上記ボルト軸力測定機を装着する。そして上記トルクレンチ若しくはジャイロレンチを用いて、当該ボルトに作用する軸力が当該ボルトの弾性域を経て降伏点を超え、さらには最大値を過ぎる点に至るまで、連続的に締付け試験を行なう。この試験によって締付けトルクに対する締付け軸力の関係、若しくは締付け回転角に対する締付け軸力の関係を示すグラフが得られる。この後、当該グラフに示された値を基に簡単な計算を行って、弾性域における目標締付け軸力値を与える目標締付けトルク値(トルク法という)、若しくは弾性限界の目標締付け軸力値を与える目標締付け回転角(トルク勾配法という)、或いは弾性域、塑性域のそれぞれにおける目標締付け軸力を与える目標締付け回転角(回転角法という)が算出される。これによって得られた目標締付けトルク値、若しくは目標締付け回転角を指標として当該被締結体の全ボルトの締付け作業を行なうものである。このため、従来にない現場におけるボルト軸力の正確な測定と被締結体の的確な締付けが可能となる」等の効果を奏するものである(同公報明細書段落番号0018参照)。   The disclosure of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-117334 relates to the invention name “bolt axial force measuring method and bolt axial force measuring machine”, and “a bolt tightening management method that leads to prevention of bolt loosening and breakage in the field”. It is an excellent method that does not require any special skill level or high skill at any site, indoors or outdoors, and a method for measuring the axial force of a bolt that can be easily implemented by anyone, and an unprecedented simple structure The purpose of this invention is to provide a bolt axial force measuring machine having an equipment configuration capable of measuring axial force accurately, quickly and very economically for all bolt sizes ''. (See paragraph No. 0009 of the gazette specification), “When tightening in the field using bolts and nuts that penetrate the body to be fastened, the tightening bolts and nuts are not subjected to any processing. Bolt axial force detection means is placed between the body and the head of the bolt or between the body to be fastened and the nut, and nut tightening means is provided on the nut so that the tightening axial force and tightening torque are "Simultaneous measurement" and the like (see the description of claim 1 of the patent publication), "At the work site, first select three typical bolts and nuts of the body to be fastened, On the spot, the bolt axial force measuring device of the present invention is mounted on the bolt and nut, and the axial force acting on the bolt is subjected to the yield point via the elastic region of the bolt using the torque wrench or gyro wrench. The tightening test is continuously performed until the point exceeding the maximum value and the point exceeding the maximum value, which indicates the relationship of the tightening axial force to the tightening torque or the relationship of the tightening axial force to the tightening rotation angle. After that, a simple calculation is performed based on the values shown in the graph, and the target tightening torque value (referred to as torque method) that gives the target tightening axial force value in the elastic region, or the target of the elastic limit A target tightening rotation angle (referred to as torque gradient method) that gives a tightening axial force value, or a target tightening rotation angle (referred to as rotation angle method) that gives a target tightening axial force in each of the elastic region and plastic region is calculated. The tightening operation of all bolts of the body to be fastened is performed by using the target tightening torque value or the target tightening rotation angle as an index. It is possible to achieve such an effect as to "accurate tightening" (see paragraph number 0018 of the same gazette specification).

図8(a)(b)は、上記特開2010-117334号公報に図1及び図2として開示される当該特開2010-117334号公報に記載の発明の実施形態に係わるボルト軸力測定機の全体構成図及び実施形態に係わるボルト軸力測定機のセンターホール型荷重計の断面図である。   8 (a) and 8 (b) show a bolt axial force measuring machine according to an embodiment of the invention described in JP 2010-117334 A disclosed in FIGS. 1 and 2 in JP 2010-117334 A described above. It is sectional drawing of the center hole type load meter of the volt | bolt axial force measuring machine concerning the whole block diagram and embodiment.

図8(a)(b)において、201は、ボルト軸力測定機、202は、締付けボルト、221は、ボルトの頭部、222は、締付けナット、203は、センターホール型荷重計、204は、ラチエットレンチなど、241は、ラチエットレンチヘッド、205は、トルクレンチ若しくはジャイロレンチ、251は、トルクレンチ若しくはジャイロレンチの交換ヘッド、252は、ソケット、206は、センサインタフェース、261、262は、接続端子、207は、荷重計の芯体部、273は、貫通穴、281、282、283は、ひずみゲージ、208a、208b、208c、208dは、ゲージリード線、209は、保護ケース、215は、パソコン、A、Bは、被締結体である(符号は本願出願人において先行技術であることを明らかにするために二百番代の三桁に変更して付した)。   8A and 8B, 201 is a bolt axial force measuring machine, 202 is a tightening bolt, 221 is a bolt head, 222 is a tightening nut, 203 is a center hole type load meter, and 204 is , Ratchet wrench, etc. 241 is a ratchet wrench head, 205 is a torque wrench or gyro wrench, 251 is a torque wrench or gyro wrench replacement head, 252 is a socket, 206 is a sensor interface, 261 and 262 are connected 207 is a core part of a load cell, 273 is a through hole, 281, 282 and 283 are strain gauges, 208 a, 208 b, 208 c and 208 d are gauge lead wires, 209 is a protective case, 215 is Personal computers, A, and B are fastened objects (the reference sign indicates that the present applicant is prior art). It was subjected to change to a three-digit number two hundred bills in order to do).

なお、ねじの締め付け軸力については、一般にその測定が難しいことから、例えば、特開平06-226566号公報の開示が知られている。特開平06-226566号公報の開示は、発明名称「ねじの軸力管理方法及びその装置」に係り、「締付けトルクの90%前後は、ねじ面や座面の摩擦によって消費されるため、その影響を大きく受け、締付け軸力のばらつきが大きく・・トルク管理の信頼性は、極めて低い・・・」等の課題解決を目的として(同公報明細書段落番号0003参照)、「軸力管理を行うねじ(100) について、計算或いは同種のねじのデータ等から既知である降伏点を、ねじ締付けの終了点とし、この降伏点における回転荷重即ちトルクを100%とした際、100%未満であり且つ、降伏点におけるこの負荷トルクに対して所定比率のトルクの負荷状態をねじ締付けの原点とし、この原点から上記降伏点即ち終了点に至までの間、ねじ(100) の軸力管理をねじ(100) の回転角度の管理によるものとして、ねじ締めを行う」等の構成とすることにより(同公報特許請求の範囲の請求項1の記載等参照)、「・・何回ねじ締めの作業を行っても、締付けの開始点にばらつきが生じることがなく・・・雄ねじと雌ねじ間に生じる摩擦やねじ座面に生じる摩擦によって、常に特定の開始点からねじの締付けが行えず適性な軸力管理が行えないといった事態を排除することが可能となり・・降伏点まで締付けを行い、より安定した軸力を得ることが可能となる。・・自身が有する原点のデータ即ち降伏点での荷重状態の所定比率の荷重状態のデータを基に、トルク検出手段2とねじ締付け手段1の制御を行い原点位置まで、ねじ締めを行い、原点到達後は、制御手段4が有する降伏点到達までのねじの回転角度のデータを基に、回転量検出手段3ねじ締付け手段1の制御を行い降伏点位置まで、ねじ締めを行うことが可能で・・・従って、ねじの軸力管理の開始点をばらつかせず、しかも正確に降伏点位置までねじ締めを行うことが可能となり、安定した軸力の発生を実現することが可能となる」等の効果を奏するものである(同公報明細書段落番号0007参照)。   In addition, since it is generally difficult to measure the tightening axial force of a screw, for example, the disclosure of Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-226666 is known. The disclosure of Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-226666 relates to the invention name “screw axial force management method and apparatus”, and “about 90% of the tightening torque is consumed by friction between the screw surface and the seat surface. For the purpose of solving the problems such as the influence of the influence, the variation of the tightening axial force is large, and the reliability of torque management is very low ... (see paragraph No. 0003 of the specification), With regard to the screw (100) to be performed, the yield point known from the calculation or the data of the same type of screw is the end point of screw tightening, and the rotational load at this yield point, that is, the torque, is 100%. In addition, the load condition of a torque at a predetermined ratio with respect to this load torque at the yield point is set as the screw tightening origin, and the axial force management of the screw (100) is controlled from the origin to the yield point, that is, the end point. (Ten 0) By controlling the rotation angle, the screw tightening is performed (see the description of claim 1 in the claims of the same publication), and so on. Even if it is done, there will be no variation in the starting point of tightening ... Friction generated between the male screw and female screw and friction generated on the screw seating surface will not always allow the screw to be tightened from a specific starting point, making it an appropriate axial force It is possible to eliminate the situation where management cannot be performed ・ ・ Tighten to the yield point and obtain a more stable axial force ・ ・ Data of the origin that owns itself, that is, the load state at the yield point The torque detection means 2 and the screw tightening means 1 are controlled on the basis of the load ratio data of the predetermined ratio, and the screw is tightened to the origin position. After reaching the origin, the screw until the yield point of the control means 4 is reached. Rotation angle of Based on the data, the rotation amount detection means 3 can be controlled to the screw tightening means 1 and the screw can be tightened to the yield point position. Therefore, the starting point of the axial force management of the screw is not varied, In addition, it is possible to accurately perform screw tightening to the yield point position, and to realize stable generation of axial force ”(see paragraph number 0007 of the publication).

しかしながら、これら登録実用新案第3188661号公報や特開2010-117334号公報の開示や特開平06-226566号公報に開示の軸力測定は、いずれもボルト(雄ねじ部材)とナット(雌ねじ部材)との組み合わせにかかる軸力測定を前提とし、タッピンねじに関するものではない。   However, the axial force measurement disclosed in these registered utility model Nos. 3188661 and 2010-117334 and in Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-226656 is both a bolt (male screw member) and a nut (female screw member). It is based on the measurement of the axial force applied to the combination, and is not related to tapping screws.

タッピンねじによる締結は、着座(ねじ頭の底面(座面)が取付部材又は被取付部材に密着)するためにはある程度のねじ込みトルクが必要であるが、被締結部材はすぐにも塑性変形が生じてしまう軟質材料が使用されることが一般的であるので、着座後のねじ締めトルクを掛け過ぎると、強度に軸力がかかりすぎ、今度は相手部材の雌ねじ破壊を起こし、いわゆる「ねじバカ」となるなど、タッピンねじにおいては、被締結部材との関係を考慮した軸力測定がことのほか必要となる。すなわち、タッピンねじは、ねじ自らが被締結部材を塑性タップ加工(Self Tapping)しながら締結されるので、被締結材が熱可塑性樹脂等の場合には、ねじ込み主軸回転数の変化によりねじ締めトルクが大きく変化し、軸力算定には困難が伴う。   Fastening with a tapping screw requires a certain amount of screwing torque in order to be seated (the bottom surface (seat surface) of the screw head is in close contact with the mounting member or the mounted member). It is common to use a soft material that will occur, so if too much screw tightening torque is applied after seating, too much axial force will be applied to the strength, which in turn will cause the female thread of the mating member to break, For the tapping screw, it is necessary to measure the axial force in consideration of the relationship with the member to be fastened. In other words, since the tapping screw is fastened while the screw itself is plastic tapped (Self Tapping), if the material to be fastened is a thermoplastic resin or the like, the screw tightening torque is changed by the change in the rotational speed of the screwed spindle. Changes greatly, and it is difficult to calculate axial force.

登録実用新案第3188661号公報Registered Utility Model No. 3188661 特開2010-117334号公報JP 2010-117334 A 特開平06-226566号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-226656

そこで、本願発明は、タッピンねじの締付軸力をコンピュータモニタ画面上に表示し、最適な締付軸力を決定できるタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置の提供を目的とする。   Accordingly, the present invention has an object to provide a method for determining the tightening axial force of a tapping screw, which can display the tightening axial force of the tapping screw on a computer monitor screen, and determine the optimum tightening axial force, and a display device thereof. To do.

上記の課題を解決するために、本願請求項1に係る発明は、タッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、少なくともねじビット、回転トルクセンサを備えたトルクアナライザーに、被測定タッピンねじで締結する上下に配置する締結部材と被締結部材の間に圧力センサを配置し、前記ねじビットに係合させたタッピンねじを締結部材の上から挿入して締付け開始し、雌ねじ破壊までの間の前記回転トルクセンサからのデータ及び前記圧力センサからのデータに基づき、タッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力を決定することを特徴とする。
また、本願請求項2に係る発明は、前記請求項1に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、前記圧力センサは、前記被測定タッピンねじが挿通する穴が開口したワッシャ型圧力センサであることを特徴とする。
さらに、本願請求項3に係る発明は、前記前記請求項1に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、前記タッピンねじの目標締付トルクの決定は、当該タッピンねじの着座から雌ねじ破壊までの締付トルク及びねじ込みトルク並びに雌ねじ破壊トルクを複数回の測定で求め、当該複数回の測定で求められたねじ込みトルク及び雌ねじ破壊トルクの各平均値を求め、前記複数回測定から求められるねじ込みトルクの前記平均値と当該ねじ込みトルク平均値の4倍の標準偏差の和を目標締付トルクの最小値とし、及び前記複数回測定から求められる雌ねじ破壊トルクの平均値と当該雌ねじ破壊トルク平均値の4倍の標準偏差の差を目標締付トルクの最大値とし、当該目標締付トルク最大値と目標締付トルク最小値の和の半分(1/2)の値を当該タッピンねじの目標締付トルクの中央値とし、さらに、前記最大値と前記最小値の差の半分を当該タッピンねじの目標締付トルクの±公差としたことを特徴とする。
そして、本願請求項4に係る発明は、前記請求項3に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、前記タッピンねじの±公差付き目標締付トルクが、前記コンピュータのモニタ画面に数式表示及び/又は帯状の範囲表示されることを特徴とする。
また、本願請求項5に係る発明は、前記請求項3に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、ねじについての軸力(FS)とねじ締付トルク(T)の関係式であるFS=(T−TTP)/uk(Tは、ねじの締付トルク、ukは、実証個別トルク係数、FSは、軸力(kN)、TPPは、着座点トルク値)に基づき、前記±公差付きの目標締付トルクから±公差付き軸力を決定することを特徴とする。
そして、本願請求項6に係る発明は、前記請求項5に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、前記タッピンねじの±公差付き軸力が、前記コンピュータのモニタ画面に公差表示及び/又は帯状の範囲表示されることを特徴とする。
さらに、本願請求項7に係る発明は、前記請求項6に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、前記回転トルクセンサからのトルク値データを横軸に、前記圧力センサからの軸力値データを縦軸にして、前記コンピュータのモニタ画面に帯状の範囲表示されることを特徴とする。
また、本願請求項8に係る発明は、前記請求項7に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、前記コンピュータのモニタ画面に数式表示及び/又は帯状の範囲表示される前記タッピンねじの±公差付き目標締付トルク及び前記タッピンねじの±公差付き軸力が同時にクロス状に表示されることを特徴とする。
次に、本願請求項9に係る発明は、タッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の表示装置において、少なくともねじビット、回転トルクセンサ及びコンピュータを備えたトルクアナライザー及び被測定タッピンねじで締結する締結部材と被締結材の間に配置される圧力センサからなり、前記ねじビットに係合させたタッピンねじを締結部材の上から挿入して締付け開始し、被締結部材の雌ねじ破壊までの間の前記回転トルクセンサからのデータ及び前記圧力センサからのデータを前記コンピュータに取り込み表示することを特徴とする。
そして、本願請求項10に係る発明は、タッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の表示装置において、前記請求項1ないし8のいずれかに記載の決定方法により、タッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力を表示することを特徴とする。
また、本願請求項11に係る発明は、前記請求項1に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、前記タッピンねじの目標締付トルクの決定は、当該タッピンねじの着座から雌ねじ破壊までの締付トルク及びねじ込みトルク並びに雌ねじ破壊トルクを複数回の測定で求め、求められた雌ねじ破壊トルクまでの間の前記締付トルクの最大値及び最小値、並びに前記締付トルク最大値時における軸力最大値及び前記締付トルク最小値時における軸力最小値から次式で求められる実証個別トルク係数に基づき締付トルク範囲及びそれに相当する軸力範囲を当該タッピンねじの目標締付トルクの±公差としたことを特徴とする。
uk=(TSmax-TSmin)/(FSmax-FSmin)(ukは実証個別トルク係数、TSmaxは、目標締付トルク(TS)の最大値、TSminは、目標締付トルク(TS)の最小値、FSmaxは、TSmax時(ms)における軸力最大値、FSminは、同TSmin時(ms)における軸力最小値)
そして、本願請求項12に係る発明は、前記請求項11に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、締付トルク範囲が当該タッピンねじの目標締付トルクの±公差として決定され、前記コンピュータのモニタ画面に数式表示及び/又は帯状の範囲表示されることを特徴とする。
また、本願請求項13に係る発明は、前記請求項11に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、前記回転トルクセンサからのトルク値データを横軸に、前記圧力センサからの軸力値データを縦軸にして、前記コンピュータのモニタ画面に前記タッピンねじの±公差付き軸力が帯状の範囲表示されることを特徴とする。
さらに、本願請求項14に係る発明は、前記請求項13に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、前記コンピュータのモニタ画面に数式表示及び/又は帯状の範囲表示される前記タッピンねじの±公差付き目標締付トルク及び前記タッピンねじの±公差付き軸力が同時にクロス状に表示されることを特徴とする。
そして、本願請求項15に係る発明は、前記請求項11ないし14のいずれかに記載の決定方法により、タッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力を表示することを特徴とするタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の表示装置。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 of the present application includes at least a screw bit and a rotational torque sensor in a method for determining a target tightening torque of a tapping screw and / or a tightening axial force of the tapping screw. In the torque analyzer, place a pressure sensor between the fastening member to be fastened with the tapping screw to be measured and the fastening member, and insert the tapping screw engaged with the screw bit from above the fastening member and tighten it. The target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw is determined on the basis of the data from the rotational torque sensor and the data from the pressure sensor until the internal screw breaks. To do.
The invention according to claim 2 of the present application is the method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 1, wherein the pressure sensor is the tapping screw to be measured. It is a washer-type pressure sensor having a hole through which is inserted.
Further, the invention according to claim 3 of the present application is the method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to the first aspect of the invention, wherein the target tightening torque of the tapping screw is determined. Determine the tightening torque and screwing torque from the seating of the tapping screw to the female screw breakage and the female screw breaking torque by multiple measurements, and average values of the screwing torque and female screw breaking torque obtained by the multiple measurements. And the sum of the average value of the screwing torque obtained from the multiple times measurement and the standard deviation of four times the average value of the screwing torque is set as the minimum value of the target tightening torque, and the internal thread breakage obtained from the multiple times measurement The difference between the average value of the torque and the standard deviation of 4 times the average value of the female screw breaking torque is taken as the maximum value of the target tightening torque. The half of the sum of the minimum tightening torque values (1/2) is the median value of the target tightening torque of the tapping screw, and half the difference between the maximum value and the minimum value is the target tightening torque of the tapping screw. It is characterized by a tolerance of ± attached torque.
The invention according to claim 4 of the present invention is the method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 3, wherein the target tightening of the tapping screw with ± tolerance is performed. Torque is displayed as a mathematical expression and / or a band-shaped range on the monitor screen of the computer.
The invention according to claim 5 of the present application is the method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 3, wherein the axial force (FS) of the screw and the screw are determined. FS = (T−TTP) / uk (T is the tightening torque of the screw, uk is the demonstration individual torque coefficient, FS is the axial force (kN), and TPP is the relational expression of the tightening torque (T). On the basis of the seating point torque value), an axial force with ± tolerance is determined from the target tightening torque with ± tolerance.
Further, in the invention according to claim 6 of the present invention, in the method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 5, the ± tensioning axial force of the tapping screw is Further, a tolerance display and / or a band-shaped range is displayed on the monitor screen of the computer.
Furthermore, the invention according to claim 7 of the present application is the method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 6, wherein the torque value data from the rotational torque sensor is obtained. The horizontal axis indicates the axial force value data from the pressure sensor and the vertical axis indicates a band-shaped range on the monitor screen of the computer.
Further, the invention according to claim 8 of the present application is the method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 7, wherein the mathematical expression is displayed on the monitor screen of the computer and / or Alternatively, the target tightening torque with ± tolerance of the tapping screw and the axial force with tolerance of the tapping screw displayed in a band-like range are displayed in a cross shape at the same time.
Next, an invention according to claim 9 of the present application is a display device for a target tightening torque of a tapping screw and / or a tightening axial force of a tapping screw, and a torque analyzer including at least a screw bit, a rotational torque sensor, and a computer, It consists of a pressure sensor arranged between the fastening member to be fastened with the measuring tapping screw and the material to be fastened. The tapping screw engaged with the screw bit is inserted from above the fastening member to start tightening. The data from the rotational torque sensor and the data from the pressure sensor until the female screw breaks are captured and displayed on the computer.
The invention according to claim 10 of the present application is the display device for the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw. The target tightening torque of the screw and / or the tightening axial force of the tapping screw is displayed.
The invention according to claim 11 of the present application is the method of determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 1, wherein the target tightening torque of the tapping screw is determined. Is determined by multiple measurements of the tightening torque, screwing torque and female screw breaking torque from the seating of the tapping screw to the female screw breaking, and the maximum and minimum values of the tightening torque up to the obtained female screw breaking torque. The tightening torque range and the corresponding axial force range based on the demonstrative individual torque coefficient obtained from the following formula from the maximum axial force value at the maximum tightening torque value and the minimum axial force value at the minimum tightening torque value: Is a tolerance of the target tightening torque of the tapping screw.
uk = (TSmax−TSmin) / (FSmax−FSmin) (uk is the demonstration individual torque coefficient, TSmax is the maximum value of the target tightening torque (TS), TSmin is the minimum value of the target tightening torque (TS), FSmax Is the maximum axial force at TSmax (ms), FSmin is the minimum axial force at TSmin (ms))
The invention according to claim 12 of the present application is the method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 11, wherein the tightening torque range is the target of the tapping screw. It is determined as a tolerance of the tightening torque, and a mathematical expression and / or a band-shaped range is displayed on the monitor screen of the computer.
The invention according to claim 13 of the present application is the method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 11, wherein the torque value data from the rotational torque sensor is obtained. The axial force value data from the pressure sensor is plotted on the horizontal axis, and the axial force with a tolerance of the tapping screw is displayed in a band-shaped range on the monitor screen of the computer.
Furthermore, the invention according to claim 14 of the present invention is the method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 13, wherein the mathematical expression is displayed on the monitor screen of the computer and / or Alternatively, the target tightening torque with ± tolerance of the tapping screw and the axial force with tolerance of the tapping screw displayed in a band-like range are displayed in a cross shape at the same time.
The invention according to claim 15 of the present application displays the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw by the determination method according to any of claims 11 to 14. A display device for the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw.

今までは、タッピンねじの公差付き目標締付トルクに対する公差付き締付軸力を算出することが不可能であったが、タッピンねじの締付軸力をコンピュータモニタ画面上に表示することができることとなった。
また、この結果、タッピンねじの公差付き目標締付トルクに対する公差付き締付軸力をクロス状の4角の枠で表示することにより、一定の仕様を有するタッピンねじについて、そこで使用される被締結材から定まる最適なトルク及び軸力の両方を同時に,かつ、視覚的に確認できることとなる。
Until now, it was impossible to calculate the tightening axial force with tolerance against the target tightening torque with tolerance of the tapping screw, but it is possible to display the tightening axial force of the tapping screw on the computer monitor screen. It became.
In addition, as a result, the tightening axial force with tolerance against the target tightening torque with tolerance of the tapping screw is indicated by a cross-shaped square frame, so that the tapping screw having a certain specification is used. Both optimum torque and axial force determined from the material can be confirmed simultaneously and visually.

図1は、本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置の構成するねじトルクアナライザー1の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a method for determining a fastening axial force of a tapping screw according to the first embodiment and a screw torque analyzer 1 constituting the display device. 図2(a)(b)は、当該トルクアナライザー1を用いてタッピンねじの目標締付トルク(TS)及び軸力(FS)を測定する概略を示す図である。FIGS. 2A and 2B are diagrams showing an outline of measuring the target tightening torque (TS) and axial force (FS) of the tapping screw using the torque analyzer 1. 図3は、本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置において、ねじ締めに際する前記回転駆動モータ2の回転数400回転/毎分、外径2.9mm(呼び径3mm)、頭部外径6.7mm、首下長さ11.44mm、ピッチ1.14、3価クロメートメッキの仕様のタッピンねじを使用する場合の例の前記トルクセンサ3からのトルク値データ及び前記ワッシャ型圧力センサ10からの軸力値データを「時間(ms)」を横軸にとり、前記回転トルクセンサ4からの「トルク値(N・m)」及び前記ワッシャ型圧力センサ10からの「軸力値(kN)」として前記コンピュータ7のモニタ画面にグラフ表示される表示概略を示す図である。FIG. 3 shows a method of determining the tightening axial force of the tapping screw according to the first embodiment and its display device, wherein the rotational drive motor 2 has a rotational speed of 400 revolutions / minute and an outer diameter of 2.9 mm when tightening the screws. (Nominal diameter 3 mm), head outer diameter 6.7 mm, neck length 11.44 mm, pitch 1.14, torque from the torque sensor 3 in the case of using a trivalent chromate plating specification The value data and the axial force value data from the washer pressure sensor 10 are “time (ms)” on the horizontal axis, the “torque value (N · m)” from the rotational torque sensor 4 and the washer pressure sensor 10. It is a figure which shows the outline of a display displayed on the monitor screen of the said computer 7 as "axial force value (kN)" from. 図4は、図3に示す前記回転トルクセンサ4からの「トルク値(N・m)」及び前記ワッシャ型圧力センサ10からの「軸力値(kN)」として前記コンピュータ7のモニタ画面にグラフ表示される表示概略を示す図に重ねて、公差付き前記目標締付トルク(TS)及び公差付き前記軸力(FS)を表示する概略を示す図である。4 is a graph on the monitor screen of the computer 7 as “torque value (N · m)” from the rotational torque sensor 4 and “axial force value (kN)” from the washer-type pressure sensor 10 shown in FIG. It is a figure which shows the outline which displays the said target fastening torque (TS) with tolerance and the said axial force (FS) with tolerance superimposed on the figure which shows the display outline displayed. 図5は、図3,図4と同じ、本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置を用いて、ねじ締めに際する前記回転駆動モータ2の回転数400回転/毎分、外径2.9mm(呼び径3mm)、頭部外径6.7mm、首下長さ11.44mm、ピッチ1.14、3価クロメートメッキの仕様のタッピンねじを使用する場合の例の前記トルクセンサ3からのトルク値データ及び前記ワッシャ型圧力センサ10からの軸力値データについて、前記トルク値データ(N・m)を横軸に、前記軸力値データ(kN)を縦軸にして表示した概略を示す図である。FIG. 5 is the same as FIGS. 3 and 4, and uses the method for determining the tightening axial force of the tapping screw according to the first embodiment and its display device, and the rotational speed 400 of the rotary drive motor 2 when tightening the screw. Rotation / min, When using a tapping screw with an outer diameter of 2.9 mm (nominal diameter of 3 mm), a head outer diameter of 6.7 mm, a neck length of 11.44 mm, a pitch of 1.14, and trivalent chromate plating As for the torque value data from the torque sensor 3 and the axial force value data from the washer-type pressure sensor 10, the torque value data (N · m) is plotted on the horizontal axis and the axial force value data (kN) is plotted on the horizontal axis. It is a figure which shows the outline displayed on the vertical axis | shaft. 図6は、本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置において、ねじ締めに際する前記回転駆動モータ2の回転数400回転/毎分、外径2.9mm(呼び径3mm)、頭部外径6.7mm、首下長さ11.44mm、ピッチ1.14、3価クロメートメッキの仕様のタッピンねじを使用する場合の例の前記トルクセンサ3からのトルク値データ及び前記ワッシャ型圧力センサ10からの軸力値データについて、前記トルク値データ(N・m)を横軸に、前記軸力値データ(kN)を縦軸にし、かつ、前記公差付き目標締付トルク(TS)をタッチングで示した概略図上に前記公差付き軸力(FS)の範囲を重ねて表示した,いわば、トルク・軸力図である。FIG. 6 shows a method for determining the fastening axial force of a tapping screw according to the first embodiment and its display device, wherein the rotational drive motor 2 has a rotational speed of 400 revolutions / minute and an outer diameter of 2.9 mm during screw fastening. (Nominal diameter 3 mm), head outer diameter 6.7 mm, neck length 11.44 mm, pitch 1.14, torque from the torque sensor 3 in the case of using a trivalent chromate plating specification Value data and axial force value data from the washer-type pressure sensor 10, the torque value data (N · m) is on the horizontal axis, the axial force value data (kN) is on the vertical axis, and the tolerance target It is a so-called torque / axial force diagram in which the range of the axial force (FS) with tolerance is displayed on the schematic diagram showing the tightening torque (TS) by touching. 図7(a)(b)は、登録実用新案第3188661号公報に図1及び図2として開示される登録実用新案第3188661号公報に記載の考案の第1の実施形態にかかる軸力測定センサが取り付けられた状態を示す斜視図及びその断面図である。FIGS. 7A and 7B show an axial force measurement sensor according to the first embodiment of the idea described in the registered utility model No. 3188661 disclosed in FIG. 1 and FIG. 2 in the registered utility model No. 3188661. It is the perspective view which shows the state in which A was attached, and its sectional drawing. 図8(a)(b)は、特開2010-117334号公報に図1及び図2として開示される当該特開2010-117334号公報に記載の発明の実施形態に係わるボルト軸力測定機の全体構成図及び実施形態に係わるボルト軸力測定機のセンターホール型荷重計の断面図である。FIGS. 8 (a) and 8 (b) show a bolt axial force measuring machine according to an embodiment of the invention disclosed in JP 2010-117334 A disclosed in FIGS. 1 and 2 in JP 2010-117334 A. It is sectional drawing of the center hall | hole type load meter of the bolt axial force measuring machine concerning a whole block diagram and embodiment. 図9は、本実施例2に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置を用いて、トルク値データ(N・m)を横軸に、軸力値データ(kN)を縦軸にして表示したトルク・軸力図であり、図5、図6に相当するトルク・軸力図のうち、直線部分(それは、目標締付トルク最小値値と目標締付トルク最大値の間が直線的であることを発見した新たな知見による)に着目し、目標締付トルク最小値(TSmin)と目標締付トルク最大値(TSmax)及び同TSmin時(ms)における軸力最小値(FSmin)とTSmax時(ms)における軸力最大値(FSmax)から目標締付トルク範囲及び軸力範囲を求め、これをハッチング表示すると共に±公差付きの目標締付トルク及び軸力を数式表示したものである。FIG. 9 shows how to determine the axial force value (kN) on the horizontal axis and the axial force value data (kN) on the horizontal axis using the method for determining the fastening axial force of the tapping screw according to the second embodiment and its display device. FIG. 7 is a torque / axial force diagram displayed as an axis, and in the torque / axial force diagrams corresponding to FIG. 5 and FIG. 6, a linear portion (which is between the target tightening torque minimum value and the target tightening torque maximum value); Focusing on the minimum value (TSmin) of the target tightening torque (TSmin), the maximum value of the target tightening torque (TSmax), and the minimum value of the axial force at the time of TSmin (ms) ( The target tightening torque range and the axial force range are obtained from the maximum axial force value (FSmax) at FSmin) and TSmax (ms), and the target tightening torque and axial force with ± tolerance are expressed numerically with hatching. Is.

本発明に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置を実施するための一実施例を図面に基づき詳細に説明する。   An embodiment for carrying out a method for determining a tightening axial force of a tapping screw and a display device thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置の構成するねじトルクアナライザー1の概略図である。図1において、1は、タッピンねじのトルクを検出するトルクアナライザー、2は、回転駆動モータ、3は、回転トルクセンサ、4は、ハンドル、5は、ビットホルダ、6は、ビット、7は、モニタ画面を有するコンピュータである。   FIG. 1 is a schematic diagram of a method for determining a fastening axial force of a tapping screw according to the first embodiment and a screw torque analyzer 1 constituting the display device. In FIG. 1, 1 is a torque analyzer that detects the torque of a tapping screw, 2 is a rotational drive motor, 3 is a rotational torque sensor, 4 is a handle, 5 is a bit holder, 6 is a bit, 7 is A computer having a monitor screen.

本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置に用いる前記トルクセンサ3は、予め前記トルクアナライザー1に同軸に組み込まれ、例えば、ドイツのローレンツ社製回転トルクセンサ(型式DR2447/M310)等が使用される。すなわち、前記ビットホルダ5に固定される前記ビット6は前記回転駆動モータ2により、その先端のタッピンねじにトルクを与え、その際に、回転状態のトルクを当該トルクセンサ3により測定し、それをコンピュータ7に出力するように構成される。   The torque sensor 3 used in the method for determining the tightening axial force of the tapping screw according to the first embodiment and the display device thereof is preliminarily incorporated coaxially into the torque analyzer 1 and is, for example, a rotational torque sensor (manufactured by Lorentz, Germany) Model DR2447 / M310) is used. That is, the bit 6 fixed to the bit holder 5 gives torque to the tapping screw at the tip thereof by the rotational drive motor 2, and at that time, the torque in the rotating state is measured by the torque sensor 3, and the torque is measured. It is comprised so that it may output to the computer 7.

また、図2(a)(b)は、当該トルクアナライザー1を用いてタッピンねじの目標締付トルク(TS)及び軸力(FS)を測定する概略を示す図である。図2(a)(b)において、符号5は、前述のビットホルダ、6は、同ビット、8は、軸力測定のタッピンねじ、9は、締結部材、10は、ワッシャ型圧力センサ、11は、被締結部材、12は、支持治具である。
本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置に用いる前記ワッシャ型圧力センサ10は、スイスに本社を置く日本キスラー社の薄型力センサ(型式9130B...〜9137B...)等であり、穴径2.7mm〜15mmの中空穴を有する厚さ3.0mm〜5.0mm、外径8.0〜36.0mmの中空円盤形状のワッシャ型の圧力センサである。
この場合、タッピンねじ8の軸力を測定する際には、実際に使用されるタッピンねじより前記ワッシャ型センサ10の厚さ分だけ長いタッピンねじ8を使用する。
2A and 2B are diagrams showing an outline of measuring the target tightening torque (TS) and axial force (FS) of the tapping screw using the torque analyzer 1. 2A and 2B, reference numeral 5 denotes the above-mentioned bit holder, 6 denotes the same bit, 8 denotes a tapping screw for measuring axial force, 9 denotes a fastening member, 10 denotes a washer-type pressure sensor, 11 Is a member to be fastened, and 12 is a support jig.
The washer-type pressure sensor 10 used in the method of determining the fastening axial force of the tapping screw according to the first embodiment and the display device thereof is a thin force sensor (model 9130B ...- 9137B of Nippon Kisler Co., Ltd., headquartered in Switzerland). Is a hollow disk washer-type pressure sensor having a hollow hole with a hole diameter of 2.7 mm to 15 mm and a thickness of 3.0 mm to 5.0 mm and an outer diameter of 8.0 to 36.0 mm. is there.
In this case, when the axial force of the tapping screw 8 is measured, the tapping screw 8 longer than the actually used tapping screw by the thickness of the washer type sensor 10 is used.

そして、図2(a)(b)に示すように、本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置に用いてタッピンねじ8の軸力を測定するには、バカ穴を有するSPCC材質等の前記締結部材9と、予めタッピング(ねじ切り)用の通り穴形状の下穴が開けられたABS樹脂等の材質の前記被締結部材11を用意し、この用意された前記締結部材9と前記被締結部材11との間に前記ワッシャ型圧力センサ10を挟み込み、タッピンねじ8が挿入される両穴に合わせて前記ワッシャ型圧力センサ10を配置し、以下の手順に従って当該タッピンねじ8の軸力を測定するようにしたものである。   Then, as shown in FIGS. 2A and 2B, in order to measure the axial force of the tapping screw 8 using the method for determining the fastening axial force of the tapping screw according to the first embodiment and its display device, The fastening member 9 made of SPCC material or the like having a fool hole and the fastened member 11 made of ABS resin or the like in which a pilot hole shaped hole for tapping (thread cutting) has been drilled are prepared. The washer type pressure sensor 10 is sandwiched between the fastening member 9 and the fastened member 11 and the washer type pressure sensor 10 is arranged in accordance with both holes into which the tapping screws 8 are inserted. The axial force of the tapping screw 8 is measured.

(1)タッピンねじについての締付トルクの決定
まず、タッピンねじではない通常のボルトとナットの組み合わせについてのねじの締付トルクと軸力との関係は、次のような関係がある。
(1) Determination of Tightening Torque for Tapping Screw First, the relationship between the screw tightening torque and the axial force for a normal bolt / nut combination that is not a tapping screw is as follows.

式1Formula 1

Figure 2017067747
Figure 2017067747

しかし、上記(式1)はパラメータが多いことに加え、ねじ部摩擦係数μや座面摩擦係数μn等の測定が非常に困難なパラメータを含んでいる。
そこで、ねじ締めトルクと軸力の関係は下記式が一般的に用いられている。
However, (Equation 1) includes parameters that are very difficult to measure, such as the thread friction coefficient μ and the bearing surface friction coefficient μn, in addition to many parameters.
Therefore, the following formula is generally used for the relationship between the screw tightening torque and the axial force.

式2Formula 2

T=kdF÷1,000 (式2) k:トルク係数、d:ねじの呼び径mm   T = kdF ÷ 1,000 (Formula 2) k: Torque coefficient, d: Nominal diameter of screw mm

通常、ねじの締付トルクはトルクレンチなどを用いて容易に測定できるが、ねじの締付軸力は特殊な試験機を用いるなどして容易には測定できないため、標準用のボルトとナットの組合せでトルクと軸力を測定し、その上で、上記(式2)を用いて、各ねじの呼び径のねじの締付トルクに対応した軸力を算出する。
例えば、M10ボルトとナットの組合せ(呼び径d:10mm)、測定値トルクT:10N・m、測定値軸力F:5,000Nの時、(式2)を用いて前記トルク係数(k)を決定する。すなわち、
Normally, the screw tightening torque can be easily measured using a torque wrench, but the screw tightening axial force cannot be easily measured using a special tester. The torque and axial force are measured in combination, and then the axial force corresponding to the screw tightening torque of the nominal diameter of each screw is calculated using (Equation 2).
For example, when the combination of M10 bolt and nut (nominal diameter d: 10 mm), measured torque T: 10 N · m, measured axial force F: 5,000 N, the torque coefficient (k) using (Equation 2) To decide. That is,

10N・m=k×10mm×5,000N÷1,000
k={10N・m/(10mm×5,000N)}×1,000=0.2
10N · m = k × 10mm × 5,000N ÷ 1,000
k = {10 N · m / (10 mm × 5,000 N)} × 1,000 = 0.2

このようにして、標準ボルトナットの組み合わせであるM10ボルトとナットの組合せから決定されるトルク係数(k)を用いて、必要とするボルトとナットの組み合わせ、例えば、M3のボルトナットについて、上記(式2)を変換した次式(式3)により、締付トルクT=1N・mにおける軸力(F)=1.667Nを求めていた。   Thus, using the torque coefficient (k) determined from the combination of the M10 bolt and nut, which is a standard bolt-nut combination, for the required bolt-nut combination, for example, the M3 bolt and nut ( The axial force (F) = 1.667N at the tightening torque T = 1 N · m was obtained from the following equation (Equation 3) obtained by converting Equation 2).

式3Formula 3

F=(T/kd)×1,000 (式3)
={1N・m/(0.2×3mm)}×1,000=1,667N
F = (T / kd) × 1,000 (Formula 3)
= {1N · m / (0.2 × 3mm)} × 1,000 = 1,667N

このようにして求められるねじの軸力であるが、これは、上述するように、雌ねじが既に形成されている標準用に特別に準備されたナットに対してのボルトにおけるトルクと軸力の関係式であり、被締結材の下穴をねじ切りしながら締付を行うタッピンねじには、適用できない。   The axial force of the screw determined in this way, as described above, is the relationship between the torque and axial force in the bolt against a nut specially prepared for a standard already formed with an internal thread. It is a formula, and cannot be applied to a tapping screw that performs tightening while threading a pilot hole of a material to be fastened.

(2)測定及びトルク値データ・軸力値データの取り込み
そこで、上述した構成からなる本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置においては、前記締結部材9と前記被締結部材11との間に前記ワッシャ型圧力センサ10を挟み込み、タッピンねじ8が挿入される両穴に合わせて前記ワッシャ型圧力センサ10を配置し、その上で、前記ビット6を前記タッピンねじ8のねじ頭に係合させ、前記回転駆動モータ2のスイッチを投入するとともに、前記ハンドル4を操作して、前記設定された回転数で前記回転駆動モータ2を回転させ、ねじバカになる(雌ねじ破壊)まで、前記トルクアナライザー1を使用してねじ締めを行う。
(2) Measurement and Acquisition of Torque Value Data / Axial Force Value Data Therefore, in the method of determining the fastening axial force of the tapping screw according to the first embodiment having the above-described configuration and the display device thereof, the fastening member 9 and The washer-type pressure sensor 10 is sandwiched between the fastening member 11 and the washer-type pressure sensor 10 is arranged in accordance with both holes into which the tapping screws 8 are inserted. Then, the bit 6 is attached to the tapping pin. Engage with the screw head of the screw 8 and turn on the switch of the rotary drive motor 2, and operate the handle 4 to rotate the rotary drive motor 2 at the set number of rotations, resulting in a screw stupid Screw tightening is performed using the torque analyzer 1 until (female screw breakage).

そして、この締付開始からねじバカ(雌ねじ破壊)となるまでの間に前記トルクセンサ3からのトルク値データと前記ワッシャ型圧力センサ10からの軸力値データの2種類のデータを前記コンピュータ(パソコン)7に取り込む。
なお、この際に測定のバラツキを考慮するための標準偏差取得のため,同じ測定を複数回(例えば、3〜10回)行う。
Two types of data, the torque value data from the torque sensor 3 and the axial force value data from the washer type pressure sensor 10, are obtained from the computer ( PC) 7.
In this case, the same measurement is performed a plurality of times (for example, 3 to 10 times) in order to obtain a standard deviation for taking into account measurement variations.

図3は、本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置において、ねじ締めに際する前記回転駆動モータ2の回転数400回転/毎分、外径2.9mm(呼び径3mm)、頭部外径6.7mm、首下長さ11.44mm、ピッチ1.14、3価クロメートメッキの仕様のタッピンねじを使用する場合の前記トルクセンサ3からのトルク値データ及び前記ワッシャ型圧力センサ10からの軸力値データを「時間(ms)」を横軸にとり、前記回転トルクセンサ4からの「トルク値(N・m)」及び前記ワッシャ型圧力センサ10からの「軸力値(kN)」として前記コンピュータ7のモニタ画面にグラフ表示される表示概略を示す図である。   FIG. 3 shows a method of determining the tightening axial force of the tapping screw according to the first embodiment and its display device, wherein the rotational drive motor 2 has a rotational speed of 400 revolutions / minute and an outer diameter of 2.9 mm when tightening the screws. (Nominal diameter 3 mm), head outer diameter 6.7 mm, under head length 11.44 mm, pitch 1.14, torque value data from the torque sensor 3 when using tapping screws with trivalent chromate plating specifications The axial force value data from the washer pressure sensor 10 is “time (ms)” on the horizontal axis, the “torque value (N · m)” from the rotational torque sensor 4 and the washer pressure sensor 10 It is a figure which shows the display outline displayed on the monitor screen of the said computer 7 as a graph as "axial force value (kN)."

図3においては、前記「時間(ms)」を横軸にとり、前記「トルク値(N・m)」グラフを「細線表示」で、左側縦軸にそのトルク値(N・m)数値が表示され、前記「軸力値(kN)」グラフを「太線表示」で、右側縦軸その軸力値(kN)数値が表示される。   In FIG. 3, the “time (ms)” is taken on the horizontal axis, the “torque value (N · m)” graph is shown in “thin line display”, and the torque value (N · m) is shown on the left vertical axis. Then, the “axial force value (kN)” graph is displayed in “thick line display”, and the axial force value (kN) value on the right vertical axis is displayed.

すなわち、本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置を用いて取り込まれたタッピンねじ8の締付開始からねじ破壊までの間の前記トルクセンサ3からのトルク値データ及び前記ワッシャ型圧力センサ10からの軸力値データについて、時間とともに変化する各トルク値・軸力値の変化を示すものであり、図3において、前記「トルク値(N・m)」グラフの「細線表示」における「TD」は、ねじ込みトルク(タッピンねじの頭部底面が被締結材上面に達するに要するトルク)、「TF」は、雌ねじ破壊トルク(タッピンねじが雌ねじ破壊を起こしてしまうトルク)、前記「軸力値(kN)」グラフの「太線表示」における「TP」は、着座点(タッピンねじの頭部底面が被締結材上面に達した地点)、「FF」は、締付破壊軸力(タッピンねじ締付によりねじバカとなる地点)である。   That is, the torque value from the torque sensor 3 from the start of tightening of the tapping screw 8 taken in by using the method of determining the tightening axial force of the tapping screw according to the first embodiment and its display device. Data and axial force value data from the washer-type pressure sensor 10 show changes in torque values and axial force values that change with time. In FIG. 3, the “torque value (N · m)” graph is shown. “TD” in the “thin line display” indicates screwing torque (torque required for the bottom surface of the tapping screw to reach the upper surface of the material to be fastened), and “TF” indicates internal thread breaking torque (the tapping screw causes female thread breaking). Torque), “TP” in “thick line display” of the “axial force value (kN)” graph is a seating point (a point where the bottom surface of the head of the tapping screw reaches the upper surface of the material to be fastened), “FF” Is a destructive axial clamping force (point a screw idiot by with tapping screw tightening).

なお、図3において、右縦軸上方に記載される横棒グラフは、前記雌ねじ破壊トルクのヒストグラム(正規分布曲線付き)であり、同右縦軸下方に記載される横棒グラフは、ねじ込みトルクのヒストグラム(正規分布曲線付き)である。
図3に示されるように、「細線表示」前記「トルク値(N・m)」データは、締付開始より前記下穴のねじ切りを行いながら緩やかにねじ込みトルク(TD)がかかり、タッピンねじ8が下穴に食い込むとともに高いトルク値となり、その後、ねじ込みトルク(TD)が最大の締付トルク(TF)に達し、その後は、空回り状態のトルク軽減に至る。
In FIG. 3, the horizontal bar graph described above the right vertical axis is a histogram of the female screw breaking torque (with a normal distribution curve), and the horizontal bar graph described below the vertical axis on the right is a histogram of screwing torque ( With normal distribution curve).
As shown in FIG. 3, the “thin line display” and “torque value (N · m)” data are applied with a screwing torque (TD) gently while threading the pilot hole from the start of tightening, and the tapping screw 8 Bites into the pilot hole and becomes a high torque value. Thereafter, the screwing torque (TD) reaches the maximum tightening torque (TF), and thereafter, the torque in the idling state is reduced.

また、「太線表示」の前記「軸力値(kN)」データは、締付開始直後はねじ先端径が細いので、着座点(TP)まで緩やかにトルクがかかり、その後、下穴をねじ切りに要する強力なトルクをかけながら回転を続けると軸力が(TP)をスタートに発生して締付破壊軸力(FF)まで至り、雌ねじ破壊後は、強力に引きつけられることなく軸力軽減に至る。   In addition, the “axial force value (kN)” data of “thick line display” has a small screw tip diameter immediately after the start of tightening, so that torque is gently applied to the seating point (TP), and then the pilot hole is threaded. If the rotation continues while applying the required powerful torque, the axial force is generated at the start of (TP) and reaches the breaking fracture axial force (FF). After the female screw is broken, the axial force is reduced without being attracted strongly. .

(3)目標締付トルク(TS)及びその公差の決定
(ねじ込みトルク(TD)及び雌ねじ破壊トルク(TF)の平均値)
タッピンねじについて目標とする締付トルク(「目標締付トルク(TS)」は、図3から明らかなように、締付開始より前記下穴のねじ切りを行いながら緩やかにトルクがかかり、タッピンねじ8が下穴に食い込んだ後に前記ねじ込みトルク(TD)がかかるとともにトルク値が増加し、その後、最大の雌ねじ破壊トルク(TF)に達し、その後は、空回り状態のトルク軽減に至ることから、締付の目標となる目標締付トルク(TS)は、必ず、前記前記ねじ込みトルク(TD)と前記雌ねじ破壊トルク(TF)の間、すなわち、ねじ込みトルク(TD)の最大値と雌ねじ破壊トルク(TF)の最小値の間に存することとなる。
(3) Determination of target tightening torque (TS) and tolerance (average value of screwing torque (TD) and female thread breaking torque (TF))
The target tightening torque for the tapping screw (“target tightening torque (TS)”) is, as is apparent from FIG. 3, a moderate torque is applied while the pilot hole is threaded from the start of tightening, and the tapping screw 8 After the screw bites into the pilot hole, the screw torque (TD) is applied and the torque value increases, and then reaches the maximum female screw breaking torque (TF). The target tightening torque (TS), which is the target of the above, is always between the screwing torque (TD) and the female screw breaking torque (TF), that is, the maximum value of the screwing torque (TD) and the female screw breaking torque (TF). Between the minimum values of.

つまり、目標締付トルク(TS)は、(ねじ込みトルク(TD)の最大値)<TS<(雌ねじ破壊トルク(TF)の最小値)の範囲をとるということとなる。
そこで、これらのねじ込みトルク(TD)の最大値及び雌ねじ破壊トルク(TF)の最小値を求めなければならないが、上述してきたように、本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置において、タッピンねじの締付トルク測定にはバラツキがある。このバラツキを考慮し、最大値・最小値を求めるため,同じ測定を前述のように複数回(例えば、3〜10回)行い、当該複数回(例えば、3〜10回)の測定で得られる前記ねじ込みトルク(TD)及び前記雌ねじ破壊トルク(TF)についてのそれぞれの平均値(相加平均:当該複数回測定データの和を測定回数で除した値)を求める。
なお、平均値は、場合によっては、相乗平均であることを妨げない。
That is, the target tightening torque (TS) takes a range of (maximum value of screwing torque (TD)) <TS <(minimum value of internal thread breaking torque (TF)).
Therefore, the maximum value of the screwing torque (TD) and the minimum value of the female screw breaking torque (TF) must be obtained. As described above, the determination of the tightening axial force of the tapping screw according to the first embodiment is performed. In the method and its display device, there are variations in the measurement of the tightening torque of the tapping screw. In consideration of this variation, the same measurement is performed a plurality of times (for example, 3 to 10 times) as described above in order to obtain the maximum value and the minimum value, and obtained by the measurement of the plurality of times (for example, 3 to 10 times). Respective average values (arithmetic average: a value obtained by dividing the sum of the measurement data of the plurality of times by the number of measurements) for the screwing torque (TD) and the female screw breaking torque (TF) are obtained.
The average value does not prevent the average value from being a geometric average in some cases.

(公差の必要性)
一方、タッピンねじは、上述するようにすぐにも塑性変形が生じてしまう軟質材料の被締結部材が使用され、また、着座後もねじ締めトルクを掛け過ぎると、雌ねじ破壊が生じてしまうなど非常に狭い範囲のねじ締めトルクで締められる。すなわち、目標締付トルク(TS)は、ねじ込みトルク(TD)以上のトルクでねじ締めしなければ着座せず、また、雌ねじ破壊トルク(TF)以下のトルクでねじ締めしないといわゆる「ねじバカ」となるので、前記ねじ込みトルク(TD)、前記雌ねじ破壊トルク(TF)にはそれぞれバラツキ(標準偏差)があり、複数回の測定試験を行ってもねじ込みトルク(TD)と雌ねじ破壊トルク(TF)が全て同じ数値を示すことはなく、必ず、ばらついた数値になる。
(Necessity of tolerance)
On the other hand, for the tapping screw, as described above, a member to be fastened with a soft material that is immediately plastically deformed is used, and if the screw tightening torque is excessively applied even after seating, the internal thread breakage may occur. It can be tightened with a narrow torque range. That is, if the target tightening torque (TS) is not screwed with a torque equal to or higher than the screwing torque (TD), the target tightening torque (TS) is not seated. Therefore, the screwing torque (TD) and the female screw breaking torque (TF) have a variation (standard deviation), and the screwing torque (TD) and the female screw breaking torque (TF) are obtained even if a plurality of measurement tests are performed. Do not show the same numerical value, but they always vary.

そこで、このばらついた数値を考慮して公差付き目標締付トルク(TS)を求めるには、目標住め付けトルク(TS)の中央値が必要となる。
(±公差決定に必要な目標締付トルク(TS)の中央値)
範囲のある値の中央値は、その最大値と最小値の和の半分(1/2)である。
そこで、範囲のある目標締付トルク(TS)の中央値は、最大値である前記前記雌ねじ破壊トルク(TF)と最小値である前記ねじ込みトルク(TD)の和の半分(1/2)で求めることができる。
Therefore, in order to obtain the target tightening torque (TS) with tolerance in consideration of the varied numerical values, the median value of the target housing torque (TS) is required.
(± median of target tightening torque (TS) required for tolerance determination)
The median value of a certain value in the range is half (1/2) of the sum of the maximum value and the minimum value.
Therefore, the median value of the target tightening torque (TS) having a range is half (1/2) of the sum of the female screw breaking torque (TF) which is the maximum value and the screwing torque (TD) which is the minimum value. Can be sought.

(公差の決定)
本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置においては、このバラツキを考慮して、前記ねじ込みトルク(TD)、前記雌ねじ破壊トルク(TF)を決定するために、統計的手法により決定する。
統計的手法の理論統計学に基づけば、母集団の数値は中央値である平均値の±3倍の標準偏差の中に99.73%が入るので、前記ねじ込みトルク(TD)及び前記雌ねじ破壊トルク(TF)についてもこの手法により、目標締付トルク(TS)の中央値である平均値の±3の標準偏差となるのであるが、平均値の±3倍の標準偏差では、100%の安全性を確保できるとは限らないので、本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置においては、安全を見て平均値の±4倍の標準偏差をとるものとする。
(Determining tolerance)
In the method for determining the tightening axial force of the tapping screw according to the first embodiment and its display device, in order to determine the screwing torque (TD) and the female screw breaking torque (TF) in consideration of this variation, Determine by statistical method.
Based on the theoretical statistics of statistical methods, the value of the population is 99.73% within the standard deviation of ± 3 times the median average value, so the screw torque (TD) and the female screw failure The torque (TF) also has a standard deviation of ± 3 of the average value, which is the median value of the target tightening torque (TS), by this method, but with a standard deviation of ± 3 times the average value, 100% Since it is not always possible to ensure safety, the method for determining the tightening axial force of the tapping screw according to the first embodiment and its display device take a standard deviation of ± 4 times the average value in view of safety. And

(目標締付トルク(TS)・ねじ込みトルク(TD)・雌ねじ破壊トルク(TF)の関係)
当該目標締付トルク(TS)の範囲を平均値の±4倍の標準偏差とするには、当該目標締付トルク(TS)の最小値は、前記ねじ込みトルク(TD)の最大値となり、前記ねじ込みトルク(TD)の平均値と、このねじ込みトルク(TD)の標準偏差の4倍の和(ねじ込みトルク(TD)の平均値+4×ねじ込みトルク(TD)の標準偏差)ということになり、また当該目標締付トルク(TS)の最大値は前記雌ねじ破壊トルク(TF)の最小値となり、当該雌ねじ破壊トルク(TF)の平均値と当該雌ねじ破壊トルク(TF)の標準偏差の4倍の差(TFの平均値−4×TFの標準偏差)となる。
(Relationship between target tightening torque (TS), screwing torque (TD), female screw breaking torque (TF))
In order to set the range of the target tightening torque (TS) to a standard deviation of ± 4 times the average value, the minimum value of the target tightening torque (TS) is the maximum value of the screwing torque (TD), and The average value of the screwing torque (TD) and the sum of four times the standard deviation of the screwing torque (TD) (average value of the screwing torque (TD) + 4 × standard deviation of the screwing torque (TD)), and The maximum value of the target tightening torque (TS) is the minimum value of the female screw breaking torque (TF), and the difference between the average value of the female screw breaking torque (TF) and the standard deviation of the female screw breaking torque (TF) is four times. (Average value of TF−4 × standard deviation of TF).

換言すれば、前記ねじ込みトルク(TD)及び前記雌ねじ破壊トルク(TF)の標準偏差を考慮すると、目標締付トルク(TS)の最小値は、前記ねじ込みトルク(TD)の平均値に当該ねじ込みトルク(TD)の偏差の4倍を加えたものとなり、目標締付トルク(TS)の最大値は、前記雌ねじ破壊トルク(TF)の平均値に当該雌ねじ破壊トルク(TF)の偏差の4倍を引いたものが、それぞれ+公差及び−公差となり、本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置においては、これらをタッピンねじの前記目標締付トルク(TS)の±公差とした。   In other words, considering the standard deviation of the screwing torque (TD) and the female screw breaking torque (TF), the minimum value of the target tightening torque (TS) is the average value of the screwing torque (TD). The maximum value of the target tightening torque (TS) is 4 times the deviation of the female screw breaking torque (TF) to the average value of the female screw breaking torque (TF). The subtracted values are + tolerance and −tolerance, respectively. In the method of determining the fastening axial force of the tapping screw according to the first embodiment and the display device thereof, these are the values of the target fastening torque (TS) of the tapping screw. ± tolerance.

(公差付き目標締付トルク(TS))
目標締付トルク(TS)は、(ねじ込みトルク(TD)の最大値+雌ねじ破壊トルク(TF)の最小値)÷2を目標締付トルク(TS)の中央値として、±公差を付した公差付き目標締付トルク(TS)として決定する。
(Target tightening torque with tolerance (TS))
Target tightening torque (TS) is a tolerance with ± tolerance, with (maximum screwing torque (TD) + minimum value of internal thread breaking torque (TF)) ÷ 2 being the median of target tightening torque (TS) The target tightening torque (TS) is determined.

(4)公差付き目標締付トルク(TS)から公差付き軸力値(FS)を求める。
次に、上述の±公差付きの目標締付トルク(TS)を検討すると、タッピンねじにおいては、着座点トルクともいうべきねじ締結前に所定のトルクが既に掛かっているので、この新たな知見に基づき、当該着座点トルク(TTP)を考慮した上で、個別のトルク係数(uk)を求め、目標締付トルク(TS)のトルク範囲に対応する軸力(FS)についても±公差付きで求める。
(4) The axial force value (FS) with tolerance is obtained from the target tightening torque (TS) with tolerance.
Next, considering the above-mentioned target tightening torque (TS) with ± tolerance, the tapping screw has already been subjected to a predetermined torque before screw fastening, which can be called the seating point torque. Based on the seating point torque (TTP), the individual torque coefficient (uk) is obtained, and the axial force (FS) corresponding to the torque range of the target tightening torque (TS) is also obtained with ± tolerance. .

すなわち、本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置がタッピンねじに関する軸力(FS)を求めるものであり、タッピンねじの締付トルク(TS)は、上述するように、前記着座点トルク値(TTP)前にも締付トルク(TS)がかかっているという新たな知見を従来から知られている軸力(F)とねじ締付トルク(T)の関係式である(T=uk×dF)に、着座点トルク(TTP)値を引いた(T−TTP)値を基準としたFS=(TS−TTP)/ukから公差付き軸力(FS)を求める。
ここに、TSは、ねじの締付トルク、ukは、実証個別トルク係数、FSは、軸力(kN)、TPPは、着座点トルク値であり、実証個別トルク係数(uk)とは、タッピンねじの実際の締付条件と同一条件で測定した時のトルク係数をいう。
That is, the method for determining the tightening axial force of the tapping screw and the display device thereof according to the first embodiment calculates the axial force (FS) related to the tapping screw, and the tightening torque (TS) of the tapping screw is described above. Thus, a new finding that the tightening torque (TS) is applied before the seating point torque value (TTP) is the relationship between the conventionally known axial force (F) and screw tightening torque (T). The axial force (FS) with tolerance is calculated from FS = (TS−TTP) / uk based on (T−TTP) value obtained by subtracting the seating point torque (TTP) value from the equation (T = uk × dF). Ask.
Here, TS is the screw tightening torque, uk is the demonstration individual torque coefficient, FS is the axial force (kN), TPP is the seating point torque value, and the demonstration individual torque coefficient (uk) is the tapping. Torque coefficient when measured under the same conditions as the actual tightening conditions of the screw.

(5)測定例
例えば、ねじ締めに際する前記回転駆動モータ2の回転数400回転/毎分、外径2.9mm(呼び径3mm)、頭部外径6.7mm、首下長さ11.44mm、ピッチ1.14、3価クロメートメッキの仕様のタッピンねじを使用する場合を例にして、被締結材として、板厚1.0mmのSPCC鉄板に4.0mmのばか穴を有する前記上部被締結部材9と、板厚6.0mmのABS樹脂材質に下穴2.6mmの通り穴を有する前記下部被締結部材11を締結する場合について、本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置において測定すると、上記目標締付トルク(TS)に対する着座点トルク値(TTP)、実証個別トルク係数(uk)、目標締付トルクに対する軸力(FS)(F)は、それぞれ下記となる。
(5) Measurement example For example, when the screw is tightened, the rotational drive motor 2 has a rotational speed of 400 rotations / minute, an outer diameter of 2.9 mm (nominal diameter of 3 mm), a head outer diameter of 6.7 mm, and a neck length of 11 As an example of using a tapping screw with a specification of .44 mm, pitch 1.14, and trivalent chromate plating, the upper part has a 4.0 mm hollow hole on a 1.0 mm thick SPCC iron plate as a material to be fastened. The fastening shaft of the tapping screw according to the first embodiment is used for fastening the fastening member 9 and the lower fastening member 11 having a through hole of 2.6 mm to the ABS resin material having a thickness of 6.0 mm. When the force determination method and its display device are measured, the seating point torque value (TTP) with respect to the target tightening torque (TS), the demonstration individual torque coefficient (uk), the axial force with respect to the target tightening torque (FS) (F) Respectively Serial to become.

(a)公差付き目標締付トルク(TS)=0.53±0.31N・m
(b)着座点トルク(TTP)=0.14N・m
(c)実証個別トルク係数(uk)=0.648
(d)公差付き軸力(FS)=0.60±0.47kN
(a) Target tightening torque with tolerance (TS) = 0.53 ± 0.31 N · m
(b) Seating point torque (TTP) = 0.14 N · m
(c) Demonstration individual torque coefficient (uk) = 0.648
(d) Axial force with tolerance (FS) = 0.60 ± 0.47kN

(6)数式表示
そこで、本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置においては、求められた公差付き前記目標締付トルク(TS)及び公差付き前記軸力(FS)について、それぞれ前記中央値にそれぞれの公差付きで数式により表示する。
(6) Numerical Expression Display Therefore, in the method for determining the tightening axial force of the tapping screw and the display device thereof according to the first embodiment, the obtained target tightening torque (TS) with tolerance and the axial force with tolerance ( For FS), the median value is indicated by a mathematical expression with the respective tolerances.

図4は、図3に示す前記回転トルクセンサ4からの「トルク値(N・m)」及び前記ワッシャ型圧力センサ10からの「軸力値(kN)」として前記コンピュータ7のモニタ画面にグラフ表示される表示概略を示す図に重ねて、公差付き前記目標締付トルク(TS)及び公差付き前記軸力(FS)を表示する概略を示す図であり、図4において、図4の左上に「TS= 」で表示されるのが、前記公差付き目標締付トルク(TS)表示であり、図4の左上の前記公差付き目標締付トルク(TS)表示の横に「FS= 」で表示されるのが、前記公差付き軸力(FS)表示であり、その余の符号は、図3に示した符号と同じものである。   4 is a graph on the monitor screen of the computer 7 as “torque value (N · m)” from the rotational torque sensor 4 and “axial force value (kN)” from the washer-type pressure sensor 10 shown in FIG. It is a figure which shows the outline which displays the said target tightening torque (TS) with a tolerance, and the said axial force (FS) with a tolerance over the figure which shows the display outline displayed, In FIG. 4, in the upper left of FIG. Displayed with “TS =” is the target tightening torque (TS) display with tolerance, and “FS =” is displayed next to the target tightening torque (TS) with tolerance at the upper left of FIG. What is done is the axial force (FS) display with tolerance, and the other symbols are the same as those shown in FIG.

さらに、本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置においては、上記のように求められた公差付き目標締付トルク値(TS)について、前記目標締付トルク(TS)の中心値とともに、その公差の範囲をグラフ上に表示する。すなわち、本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置においては、上記の例のよる公差付き目標締付トルク(TS)中心値(0.53)及びその公差(±0.31)が求められ、この中心値とともに公差付きで表示し、公差付き目標締付トルク(TS)=0.53±0.31が表示される。   Furthermore, in the method for determining the tightening axial force of the tapping screw and the display device thereof according to the first embodiment, the target tightening torque (TS) determined as described above is used for the target tightening torque value (TS) with tolerance. The tolerance range is displayed on the graph together with the center value of TS). That is, in the method for determining the tightening axial force of the tapping screw according to the first embodiment and the display device thereof, the target tightening torque with tolerance (TS) central value (0.53) and the tolerance ( ± 0.31) is obtained and displayed together with the center value with tolerance, and the target tightening torque with tolerance (TS) = 0.53 ± 0.31 is displayed.

その上で当該公差付き目標締付トルク(TS)をグラフ表示する。
図4のハッチング表示部分(0.22(0.53−0.31)〜0.84(0.53+0.31))は、前記の例における前記目標締付トルク(TS)の公差の範囲を表示したものである。その下限は、0.22(0.53−0.31)であり、その上限は、0.84(0.53+0.31)であり、前記目標締付トルク(TS)は、この範囲内での締付トルク(TS)とすれば、上記の例のタッピンねじにおいては、締付トルクが足りない着座不良やトルクを掛け過ぎのねじバカを避けることができることとなる。
Then, the target tightening torque (TS) with tolerance is displayed in a graph.
The hatched display portion (0.22 (0.53-0.31) to 0.84 (0.53 + 0.31)) in FIG. 4 indicates the tolerance range of the target tightening torque (TS) in the above example. It is displayed. The lower limit is 0.22 (0.53-0.31), the upper limit is 0.84 (0.53 + 0.31), and the target tightening torque (TS) is within this range. With the tightening torque (TS) of the above, in the tapping screw of the above example, it is possible to avoid a seating defect in which the tightening torque is insufficient and a screw flap where the torque is excessively applied.

(7)トルク範囲・軸力範囲の決定及びグラフ表示
次に、図3に示される前記回転トルクセンサ3からのトルク値データ及び前記ワッシャ型圧力センサ10からの軸力値データについて、前記トルク値データ(N・m)を横軸に、前記軸力値データ(kN)を縦軸に表示する。
(7) Determination of torque range / axial force range and graph display Next, with respect to the torque value data from the rotational torque sensor 3 and the axial force value data from the washer-type pressure sensor 10 shown in FIG. Data (N · m) is displayed on the horizontal axis and the axial force value data (kN) is displayed on the vertical axis.

図5は、図3,図4と同じ、本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置を用いて、ねじ締めに際する前記回転駆動モータ2の回転数400回転/毎分、外径2.9mm(呼び径3mm)、頭部外径6.7mm、首下長さ11.44mm、ピッチ1.14、3価クロメートメッキの仕様のタッピンねじを使用する場合の例の前記トルクセンサ3からのトルク値データ及び前記ワッシャ型圧力センサ10からの軸力値データについて、前記トルク値データ(N・m)を横軸に、前記軸力値データ(kN)を縦軸にして表示した概略を示す図であり、図5において、「細線表示」グラフは、前記「トルク値(N・m)」、「太線表示」グラフは、前記「軸力値(kN)」、「TS」は、前記目標締付トルク、「FS」は、前記軸力であり、その余の「TF(雌ねじ破壊トルク)」、「TP(着座点)」は、図3に表示のものと同じものである。また、図5の左上に示される「TS= 」及び「FS=」で示される数字は、前記公差付き目標締付トルク及び前記公差付き軸力(FS)表示であり、上記(3)で求めた公差付き目標締付トルク値(TS)について、その中央値が公差付きで表示される。   FIG. 5 is the same as FIG. 3 and FIG. 4, and uses the method for determining the fastening axial force of the tapping screw according to the first embodiment and its display device, and the rotational speed 400 of the rotary drive motor 2 during screw fastening is shown. Rotation / min, When using a tapping screw with an outer diameter of 2.9 mm (nominal diameter of 3 mm), a head outer diameter of 6.7 mm, a neck length of 11.44 mm, a pitch of 1.14, and trivalent chromate plating As for the torque value data from the torque sensor 3 and the axial force value data from the washer-type pressure sensor 10, the torque value data (N · m) is plotted on the horizontal axis and the axial force value data (kN) is plotted on the horizontal axis. FIG. 5 is a diagram showing an outline displayed on the vertical axis, in FIG. 5, the “thin line display” graph indicates the “torque value (N · m)”, and the “thick line display” graph indicates the “axial force value (kN)”. ”,“ TS ”are the target tightening torque, and“ FS ”is The axial force, and the remaining “TF (female thread breaking torque)” and “TP (sitting point)” are the same as those shown in FIG. Further, the numbers indicated by “TS =” and “FS =” shown in the upper left of FIG. 5 are the target tightening torque with tolerance and the axial force (FS) with tolerance, which are obtained in the above (3). For the target tightening torque value (TS) with tolerance, the median value is displayed with tolerance.

また、図5において、ハッチング部分は、図4のハッチングで示した公差付き目標締付トルク(TS)のグラフ表示であり、前述するように、この範囲内での締付トルク(TS)とすれば、上記の例のタッピンねじにおいては、締付トルクが足りない着座不良やトルクを掛け過ぎのねじバカを避けることができることとなる。   Further, in FIG. 5, the hatched portion is a graph display of the target tightening torque (TS) with tolerance shown by the hatching in FIG. 4. As described above, the hatching portion is the tightening torque (TS) within this range. For example, in the case of the tapping screw of the above example, it is possible to avoid a poor seating due to insufficient tightening torque and an excessively applied screw flapping.

次に、公差付き軸力(FS)についても、中心値の公差範囲を表示する。すなわち、ねじ締めに際する前記回転駆動モータ2の回転数400回転/毎分、外径2.9mm(呼び径3mm)、頭部外径6.7mm、首下長さ11.44mm、ピッチ1.14、3価クロメートメッキの仕様のタッピンねじを使用する場合の公差付き軸力(FS)=0.60±0.47kNについて、中心値(=0.60)とともに公差(=±0.47)の範囲を図5の表示に重ねて表示する。   Next, the tolerance range of the center value is also displayed for the axial force with tolerance (FS). That is, the rotational speed of the rotary drive motor 2 at the time of screw tightening is 400 rotations / minute, the outer diameter is 2.9 mm (nominal diameter is 3 mm), the head outer diameter is 6.7 mm, the neck length is 11.44 mm, and the pitch is 1. .14 For tolerance of axial force (FS) = 0.60 ± 0.47 kN when using tapping screws with trivalent chromate plating specifications, tolerance (= ± 0.47) with center value (= 0.60) ) Is displayed overlapping the display of FIG.

図6は、本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置において、ねじ締めに際する前記回転駆動モータ2の回転数400回転/毎分、外径2.9mm(呼び径3mm)、頭部外径6.7mm、首下長さ11.44mm、ピッチ1.14、3価クロメートメッキの仕様のタッピンねじを使用する場合の例の前記トルクセンサ3からのトルク値データ及び前記ワッシャ型圧力センサ10からの軸力値データについて、前記トルク値データ(N・m)を横軸に、前記軸力値データ(kN)を縦軸にし、かつ、前記公差付き目標締付トルク(TS)をタッチングで示した概略図上に前記公差付き軸力(FS)の範囲を重ねてクロス状に表示した,いわば、トルク・軸力図である。   FIG. 6 shows a method for determining the fastening axial force of a tapping screw according to the first embodiment and its display device, wherein the rotational drive motor 2 has a rotational speed of 400 revolutions / minute and an outer diameter of 2.9 mm during screw fastening. (Nominal diameter 3 mm), head outer diameter 6.7 mm, neck length 11.44 mm, pitch 1.14, torque from the torque sensor 3 in the case of using a trivalent chromate plating specification Value data and axial force value data from the washer-type pressure sensor 10, the torque value data (N · m) is on the horizontal axis, the axial force value data (kN) is on the vertical axis, and the tolerance target It is a so-called torque / axial force diagram in which the range of the axial force with tolerance (FS) is superimposed on the schematic diagram showing the tightening torque (TS) by touching and displayed in a cross shape.

図6におけるハッチング部分は、上記の例で導かれる目標締付トルク(TS)のトルク範囲に相当する軸力(FS)が、公差付き目標締付トルク(TS)と同様に±公差付きで表示されたものであり、このように表示することにより、公差付き目標締付トルク(TS)と公差付き軸力(FS)の範囲が重なった、いわゆる4角の枠で囲まれた部分は、一定の仕様を有するタッピンねじについて、そこで使用される被締結材の材質や下穴形状等から定まる最適なトルク及び軸力の両方を同時に決定することができ、かつ、それを視覚的に瞬時に確認できることを意味する。   In the hatched portion in FIG. 6, the axial force (FS) corresponding to the torque range of the target tightening torque (TS) derived in the above example is displayed with ± tolerance as with the target tightening torque (TS) with tolerance. By displaying in this way, the portion surrounded by a so-called square frame where the range of the target tightening torque with tolerance (TS) and the axial force with tolerance (FS) overlap is constant. It is possible to determine both the optimum torque and axial force determined from the material of the material to be fastened and the shape of the pilot hole at the same time for the tapping screw having the specifications of, and confirm it instantly visually. Means you can.

ところで、上述してきた本実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置において、公差付き軸力(FS)を求めるには、上述してきたように、本実施例2に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置においてもタッピンねじの軸力(FS)を着座点前にもトルク(TTP)がかかっているという新たな知見について、従来から知られている軸力(FS)とねじ締付トルク(T)の関係式である(T=uk×dF)に適用し、着座点トルク値(TTP)を引いた(TS−TTP)値を基準としたFS=(TS−TTP)/ukから公差付き軸力(FS)を求める(ここに、TSは、ねじの締付トルク、ukは、実証個別トルク係数、FSは、軸力(kN)、TPPは、着座点トルク値であり、実証個別トルク係数(uk)とは、タッピンねじの実際の締付条件と同一条件で測定した時のトルク係数をいう。)(当初明細書段落番号0046参照)。   By the way, in the method for determining the fastening axial force of the tapping screw according to the first embodiment and the display device thereof according to the first embodiment described above, in order to obtain the axial force with tolerance (FS), as described above, the second embodiment is used. The new knowledge that the torque (TTP) is applied to the axial force (FS) of the tapping screw also before the seating point in the method for determining the fastening axial force of the tapping screw and the display device has been known. This is applied to (T = uk × dF), which is a relational expression between the axial force (FS) and the screw tightening torque (T), and the (TS−TTP) value obtained by subtracting the seating point torque value (TTP) is used as a reference. FS = (TS−TTP) / uk is used to determine the axial force (FS) with tolerance (where TS is the tightening torque of the screw, uk is the demonstrative individual torque coefficient, FS is the axial force (kN), TPP) Is the seating point torque value. The click coefficients (uk), refers to the torque coefficient when measured in actual conditions the same conditions tightening tapping screws.) (See original document paragraph Nos. 0046).

すなわち、ここで求める実証個別トルク係数(uk)は、トルク−軸力線図を1次曲線とみなして下記計算式より算出している。これを図5,図6の表示に基づいて説明すれば、図5、図6に示されるように、実証個別トルク係数(uk)は、「TP」,すなわち、着座点(タッピンねじの頭部底面が被締結材上面に達した地点)と、「TF」、すなわち、雌ねじ破壊トルク(タッピンねじが雌ねじ破壊を起こしてしまうトルク)を結んだ直線の傾きを実証個別トルク係数(uk)とみなして。これを前提として、算出・表示していた。   That is, the demonstrative individual torque coefficient (uk) obtained here is calculated from the following calculation formula by regarding the torque-axial force diagram as a primary curve. This will be described based on the display of FIGS. 5 and 6. As shown in FIGS. 5 and 6, the demonstration individual torque coefficient (uk) is “TP”, that is, the seating point (the head of the tapping screw). The slope of the straight line connecting the bottom surface (the point where the bottom surface has reached the top surface of the material to be fastened) and “TF”, that is, the internal thread breaking torque (torque that causes the tapping screw to cause the internal thread breaking), is regarded as the demonstration individual torque coefficient (uk). T Based on this assumption, calculation and display were performed.

ところが、図5及び図6に示されるように、トルク−軸力線(図5、図6における太線表示)は、必ずしも直線ではなく、タッピンねじの雌ねじ破壊トルク(TF)に近づくに従って上側に若干の弓なりの曲線を呈している。このため、前記軸力(FS)の±公差についても正確性に欠け、実証個別トルク係数(uk)は正しくないという問題があることが分かった。   However, as shown in FIGS. 5 and 6, the torque-axial force line (shown in bold lines in FIGS. 5 and 6) is not necessarily a straight line, and slightly increases upward as it approaches the internal thread breaking torque (TF) of the tapping screw. It has a bow-like curve. For this reason, it has been found that the ± tolerance of the axial force (FS) is also inaccurate, and there is a problem that the verification individual torque coefficient (uk) is not correct.

すなわち、図5,図6に示すように、「TP」、すわち、着座点(タッピンねじの頭部底面が被締結材上面に達した地点)と、「TF」、すなわち、雌ねじ破壊トルク(タッピンねじが雌ねじ破壊を起こしてしまうトルク)を結んだ直線の傾きは、タッピンねじについて計算上求められる実証個別トルク係数(uk)とは、若干異なり、正確性に欠けるものであった。   That is, as shown in FIGS. 5 and 6, “TP”, that is, a seating point (a point where the bottom surface of the head of the tapping screw reaches the upper surface of the material to be fastened) and “TF”, that is, a female screw breaking torque ( The inclination of the straight line connecting the torque that causes the tapping screw to break the female screw was slightly different from the demonstrative individual torque coefficient (uk) required for the tapping screw, and lacked accuracy.

そこで、これを解決するために種々検討するうちに、図5、図6に示されるトルク-軸力線について、目標締付トルク(TS)の最小値(TSmin)及び目標締付トルク(TS)の最大値(TSmax)間では、前記トルク−軸力曲線(図5、図6上実太線で示す)は、ほぼ直線的に推移し、その傾きは、計算で求められる実証個別トルク係数(uk)とほぼ一致することを知り得た。   Therefore, while various studies are made to solve this problem, the minimum value (TSmin) of the target tightening torque (TS) and the target tightening torque (TS) for the torque-axial force line shown in FIGS. The torque-axial force curve (shown by a solid bold line in FIGS. 5 and 6) changes substantially linearly between the maximum values (TSmax), and the slope of the torque-axial force curve (uk) )

そこで、実施例2として、上述してきた実施例1に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置において、図5、図6に示される前記トルク−軸力曲線がほぼ直線的である部分(目標締付トルク(TS)の最小値(TSmin)及び目標締付トルク(TS)の最大値(TSmax)間)について、その間におけるそれぞれ軸力最小値(FSmin)及び軸力最大値(FSmax)から実証個別トルク係数(uk)を求めることとした。   Therefore, as a second embodiment, in the method for determining the tightening axial force of the tapping screw according to the first embodiment and the display device thereof according to the first embodiment, the torque-axial force curves shown in FIGS. 5 and 6 are substantially linear. For a certain part (between the minimum value (TSmin) of the target tightening torque (TS) and the maximum value (TSmax) of the target tightening torque (TS)), the axial force minimum value (FSmin) and the axial force maximum value ( The proof individual torque coefficient (uk) was determined from FSmax).

なお、既に詳述してきたように、目標締付トルク(TS)の最大値(TSmax)及び目標締付トルク(TS)の最小値(TSmin)は、以下のように求めてきた。
目標締付トルク(TS)の最大値(TSmax)=TFの平均値−4×TFの標準偏差
目標締付トルク(TS)の最小値(TSmin)=TDの平均値+4×TDの標準偏差
ここで、TF、TDは、上述してきたように、雌ねじ破壊トルク(TF:タッピンねじが雌ねじ破壊を起こしてしまうトルク値)、ねじ込みトルク(TD:タッピンねじの頭部底面が被締結材上面に達するに要するトルク値)であり、それぞれその平均値は、複数回のデータ取得の相加平均の値(場合によっては相乗平均の値)をいい、標準偏差は、バラツキを有するそれぞれの測定データとその平均値との差の2乗の値の総和をデータ数で除した分散値の平方である。それぞれ4倍の標準偏差を引いたり、足したりするのは、上述してきたように、統計的手法で必要とされる3倍に対し、求められる数値の安全を考慮するためである。
As already described in detail, the maximum value (TSmax) of the target tightening torque (TS) and the minimum value (TSmin) of the target tightening torque (TS) have been obtained as follows.
Target tightening torque (TS) maximum value (TSmax) = TF average value−4 × TF standard deviation Target tightening torque (TS) minimum value (TSmin) = TD average value + 4 × TD standard deviation here Thus, as described above, TF and TD are the internal thread breaking torque (TF: torque value that causes the tapping screw to cause the internal thread breaking) and the screwing torque (TD: the bottom face of the tapping screw head reaches the upper surface of the material to be fastened. The average value is the arithmetic average value of multiple data acquisitions (in some cases, the geometric mean value), and the standard deviation is the measured data with variations and its It is the square of the variance value obtained by dividing the sum of the squares of the difference from the average value by the number of data. The reason for subtracting or adding four times the standard deviation is to consider the safety of the required numerical value for the three times required in the statistical method, as described above.

なお、それぞれの標準偏差は、上述するように、このバラツキのあるそれぞれの数値を考慮して求めなければならず、標準偏差を求めるには、偏差の中央値が求められなければならず、一定の範囲のある値の中央値は、その最大値と最小値の和の半分(1/2)であり、バラツキ範囲のある雌ねじ破壊トルク(TF)の中央値は、最大値である雌ねじ破壊トルク(TF)のめねじ破壊トルク最大値(TFmax)と最小値である雌ねじ破壊トルク最小値(TFmin)の和の半分(1/2)で求めることができ、バラツキ範囲のあるねじ込みトルク(TD)の中央値は、最大値であるねじ込みトルク最大値(TDmax)と最小値であるねじ込みトルク最小値(TDmin)の和の半分(1/2)で求めた。   As described above, each standard deviation must be determined in consideration of each numerical value with this variation. To obtain the standard deviation, the median value of the deviations must be determined and fixed. The median of a certain value in the range is half (1/2) of the sum of the maximum value and the minimum value, and the median value of the female screw breaking torque (TF) having a variation range is the female screw breaking torque that is the maximum value. The screw screw torque (TD) having a variation range can be obtained by half (1/2) of the sum of the female screw break torque maximum value (TFmax) of (TF) and the minimum value of female screw break torque (TFmin) which is the minimum value. The median value was determined by half (1/2) of the sum of the maximum screw torque (TDmax), which is the maximum value, and the minimum screw torque minimum value (TDmin), which is the minimum value.

・雌ねじ破壊トルク中央値(TFmed)=(めねじ破壊トルク最大値(TFmax)+雌ねじ破壊トルク最小値(TFmin))÷2
・ねじ込みトルク中央値(TDmed)=(ねじ込みトルク最大値(TDmax)+ねじ込みトルク最小値(TDmin))÷2
Median female screw breaking torque (TFmed) = (Maximum female screw breaking torque (TFmax) + Minimum female screw breaking torque (TFmin)) / 2
・ Screw torque median value (TDmed) = (Maximum screw torque (TDmax) + Minimum screw torque (TDmin)) / 2

ここで、めねじ破壊トルク最大値(TFmax)及び最小値である雌ねじ破壊トルク最小値(TFmin)とは、いずれの複数回の測定値のうちの最大値及び最小値であり、また、ねじ込みトルク最大値(TDmax)及びねじ込みトルク最小値(TDmin)も同様に、複数回の測定値のうちの最大値及び最小値である。その上で、これらの中央値と、前記それぞれのデータの平均値の差を求め、それをそれぞれの標準偏差として、(1)TFの平均値=TFの各データの相加平均値(又は相乗平均値)、(2)TFの標準偏差=TFの平均値−TFの中央値、(3)TDの平均値=TDの各データの相加平均値(又は相乗平均値)、(4)TDの標準偏差=TDの平均値−TDの中央値を求め、さらに、これらのTFの平均値、TFの標準偏差、TDの平均値、TDの標準偏差から、上記TSmax及びTSminを求め、TSmax=TFの平均値−4×TFの標準偏差、TSmin=TDの平均値+4×TDの標準偏差を求め、その上で±公差付き軸力(FS)及び実証個別トルク係数(uk)を求め、グラフ表示すると共に、数式表示をするようにしてきた。   Here, the female screw breaking torque maximum value (TFmax) and the female screw breaking torque minimum value (TFmin), which are the minimum values, are the maximum value and the minimum value of any of a plurality of measured values, and the screwing torque. Similarly, the maximum value (TDmax) and the minimum screwing torque value (TDmin) are also the maximum value and the minimum value among the measurement values obtained a plurality of times. Then, a difference between these median values and the average values of the respective data is obtained, and the difference is used as the respective standard deviations. (1) TF average value = arithmetic average value of each data of TF (or synergistic value) (Average value), (2) standard deviation of TF = average value of TF−median value of TF, (3) average value of TD = arithmetic average value (or geometric average value) of each data of TD, (4) TD Standard deviation of TD = average value of TD−median value of TD is obtained, and further, the above TSmax and TSmin are obtained from the average value of TF, the standard deviation of TF, the average value of TD, and the standard deviation of TD, and TSmax = TF average value-4 x TF standard deviation, TSmin = TD average value + 4 x TD standard deviation, ± axial tolerance with tolerance (FS) and proof individual torque coefficient (uk) In addition to displaying, mathematical expressions have been displayed.

ところが、上述するように、本実施例2に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置においては、前記目標締付トルク最大値(TSmax)及び目標締付トルク(TSmin)や、TSmax時(ms)における軸力最大値(FSmax)、同TSmin時(ms)における軸力最小値(FSmin)は、複数回の取込データから直接求めることができるので、TSmax及びTSmin、FSmax、FSminからトルク係数(uk)と締付トルク(TS)及び軸力(FS)との関係式uk=TS/FSから、実証個別トルク係数(uk)を以下の式から直接に求めるようにしたものである。
uk=(TSmax-TSmin)/(FSmax-FSmin)
ここに、TSmaxは、目標締付トルク(TS)の最大値、TSminは、目標締付トルク(TS)の最小値であり、FSmaxは、前述したTSmax時(ms)における軸力最大値、FSminは、同TSmin時(ms)における軸力最小値であり、複数回の測定データから直接求めることができるものである。
However, as described above, in the method for determining the tightening axial force of the tapping screw and the display device thereof according to the second embodiment, the target tightening torque maximum value (TSmax), the target tightening torque (TSmin), Since the axial force maximum value (FSmax) at TSmax (ms) and the axial force minimum value (FSmin) at TSmin (ms) can be directly obtained from a plurality of acquisition data, TSmax, TSmin, FSmax, From FSmin, the verification individual torque coefficient (uk) is obtained directly from the following expression from the relational expression uk = TS / FS of torque coefficient (uk), tightening torque (TS) and axial force (FS). It is.
uk = (TSmax−TSmin) / (FSmax−FSmin)
Here, TSmax is the maximum value of the target tightening torque (TS), TSmin is the minimum value of the target tightening torque (TS), FSmax is the maximum axial force value at the time of TSmax (ms), and FSmin. Is the minimum axial force at the time of TSmin (ms) and can be directly obtained from a plurality of measurement data.

このようにして求めた実証個別トルク係数(uk)に基づいて、本実施例2に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置においては、目標締め付けトルク(TS)の中央値及び軸力の中央値と共に±公差付きで求め、さらに、±公差付きで数式表示するようにした。   Based on the verification individual torque coefficient (uk) obtained in this way, in the method for determining the tightening axial force of the tapping screw according to the second embodiment and its display device, the median value of the target tightening torque (TS) and It was calculated with ± tolerance along with the median of axial force, and further, it was displayed numerically with ± tolerance.

このことを、図を用いて説明する。
図9は、本実施例2に係るタッピンねじの締付軸力の決定方法及びその表示装置を用いて、トルク値データ(N・m)を横軸に、軸力値データ(kN)を縦軸にして表示したトルク・軸力図であり、前記図5、図6に相当する図であり、図5、図6と異なるのは、図5,図6では、計算により実証個別トルク係数(uk)を求めているのに対し、同トルク・軸力図のうち、直線部分(それは、目標締付トルク最小値値と目標締付トルク最大値の間が直線的であることを発見した新たな知見による)に着目し、目標締付トルク最小値(TSmin)と目標締付トルク最大値(TSmax)及び同TSmin時(ms)における軸力最小値(FSmin)とTSmax時(ms)における軸力最大値(FSmax)から目標締付トルク範囲及び軸力範囲を求め、これをハッチング表示すると共に±公差付きの目標締付トルク及び軸力を数式表示したものである。
This will be described with reference to the drawings.
FIG. 9 shows how to determine the axial force value (kN) on the horizontal axis and the axial force value data (kN) on the horizontal axis using the method for determining the fastening axial force of the tapping screw according to the second embodiment and its display device. FIG. 5 is a torque / axial force diagram displayed as an axis, and is a diagram corresponding to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 and FIG. 6 are different from FIGS. 5 and 6 in FIG. 5 and FIG. uk), but in the same torque and axial force diagram, a straight line part (that is, a new line between the target tightening torque minimum value and the target tightening torque maximum value is found to be linear) The target tightening torque minimum value (TSmin), the target tightening torque maximum value (TSmax), and the axial force minimum value (FSmin) at the time of TSmin (ms) and the shaft at the time of TSmax (ms). From the maximum force value (FSmax) to the target tightening torque range and shaft Determined range, and setting equation the target tightening torque and axial force with ± tolerances with which the hatched.

図5,図6と若干数値が異なるのは、図5,図6では、データ採取が若干少なかった等の違いはあるが基本的には同じものである。
図9に示すように、前記実証個別トルク係数(uk)は、実測データによる目標締付トルク最小値(TSmin)と目標締付トルク最大値(TSmax)及び同TSmin時(ms)における軸力最小値(FSmin)とTSmax時(ms)における軸力最大値(FSmax)から直接求めることができる正確な実証個別トルク係数(uk)に基づいて適切な目標締付トルク範囲(TS)及びそのトルク範囲に相当する軸力(FS)範囲をハッチング表示できるので、範囲が重なった、いわゆる4角の枠で囲まれた部分は、一定の仕様を有するタッピンねじについて、そこで使用される被締結材の材質や下穴形状等から定まる最適なトルク及び軸力の両方を同時に決定することができ、かつ、それを視覚的に瞬時に確認できる。
さらに、それらの目標締付トルク(TS)及び軸力(FS)範囲を±公差付きで数式表示することができるので、正しい実証個別トルク係数(uk)に基づく正確な表示とすることができる。
5 and FIG. 6 are basically the same as FIG. 5 and FIG. 6, although there are differences in FIG. 5 and FIG.
As shown in FIG. 9, the demonstration individual torque coefficient (uk) includes the target tightening torque minimum value (TSmin), the target tightening torque maximum value (TSmax) and the minimum axial force at the time of TSmin (ms) based on actually measured data. An appropriate target tightening torque range (TS) and its torque range based on an accurate demonstration individual torque coefficient (uk) that can be directly obtained from the value (FSmin) and the maximum axial force value (FSmax) at the time of TSmax (ms) The axial force (FS) range corresponding to is indicated by hatching, so the overlapping area, the so-called quadrangular framed portion, is the material of the material to be fastened used for the tapping screw having a certain specification. It is possible to simultaneously determine both the optimum torque and axial force determined from the shape of the pilot hole and the shape of the prepared hole, and to visually confirm it.
Further, since the target tightening torque (TS) and the axial force (FS) range can be numerically displayed with ± tolerance, accurate display based on the correct demonstration individual torque coefficient (uk) can be achieved.

本発明は、タッピンねじの締付軸力の解析に利用される。   The present invention is used for analyzing the tightening axial force of a tapping screw.

1 トルクアナライザー
2 回転駆動モータ
3 回転トルクセンサ
4 ハンドル
5 ビットホルダ
6 ねじビット
7 コンピュータ
8 タッピンねじ
9 締結部材
10 ワッシャ型圧力センサ
11 被締結部材
12 支持冶具
101 軸力測定センサ
102 円筒部材
102a 突出部
103 (上側の)フランジ
104 (下側の)フランジ
105 押圧子
106 荷重センサ
107 リード線
111 雌ねじ部材
111a 雌ねじ孔
112 雄ねじ部材
112a 軸部
112b 頭部
201 ボルト軸力測定機
202 締付けボルト
221 ボルトの頭部
222 締付けナット
203 センターホール型荷重計
204 ラチエットレンチなど
241 ラチエットレンチヘッド
205 トルクレンチ若しくはジャイロレンチ
251 トルクレンチ若しくはジャイロレンチの交換ヘッド
252 ソケット
206 センサインタフェース
261、262 接続端子
207 荷重計の芯体部
273 貫通穴
281、282、283 ひずみゲージ
208a、208b、208c、208d ゲージリード線
209 保護ケース
215 パソコン
A、B 被締結体
TD ねじ込みトルク(タッピンねじの頭部底面が被締結材上面に達するに要するトルク)
TF 雌ねじ破壊トルク(タッピンねじが雌ねじ破壊を起こしてしまうトルク)
TP 着座点(タッピンねじの頭部底面が被締結材上面に達した地点)
FF 締付破壊軸力
TS 目標締付トルク
μ 摩擦係数
μn 座面摩擦係数
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Torque analyzer 2 Rotation drive motor 3 Rotation torque sensor 4 Handle 5 Bit holder 6 Screw bit 7 Computer 8 Tapping screw 9 Fastening member 10 Washer type pressure sensor 11 Fastened member 12 Support jig 101 Axial force measurement sensor 102 Cylindrical member 102a Protrusion part 103 (Upper) Flange 104 (Lower) Flange 105 Presser 106 Load Sensor 107 Lead Wire 111 Female Thread Member 111a Female Thread Hole 112 Male Thread Member 112a Shaft 112b Head 201 Bolt Axial Force Measuring Machine 202 Tightening Bolt 221 Bolt Head Part 222 Tightening nut 203 Center hole type load cell 204 Latchet wrench, etc. 241 Latchet wrench head 205 Torque wrench or gyro wrench 251 Torque wrench or gyro wrench replacement head 252 Socket 206 Sensor interface 261, 262 Connection terminal 207 Load gauge core 273 Through hole 281, 282, 283 Strain gauge 208a, 208b, 208c, 208d Gauge lead 209 Protective case 215 PC A, B Fastened body TD Screwed Torque (Torque required for the bottom surface of the tapping screw to reach the top surface of the material to be fastened)
TF Internal thread breaking torque (Torpin screw causing internal thread breaking)
TP seating point (point where the bottom of the head of the tapping screw reaches the top surface of the material to be fastened)
FF Tightening fracture axial force TS Target tightening torque μ Friction coefficient μn Bearing surface friction coefficient

上記の課題を解決するために、本願請求項1に係る発明は、タッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、少なくともねじビット、回転トルクセンサ及びコンピュータを備えたトルクアナライザーに、被測定タッピンねじで締結する上下に配置する締結部材と被締結部材の間に圧力センサを配置し、前記ねじビットに係合させたタッピンねじを締結部材の上から挿入して締付け開始し、雌ねじ破壊までの間の前記回転トルクセンサからのデータ及び前記圧力センサからのデータに基づき、タッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力を決定することを特徴とする。
また、本願請求項2に係る発明は、前記請求項1に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、前記圧力センサは、前記被測定タッピンねじが挿通する穴が開口したワッシャ型圧力センサであることを特徴とする。
さらに、本願請求項3に係る発明は、前記前記請求項1に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、前記タッピンねじの目標締付トルクの決定は、当該タッピンねじの着座から雌ねじ破壊までの締付トルク及びねじ込みトルク並びに雌ねじ破壊トルクを複数回の測定で求め、当該複数回の測定で求められたねじ込みトルク及び雌ねじ破壊トルクの各平均値を求め、前記複数回測定から求められるねじ込みトルクの前記平均値と当該ねじ込みトルク平均値の4倍の標準偏差の和を目標締付トルクの最小値とし、及び前記複数回測定から求められる雌ねじ破壊トルクの平均値と当該雌ねじ破壊トルク平均値の4倍の標準偏差の差を目標締付トルクの最大値とし、当該目標締付トルク最大値と目標締付トルク最小値の和の半分(1/2)の値を当該タッピンねじの目標締付トルクの中央値とし、さらに、前記最大値と前記最小値の差の半分を当該タッピンねじの目標締付トルクの±公差としたことを特徴とする。
そして、本願請求項4に係る発明は、前記請求項3に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、前記タッピンねじの±公差付き目標締付トルクが、前記コンピュータのモニタ画面に数式表示及び/又は帯状の範囲表示されることを特徴とする。
また、本願請求項5に係る発明は、前記請求項3に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、ねじについての軸力(FS)とねじ締付トルク(T)の関係式であるFS=(T−TTP)/uk(Tは、ねじの締付トルク、ukは、実証個別トルク係数、FSは、軸力(kN)、TPPは、着座点トルク値)に基づき、前記±公差付きの目標締付トルクから±公差付き軸力を決定することを特徴とする。
そして、本願請求項6に係る発明は、前記請求項5に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、前記タッピンねじの±公差付き軸力が、前記コンピュータのモニタ画面に公差表示及び/又は帯状の範囲表示されることを特徴とする。
さらに、本願請求項7に係る発明は、前記請求項6に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、前記回転トルクセンサからのトルク値データを横軸に、前記圧力センサからの軸力値データを縦軸にして、前記コンピュータのモニタ画面に帯状の範囲表示されることを特徴とする。
また、本願請求項8に係る発明は、前記請求項7に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、前記コンピュータのモニタ画面に数式表示及び/又は帯状の範囲表示される前記タッピンねじの±公差付き目標締付トルク及び前記タッピンねじの±公差付き軸力が同時にクロス状に表示されることを特徴とする。
次に、本願請求項9に係る発明は、タッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の表示装置において、少なくともねじビット、回転トルクセンサ及びコンピュータを備えたトルクアナライザー及び被測定タッピンねじで締結する締結部材と被締結材の間に配置される圧力センサからなり、前記ねじビットに係合させたタッピンねじを締結部材の上から挿入して締付け開始し、被締結部材の雌ねじ破壊までの間の前記回転トルクセンサからのデータ及び前記圧力センサからのデータを前記コンピュータに取り込み表示することを特徴とする。
そして、本願請求項10に係る発明は、タッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の表示装置において、前記請求項1ないし8のいずれかに記載の決定方法により、タッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力を表示することを特徴とする。
また、本願請求項11に係る発明は、前記請求項1に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、前記タッピンねじの目標締付トルクの決定は、当該タッピンねじの着座から雌ねじ破壊までの締付トルク及びねじ込みトルク並びに雌ねじ破壊トルクを複数回の測定で求め、求められた雌ねじ破壊トルクまでの間の前記締付トルクの最大値及び最小値、並びに前記締付トルク最大値時における軸力最大値及び前記締付トルク最小値時における軸力最小値から次式で求められる実証個別トルク係数に基づき締付トルク範囲及びそれに相当する軸力範囲を当該タッピンねじの目標締付トルクの±公差としたことを特徴とする。
uk=(TSmax-TSmin)/(FSmax-FSmin)(ukは実証個別トルク係数、TSmaxは、目標締付トルク(TS)の最大値、TSminは、目標締付トルク(TS)の最小値、FSmaxは、TSmax時(ms)における軸力最大値、FSminは、同TSmin時(ms)における軸力最小値)
そして、本願請求項12に係る発明は、前記請求項11に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、締付トルク範囲が当該タッピンねじの目標締付トルクの±公差として決定され、前記コンピュータのモニタ画面に数式表示及び/又は帯状の範囲表示されることを特徴とする。
また、本願請求項13に係る発明は、前記請求項11に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、前記回転トルクセンサからのトルク値データを横軸に、前記圧力センサからの軸力値データを縦軸にして、前記コンピュータのモニタ画面に前記タッピンねじの±公差付き軸力が帯状の範囲表示されることを特徴とする。
さらに、本願請求項14に係る発明は、前記請求項13に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、前記コンピュータのモニタ画面に数式表示及び/又は帯状の範囲表示される前記タッピンねじの±公差付き目標締付トルク及び前記タッピンねじの±公差付き軸力が同時にクロス状に表示されることを特徴とする。
そして、本願請求項15に係る発明は、前記請求項11ないし14のいずれかに記載の決定方法により、タッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力を表示することを特徴とするタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の表示装置。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 of the present application is a method for determining a target tightening torque of a tapping screw and / or a tightening axial force of a tapping screw, wherein at least a screw bit, a rotational torque sensor, and a computer are provided. A pressure sensor is placed between the fastening member to be fastened with the tapping screw to be measured and the fastening member, and the tapping screw engaged with the screw bit is inserted from above the fastening member. The target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw is determined based on the data from the rotational torque sensor and the data from the pressure sensor from the start of tightening until the female screw breaks. Features.
The invention according to claim 2 of the present application is the method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 1, wherein the pressure sensor is the tapping screw to be measured. It is a washer-type pressure sensor having a hole through which is inserted.
Further, the invention according to claim 3 of the present application is the method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to the first aspect of the invention, wherein the target tightening torque of the tapping screw is determined. Determine the tightening torque and screwing torque from the seating of the tapping screw to the female screw breakage and the female screw breaking torque by multiple measurements, and average values of the screwing torque and female screw breaking torque obtained by the multiple measurements. And the sum of the average value of the screwing torque obtained from the multiple times measurement and the standard deviation of four times the average value of the screwing torque is set as the minimum value of the target tightening torque, and the internal thread breakage obtained from the multiple times measurement The difference between the average value of the torque and the standard deviation of 4 times the average value of the female screw breaking torque is taken as the maximum value of the target tightening torque. The half of the sum of the minimum tightening torque values (1/2) is the median value of the target tightening torque of the tapping screw, and half the difference between the maximum value and the minimum value is the target tightening torque of the tapping screw. It is characterized by a tolerance of ± attached torque.
The invention according to claim 4 of the present invention is the method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 3, wherein the target tightening of the tapping screw with ± tolerance is performed. Torque is displayed as a mathematical expression and / or a band-shaped range on the monitor screen of the computer.
The invention according to claim 5 of the present application is the method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 3, wherein the axial force (FS) of the screw and the screw are determined. FS = (T−TTP) / uk (T is the tightening torque of the screw, uk is the demonstration individual torque coefficient, FS is the axial force (kN), and TPP is the relational expression of the tightening torque (T). On the basis of the seating point torque value), an axial force with ± tolerance is determined from the target tightening torque with ± tolerance.
Further, in the invention according to claim 6 of the present invention, in the method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 5, the ± tensioning axial force of the tapping screw is Further, a tolerance display and / or a band-shaped range is displayed on the monitor screen of the computer.
Furthermore, the invention according to claim 7 of the present application is the method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 6, wherein the torque value data from the rotational torque sensor is obtained. The horizontal axis indicates the axial force value data from the pressure sensor and the vertical axis indicates a band-shaped range on the monitor screen of the computer.
Further, the invention according to claim 8 of the present application is the method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 7, wherein the mathematical expression is displayed on the monitor screen of the computer and / or Alternatively, the target tightening torque with ± tolerance of the tapping screw and the axial force with tolerance of the tapping screw displayed in a band-like range are displayed in a cross shape at the same time.
Next, an invention according to claim 9 of the present application is a display device for a target tightening torque of a tapping screw and / or a tightening axial force of a tapping screw, and a torque analyzer including at least a screw bit, a rotational torque sensor, and a computer, It consists of a pressure sensor arranged between the fastening member to be fastened with the measuring tapping screw and the material to be fastened. The tapping screw engaged with the screw bit is inserted from above the fastening member to start tightening. The data from the rotational torque sensor and the data from the pressure sensor until the female screw breaks are captured and displayed on the computer.
The invention according to claim 10 of the present application is the display device for the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw. The target tightening torque of the screw and / or the tightening axial force of the tapping screw is displayed.
The invention according to claim 11 of the present application is the method of determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 1, wherein the target tightening torque of the tapping screw is determined. Is determined by multiple measurements of the tightening torque, screwing torque and female screw breaking torque from the seating of the tapping screw to the female screw breaking, and the maximum and minimum values of the tightening torque up to the obtained female screw breaking torque. The tightening torque range and the corresponding axial force range based on the demonstrative individual torque coefficient obtained from the following formula from the maximum axial force value at the maximum tightening torque value and the minimum axial force value at the minimum tightening torque value: Is a tolerance of the target tightening torque of the tapping screw.
uk = (TSmax−TSmin) / (FSmax−FSmin) (uk is the demonstration individual torque coefficient, TSmax is the maximum value of the target tightening torque (TS), TSmin is the minimum value of the target tightening torque (TS), FSmax Is the maximum axial force at TSmax (ms), FSmin is the minimum axial force at TSmin (ms))
The invention according to claim 12 of the present application is the method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 11, wherein the tightening torque range is the target of the tapping screw. It is determined as a tolerance of the tightening torque, and a mathematical expression and / or a band-shaped range is displayed on the monitor screen of the computer.
The invention according to claim 13 of the present application is the method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 11, wherein the torque value data from the rotational torque sensor is obtained. The axial force value data from the pressure sensor is plotted on the horizontal axis, and the axial force with a tolerance of the tapping screw is displayed in a band-shaped range on the monitor screen of the computer.
Furthermore, the invention according to claim 14 of the present invention is the method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 13, wherein the mathematical expression is displayed on the monitor screen of the computer and / or Alternatively, the target tightening torque with ± tolerance of the tapping screw and the axial force with tolerance of the tapping screw displayed in a band-like range are displayed in a cross shape at the same time.
The invention according to claim 15 of the present application displays the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw by the determination method according to any of claims 11 to 14. A display device for the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw.

Claims (15)

少なくともねじビット、回転トルクセンサを備えたトルクアナライザーに、被測定タッピンねじで締結する上下に配置する締結部材と被締結部材の間に圧力センサを配置し、前記ねじビットに係合させたタッピンねじを締結部材の上から挿入して締付け開始し、雌ねじ破壊までの間の前記回転トルクセンサからのデータ及び前記圧力センサからのデータに基づき、タッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力を決定することを特徴とするタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法。   A tapping screw in which a pressure sensor is arranged between a fastening member arranged at the top and bottom to be fastened with a tapping screw to be measured and a to-be-fastened member in a torque analyzer having at least a screw bit and a rotational torque sensor and engaged with the screw bit Is inserted from above the fastening member to start tightening, and based on the data from the rotational torque sensor and the data from the pressure sensor until the female screw is broken, the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening of the tapping screw is performed. A method for determining a target tightening torque for a tapping screw and / or a tightening axial force for a tapping screw, wherein the axial force is determined. 前記圧力センサは、前記被測定タッピンねじが挿通する穴が開口したワッシャ型圧力センサであることを特徴とする請求項1に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法。   The target pressure of the tapping screw and / or the tapping shaft of the tapping screw according to claim 1, wherein the pressure sensor is a washer type pressure sensor having a hole through which the measured tapping screw is inserted. How to determine power. 前記タッピンねじの目標締付トルクの決定は、当該タッピンねじの着座から雌ねじ破壊までの締付トルク及びねじ込みトルク並びに雌ねじ破壊トルクを複数回の測定で求め、当該複数回の測定で求められたねじ込みトルク及び雌ねじ破壊トルクの各平均値を求め、前記複数回測定から求められるねじ込みトルクの前記平均値と当該ねじ込みトルク平均値の4倍の標準偏差の和を目標締付トルクの最小値とし、及び前記複数回測定から求められる雌ねじ破壊トルクの平均値と当該雌ねじ破壊トルク平均値の4倍の標準偏差の差を目標締付トルクの最大値とし、当該目標締付トルク最大値と目標締付トルク最小値の和の半分(1/2)の値を当該タッピンねじの目標締付トルクの中央値とし、さらに、前記最大値と前記最小値の差の半分を当該タッピンねじの目標締付トルクの±公差としたことを特徴とする前記請求項1に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法。   The determination of the target tightening torque of the tapping screw is to determine the tightening torque and screwing torque from the seating of the tapping screw to the destruction of the female screw and the female screw breaking torque by a plurality of measurements, and the screwing obtained by the plurality of measurements. Each average value of the torque and internal thread breaking torque is obtained, and the sum of the average value of the screwing torque obtained from the plurality of measurements and the standard deviation four times the screwing torque average value is set as the minimum value of the target tightening torque, and The difference between the average value of the female screw breaking torque obtained from the multiple measurements and the standard deviation of four times the average value of the female screw breaking torque is taken as the maximum value of the target tightening torque, and the target tightening torque maximum value and the target tightening torque Half the sum of the minimum values (1/2) is the median value of the target tightening torque of the tapping screw, and half the difference between the maximum value and the minimum value is the tapping screw. The biasing target tightening torque for tapping screw according to claim 1 and / or tapping method for determining the fastening shaft force of the screw, characterized in that the ± tolerance of the target tightening torque pin thread. 前記タッピンねじの±公差付き目標締付トルクが、前記コンピュータのモニタ画面に数式表示及び/又は帯状の範囲表示されることを特徴とする請求項3に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法。   The target tightening torque of the tapping screw according to claim 3, wherein the target tightening torque with ± tolerance of the tapping screw is displayed on the monitor screen of the computer as a mathematical expression and / or a band-shaped range. Or a method for determining the tightening axial force of the tapping screw. ねじについての軸力(FS)とねじ締付トルク(T)の関係式であるFS=(T−TTP)/uk(Tは、ねじの締付トルク、ukは、実証個別トルク係数、FSは、軸力(kN)、TPPは、着座点トルク値)に基づき、前記±公差付きの目標締付トルクから±公差付き軸力を決定することを特徴とする請求項3に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法。   FS = (T−TTP) / uk (T is the screw tightening torque, uk is the demonstration individual torque coefficient, and FS is the relational expression between the axial force (FS) and the screw tightening torque (T) for the screw. The axial force with tolerance (± N) is determined based on the target tightening torque with tolerance (±) based on the axial force (kN) and TPP is a seating point torque value). A method for determining a target tightening torque and / or a fastening axial force of a tapping screw. 前記タッピンねじの±公差付き軸力が、前記コンピュータのモニタ画面に公差表示及び/又は帯状の範囲表示されることを特徴とする請求項5に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法。   6. The target tightening torque of the tapping screw and / or the tapping pin according to claim 5, wherein the axial force with a tolerance of the tapping screw is displayed on a monitor screen of the computer with a tolerance display and / or a band-shaped range. Determination method of screw tightening axial force. 前記回転トルクセンサからのトルク値データを横軸に、前記圧力センサからの軸力値データを縦軸にして、前記コンピュータのモニタ画面に帯状の範囲表示されることを特徴とする請求項6に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法。   7. The belt-shaped range is displayed on the monitor screen of the computer, with the torque value data from the rotational torque sensor on the horizontal axis and the axial force value data from the pressure sensor on the vertical axis. The method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw. 前記コンピュータのモニタ画面に数式表示及び/又は帯状の範囲表示される前記タッピンねじの±公差付き目標締付トルク及び前記タッピンねじの±公差付き軸力が同時にクロス状に表示されることを特徴とする請求項7に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法。   The target tightening torque with ± tolerance of the tapping screw and the axial force with ± tolerance of the tapping screw displayed on the monitor screen of the computer and / or in a band-like range are simultaneously displayed in a cross shape. The method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 7. 少なくともねじビット、回転トルクセンサ及びコンピュータを備えたトルクアナライザー及び被測定タッピンねじで締結する締結部材と被締結材の間に配置される圧力センサからなり、前記ねじビットに係合させたタッピンねじを締結部材の上から挿入して締付け開始し、被締結部材の雌ねじ破壊までの間の前記回転トルクセンサからのデータ及び前記圧力センサからのデータを前記コンピュータに取り込み表示することを特徴とするタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の表示装置。   A tapping screw comprising at least a screw bit, a torque analyzer including a rotational torque sensor and a computer, and a pressure sensor disposed between a fastening member to be fastened by a tapping screw to be measured and a fastened material, and being engaged with the screw bit. A tapping screw for inserting and displaying data from the rotational torque sensor and data from the pressure sensor from the time when the fastening member is inserted and started to be tightened until the female screw of the fastened member is broken. Display device for target tightening torque and / or tightening axial force of tapping screw. 前記請求項1ないし8のいずれかに記載の決定方法により、タッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力を表示することを特徴とするタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の表示装置。   The target tightening torque of the tapping screw and / or the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw are displayed by the determination method according to any one of claims 1 to 8. Or a display device of the tightening axial force of the tapping screw. 前記タッピンねじの目標締付トルクの決定は、当該タッピンねじの着座から雌ねじ破壊までの締付トルク及びねじ込みトルク並びに雌ねじ破壊トルクを複数回の測定で求め、求められた雌ねじ破壊トルクまでの間の前記締付トルクの最大値及び最小値、並びに前記締付トルク最大値時における軸力最大値及び前記締付トルク最小値時における軸力最小値から次式で求められる実証個別トルク係数に基づき締付トルク範囲及びそれに相当する軸力範囲を当該タッピンねじの目標締付トルクの±公差としたことを特徴とする前記請求項1に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法。
uk=(TSmax-TSmin)/(FSmax-FSmin)(ukは実証個別トルク係数、TSmaxは、目標締付トルク(TS)の最大値、TSminは、目標締付トルク(TS)の最小値、FSmaxは、TSmax時(ms)における軸力最大値、FSminは、同TSmin時(ms)における軸力最小値)
The target tightening torque of the tapping screw is determined by measuring the tightening torque and screwing torque from the seating of the tapping screw until the female screw breakage and the female screw breaking torque by a plurality of measurements. Based on the maximum and minimum values of the tightening torque, the maximum axial force at the maximum tightening torque value, and the minimum axial force at the minimum tightening torque value, the tightening is based on the demonstrative individual torque coefficient obtained by the following equation. 2. The target tightening torque for the tapping screw and / or the tightening of the tapping screw according to claim 1, wherein the attaching torque range and the corresponding axial force range are defined as ± tolerances of the target tightening torque of the tapping screw. A method for determining the axial force.
uk = (TSmax−TSmin) / (FSmax−FSmin) (uk is the demonstration individual torque coefficient, TSmax is the maximum value of the target tightening torque (TS), TSmin is the minimum value of the target tightening torque (TS), FSmax Is the maximum axial force at TSmax (ms), FSmin is the minimum axial force at TSmin (ms))
前記請求項11に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法において、締付トルク範囲が当該タッピンねじの目標締付トルクの±公差として決定され、前記コンピュータのモニタ画面に数式表示及び/又は帯状の範囲表示されることを特徴とする請求項11に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法。   In the method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 11, the tightening torque range is determined as ± tolerance of the target tightening torque of the tapping screw, 12. The method for determining a target tightening torque of a tapping screw and / or a tightening axial force of a tapping screw according to claim 11, wherein a mathematical expression and / or a band-shaped range are displayed on a monitor screen of a computer. 前記回転トルクセンサからのトルク値データを横軸に、前記圧力センサからの軸力値データを縦軸にして、前記コンピュータのモニタ画面に前記タッピンねじの±公差付き軸力が帯状の範囲表示されることを特徴とする請求項11に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法。   The torque value data from the rotational torque sensor is plotted on the horizontal axis and the axial force value data from the pressure sensor is plotted on the vertical axis, and the axial force with ± tolerance of the tapping screw is displayed in a band-like range on the computer monitor screen. The method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 11. 前記コンピュータのモニタ画面に数式表示及び/又は帯状の範囲表示される前記タッピンねじの±公差付き目標締付トルク及び前記タッピンねじの±公差付き軸力が同時にクロス状に表示されることを特徴とする請求項13に記載のタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の決定方法。   The target tightening torque with ± tolerance of the tapping screw and the axial force with ± tolerance of the tapping screw displayed on the monitor screen of the computer and / or in a band-like range are simultaneously displayed in a cross shape. The method for determining the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw according to claim 13. 前記請求項11ないし14のいずれかに記載の決定方法により、タッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力を表示することを特徴とするタッピンねじの目標締付トルク及び/又はタッピンねじの締付軸力の表示装置。
The target tightening torque of the tapping screw and / or the target tightening torque of the tapping screw and / or the tightening axial force of the tapping screw is displayed by the determination method according to any one of claims 11 to 14. Or a display device of the tightening axial force of the tapping screw.
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