JP4869490B2 - 増し締め検査用トルクレンチ - Google Patents
増し締め検査用トルクレンチ Download PDFInfo
- Publication number
- JP4869490B2 JP4869490B2 JP2001095552A JP2001095552A JP4869490B2 JP 4869490 B2 JP4869490 B2 JP 4869490B2 JP 2001095552 A JP2001095552 A JP 2001095552A JP 2001095552 A JP2001095552 A JP 2001095552A JP 4869490 B2 JP4869490 B2 JP 4869490B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torque
- bolt
- virtual
- gradient line
- wrench
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
- B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
- B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
- B25B23/142—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers
- B25B23/1422—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters
- B25B23/1425—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters by electrical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
- B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
- B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、増し締め検査用トルクレンチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
締め付けたボルト（ねじ）のトルクの値を検査する検査方法として、締め付けられた状態にあるボルトをさらにトルクレンチで締め付け、ボルトが再び回りだしたときのトルク値を前記トルクレンチで読み取る増し締めトルク法がある。なお、検査後ボルトはそのままにしている。
【０００３】
この増し締めトルク法に用いられるトルクレンチとしては、例えば目盛付きのトルクレンチが用いられ、再び回りだしたときのトルク値を目盛から読み取ってボルトの締付けトルク値として確認している。
【０００４】
この目盛付きトルクレンチを用いて締結ボルトの締付けトルク値を確認する増し締めトルク法は、図５に示すように、トルクレンチに締結方向に力を加えて行くと、検査対象となるボルト（以下検査ボルトと称す）にトルクが付加され、破線Ｅで示すようにトルクが増加する。
【０００５】
一方、静止状態にある検査ボルトを再び回すには、検査ボルトの静止摩擦係数により生じるトルクを超えてトルクを与える必要がある。したがって、破線Ｅで示すように、締め付けトルクが増加し、Ａ点を超えてトルクレンチが検査ボルトと一体となって回動したことを感覚的に確認された時の増し締め点Ｂに対応する増し締め測定トルク値Ｔ2 をトルクレンチの目盛から読み取って、この増し締め測定トルク値Ｔ2 を基にして、例えば所定の係数を用いてＡ点のトルク値（Ｔ1）を算出し、この算出したトルク値Ｔ1が設定した所望のトルク値（Ｔ0）か否かを判定するようにしている。
【０００６】
このような従来の増し締めトルク法では、実際の締結トルク値Ｔ1 に対し、増し締め測定トルク値Ｔ2 との間に測定値に差が生じる。また上記増し締め点Ｂにおける増し締め時の測定トルク値にはバラツキが生じる。例えばボルトと、前記締結ボルトにより締め付けられる被締結体との座面間の密着性が高い場合には、図５の特性図において、増し締め点Ｂのトルク指標位置が高くなり、これが原因で増し締め測定トルク値Ｔ2 が高くなる。
【０００７】
また被締結体と締結ボルトの座面間に潤滑油、ワッシャ等が介在されていて、前記被締結体と前記締結ボルト間の密着性が低い場合には、増し締め点Ｂのトルク指標位置が低くなり、増し締め測定トルク値Ｔ2 が締結トルク値Ｔ1 に接近する。
【０００８】
さらには、被測定者によるトルクレンチの回動速度のバラツキ、あるいは気温による被締結体と締結ボルトの熱膨張の度合等によっても、上記増し締め点Ｂのトルク指標位置が上下に変動し、これらの要因で増し締め時の測定トルク値Ｔ2 にもバラツキが生じる。
【０００９】
そこで、本出願人は、このような測定値Ｔ2 のバラツキを解消するための締結トルク測定方法として、特開２０００−７７８号公報で示す発明を既に提案している。
【００１０】
この締結トルクの測定方法は、図５において、締め付け開始から、検査ボルトが再び回りだすＡ点を超え、回動状態が安定した時の検査ボルト（実際にはトルクレンチ）の回動角度とトルク値との特性線が線形状態にあり、該特性線が前記Ａ点に交わるということを前提としたもので、回動状態の安定したＣ点以降において、複数点でトルクレンチの回動角度に対応したトルク値を測定し、回転角度の測定開始位置（θ0）はＡ点であるので、Ａ点におけるトルク値を演算により得ることができるようにしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記したトルクレンチの回動角を測定して締結トルクを検査できる増し締め検査用トルクレンチにあっては、図５に示すＡ点を超えるまではトルクレンチの回動角度は０°であることを前提とした理論に基づくものである。
【００１２】
しかしながら、トルクレンチ本体及びソケット等を含めたトルクレンチ全体が完全な剛体とすることは不可能であり、例えばトルクレンチに力を加えるとトルクレンチ自体が歪によりしなりが発生し、図５に示すＡ点に達する前にある角度回動したことを検知することになる。
【００１３】
また、上記のように既に締結されている締結ボルトに対し、増し締めトルクを作用させて、締結トルクの測定を行なうために使用されるトルクレンチの機種及びその特性は、まちまちである。
【００１４】
例えば図１に示す本発明の実施の形態を示す増し締め検査用トルクレンチのように、トルク検出手段を有すると共に、その検出トルク値を表示する表示部等を有する処理装置１を備えたレンチ本体２に、ラチエット式の交換ヘッド３、又はスパナ式の交換ヘッド４、さらには、長さの異る各種ソケット（不図示）等を選択的に組合せて、締結ねじのねじ締結トルクを測定するトルクレンチにあっては、上記選択使用する付属品、すなわち各種交換ヘッドやソケット固有の捩れ角や遊び角の相違により、使用する各測定レンチ毎に捩れ角特性や遊び角特性に違いが生じる。
【００１５】
例えばトルクレンチのメーカー側では、締結ねじの締結トルク測定用として、所定のレンチ本体２と所定の捩れ特性等に定められている付属品を組み合せてユーザー側へ出荷するものの、そのユーザーによる締結ねじの締結トルク測定時に、レンチ本体２と組み合せて使用される付属品の形態が、メーカーから出荷されたままの付属品が使用されれば、レンチの特性変化が生じることなくその出荷時のトルクレンチに定められた捩れ特性に基いて締結トルク値を容易に検出（測定）することができるが、締結トルク測定のための作業環境等に左右されて、測定時のレンチ本体に付属使用する付属品を出荷時のものとやむを得ず取り替え使用しなければならないことがある。
【００１６】
このようなとき、締結ねじトルク値を測定するために測定者が取り替え使用する付属品の捩れ特性等と、メーカーからの出荷時のレンチ本体に設けられる付属品の捩れ特性とに違いが生じると、例えば図６で示すように、実際に検査ボルトが回動を開始する前にトルクレンチが回動開始点θ0 から回動を開始してしまい、検査ボルトが実際に再度回動（増し締め開始）される回動開始位置θ1 間に角度差が生じることになる。
【００１７】
その結果、この角度差に対応して演算によるトルク値に誤差ＴS が生じ、精度の高い締結トルク値を得ることができなかった。
【００１８】
本出願に係る発明の目的は、検査ボルトが回動する前にトルクレンチが回動することによって生じる誤差を補正し、締結ボルトを増し締めするだけで、正確にボルトの締結トルクを得ることができる増し締め検査用トルクレンチを提供しようとするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、締結状態にあるボルトを締め付ける増し締め検査用トルクレンチであって、レンチ本体に設けられ、前記ボルトを締め付ける際のトルクを検出するためのトルク検出手段と、前記レンチ本体に設けられ、トルクレンチの回動角度を検出するための回動角度検出手段と、前記トルク検出手段で検出したトルク情報と前記回転角度検出手段で検出した回転角度を入力情報として、前記ボルトの回動後の安定した領域で得られた前記入力情報に基づいて第１のトルク勾配線を求め、前記第１のトルク勾配線から予め設定されたトルクレンチ固有のねじれ特性勾配線まで延長する仮想の第１の仮想トルク勾配線を演算する第１の演算手段と、前記ボルトが回動する前の前記ボルトの静止状態で得られた前記入力情報に基づいて第２のトルク勾配線を求め、前記第２のトルク勾配線から延長する仮想の第２の仮想トルク勾配線を求める第２の演算手段と、前記第１の仮想トルク勾配線と前記第２の仮想トルク勾配線の交点を求め、該交点でのトルク値を測定トルク値とする第３の演算手段とを有することを特徴とする。
【００２０】
第２の発明は、締結状態にあるボルトを締め付ける増し締め検査用トルクレンチであって、レンチ本体に設けられ、前記ボルトを締め付ける際のトルクを検出するためのトルク検出手段と、前記レンチ本体に設けられ、トルクレンチの回動角度を検出するための回動角度検出手段と、前記トルク検出手段で検出したトルク情報と前記回転角度検出手段で検出した回転角度を入力情報として、前記ボルトの回動後の安定した領域で得られた前記入力情報に基づいて第１のトルク勾配線を求め、前記第１のトルク勾配線から予め設定されたトルクレンチ固有のねじれ特性勾配線まで延長する仮想の第１の仮想トルク勾配線を演算する第１の演算手段と、前記ボルトが回動する前の前記ボルトの静止状態で得られた前記入力情報に基づいて第２のトルク勾配線を求め、前記第２のトルク勾配線から延長する仮想の第２の仮想トルク勾配線を求める第２の演算手段と、前記第２の演算手段で前記第２のトルク勾配線を演算するための前記入力情報数が予め設定した個数以上の場合には、前記第１の仮想トルク勾配線と前記第２の仮想トルク勾配線の交点を求め、該交点でのトルク値を測定トルク値とし、前記予め設定した個数よりも少ない場合には、前記第１の仮想トルク勾配線と前記捩れ特性勾配線の交点でのトルク値を測定トルク値とする第３の演算手段とを有することを特徴とする。
【００２１】
第３の発明は、上記いずれかの発明で、前記第３の演算手段で得られた測定トルク値を表示する表示手段を有することを特徴とする。
【００２２】
第４の発明は、上記第１または第２の発明で、前記ボルトの回動後、予め設定した角度を超えて回動すると、測定終了を知らせる報知手段を有することを特徴とする。
【００２３】
第５の発明は、上記いずれかの発明で、前記第１の演算手段は、前記ボルトの回動後、所定の回動角度を超えた領域で得た前記入力情報を前記安定した領域で得られた入力情報とすることを特徴とする。
【００２４】
第６の発明は、上記いずれかの発明で、前記第２の演算手段が演算に用いる前記ボルトが回動する前の前記ボルトの静止状態で得られる前記入力情報は、前記捩れ特性勾配線と前記第１の仮想トルク勾配線との交点におけるトルク値に所定の係数を掛けたトルク値よりも小さいトルク値とすることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基いて詳細に説明する。
【００２６】
図１は本発明の実施の形態を示す増し締め検査用トルクレンチの外観図、図２は図１のトルクレンチに設けられた処理装置の電気回路を示すブロック図、図３は図２の処理装置により求められる締め付けトルク値の演算処理を示す線図、図４は図２の処理装置の動作を示すフローチャートである。
【００２７】
図１に示す増し締め検査用トルクレンチは、トルクレンチ本体２に対して、所望のラチエット式交換ヘッド３又はスパナ式交換ヘッド４、不図示の通常の長さのソケットあるいはロングソケット等が交換使用できるようになっている。
【００２８】
また、トルクレンチ本体２には、歪ゲージ等のトルク検出手段５と、ボルトを締め付けるためにトルクレンチ本体２を回動させた際に、トルクレンチの回動角度を検知する振動式ジャイロセンサ等の回動角度検出手段６が取り付けられ、さらに前記トルク検出手段５と前記回動角度検出手段６からの各検出情報に基づいて締め付けトルクを演算処理し、演算処理により得られた締め付けトルクを表示する表示部を有する演算処理装置１が取り付けられている。
【００２９】
なお、７はブザー、８はLED、９はこれら装置１等の電源としての充電池である。
【００３０】
図２に示す演算処理装置１は、トルク検出手段としての歪ゲージ１０からのトルク検出値としての検知信号を増幅回路１１に出力し、Ａ/Ｄコンバータ１２でデジタル化して演算回路１３に入力させる。
【００３１】
一方、角度検出手段としての振動式ジャイロセンサ１４はボルトを増し締めした際に検出した角速度を増幅回路１５に入力し、Ａ/Ｄコンバータ１６でデジタル化して演算回路１３に入力される。演算回路１３は、入力された角速度を積分し、トルクレンチの回動角度（θ）とする。
【００３２】
また、演算回路１３は、不図示のＲＡＭに上記したトルク値と回転角度値が夫々対応するようにして記憶させ、このＲＡＭに記憶した値に基づいて求めた演算結果を液晶表示パネル等で構成される表示部１９に表示させる。なお、検査ボルトの増し締めを行なうために検査ボルトを回動させる角度は実際には数度（本実施の形態では３°）程度であり、この設定した回動角度を超えると、これ以上トルクレンチを増し締めのための回動が不要であることをブザー等の音あるいはＬＥＤ等の光で報知する報知部２０も設けられている。
【００３３】
演算回路１３は、図３に示す特性線を描くようにして締め付けトルクを求める演算を行なう。
【００３４】
図３において、Ｌはこの増し締め検査用トルクレンチの固有のトルクＴとレンチとの回動角度との関係を示す予め設定された基準となる捩れ特性勾配線である基準捩れ角特性線を示しており、この基準捩れ角特性線はＲＯＭ１８に予め記憶されている。ここで、Ｔtrgは、ソケット等のがたを取り除くのに必要なトルクを示し、例えばロングソケットを用いて増し締めを開始すると、特性線Ｍに示すように、検査ボルトは回動していないのにトルクレンチのしなりによりトルクレンチが回動し、このときの回動角度とトルク値をＲＡＭに記憶する。
【００３５】
そして、実際に検査ボルトが回動すると、回動角度とトルク値との僅かな非線形状態の関係を経て、回動角度とトルク値とは回動状態で推移する線形の特性線Ｎに従って変化する。なお、検査ボルトが回動を開始し、回動角度とトルク値との関係が不安定な非線形状態を脱するのに要する十分な回動角度として、実験では1.5度程度の角度であることが確認された。
【００３６】
本実施の形態においては、検査ボルトが実際に回動を開始してから1．5度回動した位置をθn‐3とし、そこから0.5°づつ回動した位置（θn‐2、θn‐1、θn）で回動角度に対応したトルク値を夫々ＲＯＭ１８に記憶させた。すなわち、1.5度の範囲で点▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼の４点のデータを得るようにしている。
【００３７】
この(1)〜(4)の点を結べば直線としての第１のトルク勾配線である特性線Ｎが得られる。図３中破線で示す直線ｎ´は、特性線Ｎから延長した仮想の第１の仮想トルク勾配線で、この第１の仮想トルク勾配線を基準捩れ角特性線Ｌまで延長し、その交点をＰＡとする。ここで、検査ボルトが実際に回動を開始する前にしなり等で回動するトルクレンチ自体の回動角度に応じたトルク値は、実験により基準捩れ角特性線Ｌの0.9程度であることが確認されている。したがって、点ＰＡに対応するトルク値ＴＡの0.9倍の点0.9ＴＡの値を求める。
【００３８】
ここで、トルクレンチの捩れのために要した回動角度とトルク値との関係は、線形の関係にあり、検査ボルトが実際に回動を開始する位置も当然にこの関係にある。
【００３９】
したがって、トルク値0.9ＴＡよりも小さいトルク値がＲＡＭに複数点（本実施の形態では４点）記憶されているか否かをチェックする。本実施の形態では、回動角度が例えば０．２°毎の位置（θm-3 ,θm-2 ,θm-1 ,θm）に対応してトルク値を記憶させるようにしており、この場合４点存在するので、この４点（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を結べば第２のトルク勾配線である特性線Ｍが得られる。図３中破線で示す直線ｍは、特性線Ｍから延長した仮想の第２の仮想トルク勾配線で、この第２の仮想トルク勾配線ｍと、図３に示すように、第１の仮想トルク勾配線ｎとの交点を求めれば、この交点Ｐが実際に検査ボルトが回動を開始した角度となる。
【００４０】
交点Ｐは特性線Ｎから延長した仮想の第１の仮想トルク勾配線ｎ上に存在するので、交点Ｐにおけるトルク値ＴＰも判明し、このトルク値ＴＰを締め付けトルクを検査する測定トルク値として表示部１９に表示させる。
【００４１】
次に、通常のソケット（ショートソケット）を使用して増し締めする場合、上述したロングソケットの場合よりもソケット自体の捩れが小さいので、ショートソケットの捩れ特性線Ｍ´はロングソケットの捩れ特性線Ｍに比べて、基準捩れ角特性線Ｌとの捩れ差θｓ´が小さい（θｓ＞θｓ´）ので、ロングソケットの場合よりも小さい捩れで検査ボルトが実際に回動を開始する。
【００４２】
この場合、上述の場合と同様にして、基準の捩れ角特性線Ｌに基づいて得られた捩れに要するトルク値0.9ＴＡ´よりも小さいトルク値は、ＲＡＭに３点しか記憶されていないので、特性線Ｍ´から延長した仮想の第２の仮想トルク勾配線ｍ´と特性線Ｎ´から延長した仮想の第１の仮想トルク勾配線ｎ´との交点Ｐ´の角度位置の精度が悪くなることも考えられる。
【００４３】
しかし、この場合、捩れ特性線Ｍ´は基準捩れ角特性線Ｌに対して捩れ差θｓ´が小さいので、特性線Ｎ´から延長した第１の仮想トルク勾配線ｎ´と基準捩れ角特性線Ｌとの交点ＰＡ´を検査ボルトが実際に回動を開始した点とみなしても殆ど問題が無い。
【００４４】
したがって、この交点ＰＡ´に対応するトルク値ＴＡ´を締め付けトルクを検査する測定トルク値として表示部１９に表示させる。
【００４５】
本実施の形態において、演算回路１３等の各回路構成部は、操作スイッチ等で構成される操作部１７のメインスイッチのＯＮにより動作が開始され、図４に示すフローチャートに従って測定値の演算が行なわれる。
【００４６】
増し締め動作が開始されると、歪ゲージ１０からＡ/Ｄコンバータ１２を経て入力された検知情報に基づいてトルク値を演算する（Ｓ１）。
【００４７】
Ｓ２において、現在のトルク値Ｔが予めセットされたソケット等のガタを取り除くために必要なトルクＴtrgと比較し、大きければＳ３に進む。
【００４８】
Ｓ３では、振動式ジャイロセンサ１４からＡ/Ｄコンバータ１６を経て入力された検知情報に基づいて角速度を求め、Ｓ４に進む。
【００４９】
Ｓ４では、Ｓ３で求めた角速度を積分演算してトルクレンチの回動角度を求め、Ｓ５に進む。
【００５０】
Ｓ５では、任意の角度θｘ毎のトルクＴｘをＲＡＭに記憶させ、Ｓ６に進む。
【００５１】
Ｓ６では、単位角度当たりのトルク勾配（Δ）を演算し、Ｓ７に進む。
【００５２】
Ｓ７では、トルク勾配（Δ）が予めセットされた値（Δset）より大きいか否かを判定し、下ならば検査ボルトが回動し始めたとみなしてＳ８に進む。
【００５３】
Ｓ８では、検査ボルトの回動角度のカウントを開始し、Ｓ９に進む。
【００５４】
Ｓ９では、回動角度が予めセットされた角度（θset）に達したか否かを判定し、達したと判定するとＳ１０に進む。なお本実施の形態ではθset＝３°に設定している。
【００５５】
Ｓ１０では、増し締め完了信号として、ブザー及びＬＥＤで操作者に増し締めが完了したことを知らせ、Ｓ１１に進む。
【００５６】
Ｓ１１では、ＲＡＭに記憶されたθｘとＴｘを読み込み、Ｓ１２に進む。
【００５７】
Ｓ１２では、増し締め完了前の安定した一定の領域（本実施の形態では検査ボルトの回転後1.5°〜３°の間）のデータ（点▲１▼〜▲４▼）から図３に示す直線Ｎを引き、Ｓ１３に進む。
【００５８】
Ｓ１３では、予め記憶している図３に示す基準捩じれ角特性線ＬとＳ１２で求めた特性線Ｎから延長した仮想の第１の仮想トルク勾配線ｎとの交点ＰＡを求め、Ｓ１４に進む。
【００５９】
Ｓ１４では、Ｓ１３で求めたＰＡ点に対応するトルク値ＴＡの９０％の値を求め、Ｓ１５に進む。
【００６０】
Ｓ１５では、Ｓ１４で求めた0.9ＴＡより前に、特性線Ｍを引くために必要なデータの数がｍ個以上あるかを判定し、存在するとＳ１６に進む。
【００６１】
Ｓ１６では、データ（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）から直線の特性線Ｍを引き、Ｓ１７に進む。
【００６２】
Ｓ１７では、直線の特性線Ｍから仮想した第２の仮想トルク勾配線ｍと直線の特性線Ｎから仮想した第１の仮想トルク勾配線ｎとの交点Ｐを求め、Ｓ１８に進む。
【００６３】
Ｓ１８では、Ｓ１７で求めた交点Ｐのトルク値を測定点のトルク値として表示部１９に表示させ、この増し締め動作のルーチンを終了させる。
【００６４】
一方、Ｓ１５において、特性線Ｍを引くために必要なデータの数がｍ個以上存在しない場合には、Ｓ１９に進む。
【００６５】
Ｓ１９においては、図３に示すように、Ｓ１３で求めた特性線Ｌとの交点ＰＡのトルク値を測定点として表示部１９に表示させ、この増し締め動作のルーチンを終了させる。
【００６６】
次に、本実施の形態に用いた増し締め検査用トルクレンチは、測定範囲が２０〜１００Ｎ・ｍ、使用ソケットは長さが１５０ｍｍ、最小径１５ｍｍ、１００Ｎ・ｍ負荷時のソケット捩れが約２．４度であった。また、測定用ボルトについては、トルク上昇率が標準的なものを使用し、２０Ｎ・ｍの時に１度あたり０．５６Ｎ・ｍ上昇するもの、５０Ｎ・ｍの時に１度あたり１．３９Ｎ・ｍ上昇するもの、１００Ｎ・ｍの時に１度あたり２．７８Ｎ・ｍ上昇するものを使用した。
【００６７】
２０Ｎ・ｍで測定した時
図３に示す直線Ｍは引けないが、直線Ｌで計算した時の誤差は１％以内（0.75％）で小さいため、直線Ｌで問題なかった。
【００６８】
５０Ｎ・ｍで測定した時
図３に示す直線Ｍで計算した時の誤差は０％、直線Ｌで計算した時の誤差は約３％と大きく、直線Ｍを使用しないといけなかった。
【００６９】
１００Ｎ・ｍで測定した時
図３に示す直線Ｍで計算した時の誤差は０％、直線Ｌで計算した時の誤差は約7.1％と大きく、直線Ｍを使用しないといけなかった。
【００７０】
このように、本実施の形態の増し締め検査用トルクレンチによれば、種々のソケット等を交換して使用したりして、ソケット等のねじり特性やレンチ自体の弾性変形などにより検査ボルトが実際に回動する前にトルクレンチが回動するという現実を加味して測定トルクを得ることができるので、高精度で迅速に検査ボルトが所定のトルクで締め付けられているか否かを判断することが可能となる。
【００７１】
なお、上記した実施の形態において演算処理回路はトルクレンチ本体に設けたが、別に設けても良く、歪ゲージや振動式ジャイロセンサーで検出した情報を有線あるいは無線方式で演算処理回路に入力するようにしても良い。
【００７２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、検査ボルトが回動を開始する前にトルクレンチの回動を検知し始めても、検査ボルトが回動する前にトルクレンチが回動することによって生じる誤差を補正し、締結ボルトを増し締めするだけで、検査ボルトの測定トルクを精度よくしかも容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の増し締め検査用トルクレンチの実施の形態を示す外観図。
【図２】図１の演算処理回路のブロック図。
【図３】図２の処理装置により求められる締め付けトルク値の演算処理を示す線図。
【図４】図２の演算回路の動作を示すフローチャート。
【図５】一般的なレンチによる締結トルクと捩れ角度との関係を示した特性図。
【図６】捩れによる誤差の発生を示す特性図
【符号の説明】
１ 演算処理装置
２ レンチ本体
３ ラチエット式交換ヘッド
４ スパナ式交換ヘッド
１０ 歪ゲージ
１１、１５ 増幅回路
１２、１６ Ａ/Ｄコンバータ
１３ 演算回路
１４ 振動式ジャイロセンサ
１７ 操作部
１８ ＲＯＭ
１９ 表示部
２０ 報知部
【発明の属する技術分野】
本発明は、増し締め検査用トルクレンチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
締め付けたボルト（ねじ）のトルクの値を検査する検査方法として、締め付けられた状態にあるボルトをさらにトルクレンチで締め付け、ボルトが再び回りだしたときのトルク値を前記トルクレンチで読み取る増し締めトルク法がある。なお、検査後ボルトはそのままにしている。
【０００３】
この増し締めトルク法に用いられるトルクレンチとしては、例えば目盛付きのトルクレンチが用いられ、再び回りだしたときのトルク値を目盛から読み取ってボルトの締付けトルク値として確認している。
【０００４】
この目盛付きトルクレンチを用いて締結ボルトの締付けトルク値を確認する増し締めトルク法は、図５に示すように、トルクレンチに締結方向に力を加えて行くと、検査対象となるボルト（以下検査ボルトと称す）にトルクが付加され、破線Ｅで示すようにトルクが増加する。
【０００５】
一方、静止状態にある検査ボルトを再び回すには、検査ボルトの静止摩擦係数により生じるトルクを超えてトルクを与える必要がある。したがって、破線Ｅで示すように、締め付けトルクが増加し、Ａ点を超えてトルクレンチが検査ボルトと一体となって回動したことを感覚的に確認された時の増し締め点Ｂに対応する増し締め測定トルク値Ｔ2 をトルクレンチの目盛から読み取って、この増し締め測定トルク値Ｔ2 を基にして、例えば所定の係数を用いてＡ点のトルク値（Ｔ1）を算出し、この算出したトルク値Ｔ1が設定した所望のトルク値（Ｔ0）か否かを判定するようにしている。
【０００６】
このような従来の増し締めトルク法では、実際の締結トルク値Ｔ1 に対し、増し締め測定トルク値Ｔ2 との間に測定値に差が生じる。また上記増し締め点Ｂにおける増し締め時の測定トルク値にはバラツキが生じる。例えばボルトと、前記締結ボルトにより締め付けられる被締結体との座面間の密着性が高い場合には、図５の特性図において、増し締め点Ｂのトルク指標位置が高くなり、これが原因で増し締め測定トルク値Ｔ2 が高くなる。
【０００７】
また被締結体と締結ボルトの座面間に潤滑油、ワッシャ等が介在されていて、前記被締結体と前記締結ボルト間の密着性が低い場合には、増し締め点Ｂのトルク指標位置が低くなり、増し締め測定トルク値Ｔ2 が締結トルク値Ｔ1 に接近する。
【０００８】
さらには、被測定者によるトルクレンチの回動速度のバラツキ、あるいは気温による被締結体と締結ボルトの熱膨張の度合等によっても、上記増し締め点Ｂのトルク指標位置が上下に変動し、これらの要因で増し締め時の測定トルク値Ｔ2 にもバラツキが生じる。
【０００９】
そこで、本出願人は、このような測定値Ｔ2 のバラツキを解消するための締結トルク測定方法として、特開２０００−７７８号公報で示す発明を既に提案している。
【００１０】
この締結トルクの測定方法は、図５において、締め付け開始から、検査ボルトが再び回りだすＡ点を超え、回動状態が安定した時の検査ボルト（実際にはトルクレンチ）の回動角度とトルク値との特性線が線形状態にあり、該特性線が前記Ａ点に交わるということを前提としたもので、回動状態の安定したＣ点以降において、複数点でトルクレンチの回動角度に対応したトルク値を測定し、回転角度の測定開始位置（θ0）はＡ点であるので、Ａ点におけるトルク値を演算により得ることができるようにしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記したトルクレンチの回動角を測定して締結トルクを検査できる増し締め検査用トルクレンチにあっては、図５に示すＡ点を超えるまではトルクレンチの回動角度は０°であることを前提とした理論に基づくものである。
【００１２】
しかしながら、トルクレンチ本体及びソケット等を含めたトルクレンチ全体が完全な剛体とすることは不可能であり、例えばトルクレンチに力を加えるとトルクレンチ自体が歪によりしなりが発生し、図５に示すＡ点に達する前にある角度回動したことを検知することになる。
【００１３】
また、上記のように既に締結されている締結ボルトに対し、増し締めトルクを作用させて、締結トルクの測定を行なうために使用されるトルクレンチの機種及びその特性は、まちまちである。
【００１４】
例えば図１に示す本発明の実施の形態を示す増し締め検査用トルクレンチのように、トルク検出手段を有すると共に、その検出トルク値を表示する表示部等を有する処理装置１を備えたレンチ本体２に、ラチエット式の交換ヘッド３、又はスパナ式の交換ヘッド４、さらには、長さの異る各種ソケット（不図示）等を選択的に組合せて、締結ねじのねじ締結トルクを測定するトルクレンチにあっては、上記選択使用する付属品、すなわち各種交換ヘッドやソケット固有の捩れ角や遊び角の相違により、使用する各測定レンチ毎に捩れ角特性や遊び角特性に違いが生じる。
【００１５】
例えばトルクレンチのメーカー側では、締結ねじの締結トルク測定用として、所定のレンチ本体２と所定の捩れ特性等に定められている付属品を組み合せてユーザー側へ出荷するものの、そのユーザーによる締結ねじの締結トルク測定時に、レンチ本体２と組み合せて使用される付属品の形態が、メーカーから出荷されたままの付属品が使用されれば、レンチの特性変化が生じることなくその出荷時のトルクレンチに定められた捩れ特性に基いて締結トルク値を容易に検出（測定）することができるが、締結トルク測定のための作業環境等に左右されて、測定時のレンチ本体に付属使用する付属品を出荷時のものとやむを得ず取り替え使用しなければならないことがある。
【００１６】
このようなとき、締結ねじトルク値を測定するために測定者が取り替え使用する付属品の捩れ特性等と、メーカーからの出荷時のレンチ本体に設けられる付属品の捩れ特性とに違いが生じると、例えば図６で示すように、実際に検査ボルトが回動を開始する前にトルクレンチが回動開始点θ0 から回動を開始してしまい、検査ボルトが実際に再度回動（増し締め開始）される回動開始位置θ1 間に角度差が生じることになる。
【００１７】
その結果、この角度差に対応して演算によるトルク値に誤差ＴS が生じ、精度の高い締結トルク値を得ることができなかった。
【００１８】
本出願に係る発明の目的は、検査ボルトが回動する前にトルクレンチが回動することによって生じる誤差を補正し、締結ボルトを増し締めするだけで、正確にボルトの締結トルクを得ることができる増し締め検査用トルクレンチを提供しようとするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、締結状態にあるボルトを締め付ける増し締め検査用トルクレンチであって、レンチ本体に設けられ、前記ボルトを締め付ける際のトルクを検出するためのトルク検出手段と、前記レンチ本体に設けられ、トルクレンチの回動角度を検出するための回動角度検出手段と、前記トルク検出手段で検出したトルク情報と前記回転角度検出手段で検出した回転角度を入力情報として、前記ボルトの回動後の安定した領域で得られた前記入力情報に基づいて第１のトルク勾配線を求め、前記第１のトルク勾配線から予め設定されたトルクレンチ固有のねじれ特性勾配線まで延長する仮想の第１の仮想トルク勾配線を演算する第１の演算手段と、前記ボルトが回動する前の前記ボルトの静止状態で得られた前記入力情報に基づいて第２のトルク勾配線を求め、前記第２のトルク勾配線から延長する仮想の第２の仮想トルク勾配線を求める第２の演算手段と、前記第１の仮想トルク勾配線と前記第２の仮想トルク勾配線の交点を求め、該交点でのトルク値を測定トルク値とする第３の演算手段とを有することを特徴とする。
【００２０】
第２の発明は、締結状態にあるボルトを締め付ける増し締め検査用トルクレンチであって、レンチ本体に設けられ、前記ボルトを締め付ける際のトルクを検出するためのトルク検出手段と、前記レンチ本体に設けられ、トルクレンチの回動角度を検出するための回動角度検出手段と、前記トルク検出手段で検出したトルク情報と前記回転角度検出手段で検出した回転角度を入力情報として、前記ボルトの回動後の安定した領域で得られた前記入力情報に基づいて第１のトルク勾配線を求め、前記第１のトルク勾配線から予め設定されたトルクレンチ固有のねじれ特性勾配線まで延長する仮想の第１の仮想トルク勾配線を演算する第１の演算手段と、前記ボルトが回動する前の前記ボルトの静止状態で得られた前記入力情報に基づいて第２のトルク勾配線を求め、前記第２のトルク勾配線から延長する仮想の第２の仮想トルク勾配線を求める第２の演算手段と、前記第２の演算手段で前記第２のトルク勾配線を演算するための前記入力情報数が予め設定した個数以上の場合には、前記第１の仮想トルク勾配線と前記第２の仮想トルク勾配線の交点を求め、該交点でのトルク値を測定トルク値とし、前記予め設定した個数よりも少ない場合には、前記第１の仮想トルク勾配線と前記捩れ特性勾配線の交点でのトルク値を測定トルク値とする第３の演算手段とを有することを特徴とする。
【００２１】
第３の発明は、上記いずれかの発明で、前記第３の演算手段で得られた測定トルク値を表示する表示手段を有することを特徴とする。
【００２２】
第４の発明は、上記第１または第２の発明で、前記ボルトの回動後、予め設定した角度を超えて回動すると、測定終了を知らせる報知手段を有することを特徴とする。
【００２３】
第５の発明は、上記いずれかの発明で、前記第１の演算手段は、前記ボルトの回動後、所定の回動角度を超えた領域で得た前記入力情報を前記安定した領域で得られた入力情報とすることを特徴とする。
【００２４】
第６の発明は、上記いずれかの発明で、前記第２の演算手段が演算に用いる前記ボルトが回動する前の前記ボルトの静止状態で得られる前記入力情報は、前記捩れ特性勾配線と前記第１の仮想トルク勾配線との交点におけるトルク値に所定の係数を掛けたトルク値よりも小さいトルク値とすることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基いて詳細に説明する。
【００２６】
図１は本発明の実施の形態を示す増し締め検査用トルクレンチの外観図、図２は図１のトルクレンチに設けられた処理装置の電気回路を示すブロック図、図３は図２の処理装置により求められる締め付けトルク値の演算処理を示す線図、図４は図２の処理装置の動作を示すフローチャートである。
【００２７】
図１に示す増し締め検査用トルクレンチは、トルクレンチ本体２に対して、所望のラチエット式交換ヘッド３又はスパナ式交換ヘッド４、不図示の通常の長さのソケットあるいはロングソケット等が交換使用できるようになっている。
【００２８】
また、トルクレンチ本体２には、歪ゲージ等のトルク検出手段５と、ボルトを締め付けるためにトルクレンチ本体２を回動させた際に、トルクレンチの回動角度を検知する振動式ジャイロセンサ等の回動角度検出手段６が取り付けられ、さらに前記トルク検出手段５と前記回動角度検出手段６からの各検出情報に基づいて締め付けトルクを演算処理し、演算処理により得られた締め付けトルクを表示する表示部を有する演算処理装置１が取り付けられている。
【００２９】
なお、７はブザー、８はLED、９はこれら装置１等の電源としての充電池である。
【００３０】
図２に示す演算処理装置１は、トルク検出手段としての歪ゲージ１０からのトルク検出値としての検知信号を増幅回路１１に出力し、Ａ/Ｄコンバータ１２でデジタル化して演算回路１３に入力させる。
【００３１】
一方、角度検出手段としての振動式ジャイロセンサ１４はボルトを増し締めした際に検出した角速度を増幅回路１５に入力し、Ａ/Ｄコンバータ１６でデジタル化して演算回路１３に入力される。演算回路１３は、入力された角速度を積分し、トルクレンチの回動角度（θ）とする。
【００３２】
また、演算回路１３は、不図示のＲＡＭに上記したトルク値と回転角度値が夫々対応するようにして記憶させ、このＲＡＭに記憶した値に基づいて求めた演算結果を液晶表示パネル等で構成される表示部１９に表示させる。なお、検査ボルトの増し締めを行なうために検査ボルトを回動させる角度は実際には数度（本実施の形態では３°）程度であり、この設定した回動角度を超えると、これ以上トルクレンチを増し締めのための回動が不要であることをブザー等の音あるいはＬＥＤ等の光で報知する報知部２０も設けられている。
【００３３】
演算回路１３は、図３に示す特性線を描くようにして締め付けトルクを求める演算を行なう。
【００３４】
図３において、Ｌはこの増し締め検査用トルクレンチの固有のトルクＴとレンチとの回動角度との関係を示す予め設定された基準となる捩れ特性勾配線である基準捩れ角特性線を示しており、この基準捩れ角特性線はＲＯＭ１８に予め記憶されている。ここで、Ｔtrgは、ソケット等のがたを取り除くのに必要なトルクを示し、例えばロングソケットを用いて増し締めを開始すると、特性線Ｍに示すように、検査ボルトは回動していないのにトルクレンチのしなりによりトルクレンチが回動し、このときの回動角度とトルク値をＲＡＭに記憶する。
【００３５】
そして、実際に検査ボルトが回動すると、回動角度とトルク値との僅かな非線形状態の関係を経て、回動角度とトルク値とは回動状態で推移する線形の特性線Ｎに従って変化する。なお、検査ボルトが回動を開始し、回動角度とトルク値との関係が不安定な非線形状態を脱するのに要する十分な回動角度として、実験では1.5度程度の角度であることが確認された。
【００３６】
本実施の形態においては、検査ボルトが実際に回動を開始してから1．5度回動した位置をθn‐3とし、そこから0.5°づつ回動した位置（θn‐2、θn‐1、θn）で回動角度に対応したトルク値を夫々ＲＯＭ１８に記憶させた。すなわち、1.5度の範囲で点▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼の４点のデータを得るようにしている。
【００３７】
この(1)〜(4)の点を結べば直線としての第１のトルク勾配線である特性線Ｎが得られる。図３中破線で示す直線ｎ´は、特性線Ｎから延長した仮想の第１の仮想トルク勾配線で、この第１の仮想トルク勾配線を基準捩れ角特性線Ｌまで延長し、その交点をＰＡとする。ここで、検査ボルトが実際に回動を開始する前にしなり等で回動するトルクレンチ自体の回動角度に応じたトルク値は、実験により基準捩れ角特性線Ｌの0.9程度であることが確認されている。したがって、点ＰＡに対応するトルク値ＴＡの0.9倍の点0.9ＴＡの値を求める。
【００３８】
ここで、トルクレンチの捩れのために要した回動角度とトルク値との関係は、線形の関係にあり、検査ボルトが実際に回動を開始する位置も当然にこの関係にある。
【００３９】
したがって、トルク値0.9ＴＡよりも小さいトルク値がＲＡＭに複数点（本実施の形態では４点）記憶されているか否かをチェックする。本実施の形態では、回動角度が例えば０．２°毎の位置（θm-3 ,θm-2 ,θm-1 ,θm）に対応してトルク値を記憶させるようにしており、この場合４点存在するので、この４点（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を結べば第２のトルク勾配線である特性線Ｍが得られる。図３中破線で示す直線ｍは、特性線Ｍから延長した仮想の第２の仮想トルク勾配線で、この第２の仮想トルク勾配線ｍと、図３に示すように、第１の仮想トルク勾配線ｎとの交点を求めれば、この交点Ｐが実際に検査ボルトが回動を開始した角度となる。
【００４０】
交点Ｐは特性線Ｎから延長した仮想の第１の仮想トルク勾配線ｎ上に存在するので、交点Ｐにおけるトルク値ＴＰも判明し、このトルク値ＴＰを締め付けトルクを検査する測定トルク値として表示部１９に表示させる。
【００４１】
次に、通常のソケット（ショートソケット）を使用して増し締めする場合、上述したロングソケットの場合よりもソケット自体の捩れが小さいので、ショートソケットの捩れ特性線Ｍ´はロングソケットの捩れ特性線Ｍに比べて、基準捩れ角特性線Ｌとの捩れ差θｓ´が小さい（θｓ＞θｓ´）ので、ロングソケットの場合よりも小さい捩れで検査ボルトが実際に回動を開始する。
【００４２】
この場合、上述の場合と同様にして、基準の捩れ角特性線Ｌに基づいて得られた捩れに要するトルク値0.9ＴＡ´よりも小さいトルク値は、ＲＡＭに３点しか記憶されていないので、特性線Ｍ´から延長した仮想の第２の仮想トルク勾配線ｍ´と特性線Ｎ´から延長した仮想の第１の仮想トルク勾配線ｎ´との交点Ｐ´の角度位置の精度が悪くなることも考えられる。
【００４３】
しかし、この場合、捩れ特性線Ｍ´は基準捩れ角特性線Ｌに対して捩れ差θｓ´が小さいので、特性線Ｎ´から延長した第１の仮想トルク勾配線ｎ´と基準捩れ角特性線Ｌとの交点ＰＡ´を検査ボルトが実際に回動を開始した点とみなしても殆ど問題が無い。
【００４４】
したがって、この交点ＰＡ´に対応するトルク値ＴＡ´を締め付けトルクを検査する測定トルク値として表示部１９に表示させる。
【００４５】
本実施の形態において、演算回路１３等の各回路構成部は、操作スイッチ等で構成される操作部１７のメインスイッチのＯＮにより動作が開始され、図４に示すフローチャートに従って測定値の演算が行なわれる。
【００４６】
増し締め動作が開始されると、歪ゲージ１０からＡ/Ｄコンバータ１２を経て入力された検知情報に基づいてトルク値を演算する（Ｓ１）。
【００４７】
Ｓ２において、現在のトルク値Ｔが予めセットされたソケット等のガタを取り除くために必要なトルクＴtrgと比較し、大きければＳ３に進む。
【００４８】
Ｓ３では、振動式ジャイロセンサ１４からＡ/Ｄコンバータ１６を経て入力された検知情報に基づいて角速度を求め、Ｓ４に進む。
【００４９】
Ｓ４では、Ｓ３で求めた角速度を積分演算してトルクレンチの回動角度を求め、Ｓ５に進む。
【００５０】
Ｓ５では、任意の角度θｘ毎のトルクＴｘをＲＡＭに記憶させ、Ｓ６に進む。
【００５１】
Ｓ６では、単位角度当たりのトルク勾配（Δ）を演算し、Ｓ７に進む。
【００５２】
Ｓ７では、トルク勾配（Δ）が予めセットされた値（Δset）より大きいか否かを判定し、下ならば検査ボルトが回動し始めたとみなしてＳ８に進む。
【００５３】
Ｓ８では、検査ボルトの回動角度のカウントを開始し、Ｓ９に進む。
【００５４】
Ｓ９では、回動角度が予めセットされた角度（θset）に達したか否かを判定し、達したと判定するとＳ１０に進む。なお本実施の形態ではθset＝３°に設定している。
【００５５】
Ｓ１０では、増し締め完了信号として、ブザー及びＬＥＤで操作者に増し締めが完了したことを知らせ、Ｓ１１に進む。
【００５６】
Ｓ１１では、ＲＡＭに記憶されたθｘとＴｘを読み込み、Ｓ１２に進む。
【００５７】
Ｓ１２では、増し締め完了前の安定した一定の領域（本実施の形態では検査ボルトの回転後1.5°〜３°の間）のデータ（点▲１▼〜▲４▼）から図３に示す直線Ｎを引き、Ｓ１３に進む。
【００５８】
Ｓ１３では、予め記憶している図３に示す基準捩じれ角特性線ＬとＳ１２で求めた特性線Ｎから延長した仮想の第１の仮想トルク勾配線ｎとの交点ＰＡを求め、Ｓ１４に進む。
【００５９】
Ｓ１４では、Ｓ１３で求めたＰＡ点に対応するトルク値ＴＡの９０％の値を求め、Ｓ１５に進む。
【００６０】
Ｓ１５では、Ｓ１４で求めた0.9ＴＡより前に、特性線Ｍを引くために必要なデータの数がｍ個以上あるかを判定し、存在するとＳ１６に進む。
【００６１】
Ｓ１６では、データ（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）から直線の特性線Ｍを引き、Ｓ１７に進む。
【００６２】
Ｓ１７では、直線の特性線Ｍから仮想した第２の仮想トルク勾配線ｍと直線の特性線Ｎから仮想した第１の仮想トルク勾配線ｎとの交点Ｐを求め、Ｓ１８に進む。
【００６３】
Ｓ１８では、Ｓ１７で求めた交点Ｐのトルク値を測定点のトルク値として表示部１９に表示させ、この増し締め動作のルーチンを終了させる。
【００６４】
一方、Ｓ１５において、特性線Ｍを引くために必要なデータの数がｍ個以上存在しない場合には、Ｓ１９に進む。
【００６５】
Ｓ１９においては、図３に示すように、Ｓ１３で求めた特性線Ｌとの交点ＰＡのトルク値を測定点として表示部１９に表示させ、この増し締め動作のルーチンを終了させる。
【００６６】
次に、本実施の形態に用いた増し締め検査用トルクレンチは、測定範囲が２０〜１００Ｎ・ｍ、使用ソケットは長さが１５０ｍｍ、最小径１５ｍｍ、１００Ｎ・ｍ負荷時のソケット捩れが約２．４度であった。また、測定用ボルトについては、トルク上昇率が標準的なものを使用し、２０Ｎ・ｍの時に１度あたり０．５６Ｎ・ｍ上昇するもの、５０Ｎ・ｍの時に１度あたり１．３９Ｎ・ｍ上昇するもの、１００Ｎ・ｍの時に１度あたり２．７８Ｎ・ｍ上昇するものを使用した。
【００６７】
２０Ｎ・ｍで測定した時
図３に示す直線Ｍは引けないが、直線Ｌで計算した時の誤差は１％以内（0.75％）で小さいため、直線Ｌで問題なかった。
【００６８】
５０Ｎ・ｍで測定した時
図３に示す直線Ｍで計算した時の誤差は０％、直線Ｌで計算した時の誤差は約３％と大きく、直線Ｍを使用しないといけなかった。
【００６９】
１００Ｎ・ｍで測定した時
図３に示す直線Ｍで計算した時の誤差は０％、直線Ｌで計算した時の誤差は約7.1％と大きく、直線Ｍを使用しないといけなかった。
【００７０】
このように、本実施の形態の増し締め検査用トルクレンチによれば、種々のソケット等を交換して使用したりして、ソケット等のねじり特性やレンチ自体の弾性変形などにより検査ボルトが実際に回動する前にトルクレンチが回動するという現実を加味して測定トルクを得ることができるので、高精度で迅速に検査ボルトが所定のトルクで締め付けられているか否かを判断することが可能となる。
【００７１】
なお、上記した実施の形態において演算処理回路はトルクレンチ本体に設けたが、別に設けても良く、歪ゲージや振動式ジャイロセンサーで検出した情報を有線あるいは無線方式で演算処理回路に入力するようにしても良い。
【００７２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、検査ボルトが回動を開始する前にトルクレンチの回動を検知し始めても、検査ボルトが回動する前にトルクレンチが回動することによって生じる誤差を補正し、締結ボルトを増し締めするだけで、検査ボルトの測定トルクを精度よくしかも容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の増し締め検査用トルクレンチの実施の形態を示す外観図。
【図２】図１の演算処理回路のブロック図。
【図３】図２の処理装置により求められる締め付けトルク値の演算処理を示す線図。
【図４】図２の演算回路の動作を示すフローチャート。
【図５】一般的なレンチによる締結トルクと捩れ角度との関係を示した特性図。
【図６】捩れによる誤差の発生を示す特性図
【符号の説明】
１ 演算処理装置
２ レンチ本体
３ ラチエット式交換ヘッド
４ スパナ式交換ヘッド
１０ 歪ゲージ
１１、１５ 増幅回路
１２、１６ Ａ/Ｄコンバータ
１３ 演算回路
１４ 振動式ジャイロセンサ
１７ 操作部
１８ ＲＯＭ
１９ 表示部
２０ 報知部
Claims (6)
- 締結状態にあるボルトを締め付ける増し締め検査用トルクレンチであって、レンチ本体に設けられ、前記ボルトを締め付ける際のトルクを検出するためのトルク検出手段と、前記レンチ本体に設けられ、トルクレンチの回動角度を検出するための回動角度検出手段と、前記トルク検出手段で検出したトルク情報と前記回転角度検出手段で検出した回転角度を入力情報として、前記ボルトの回動後の安定した領域で得られた前記入力情報に基づいて第１のトルク勾配線を求め、前記第１のトルク勾配線から予め設定されたトルクレンチ固有のねじれ特性勾配線まで延長する仮想の第１の仮想トルク勾配線を演算する第１の演算手段と、前記ボルトが回動する前の前記ボルトの静止状態で得られた前記入力情報に基づいて第２のトルク勾配線を求め、前記第２のトルク勾配線から延長する仮想の第２の仮想トルク勾配線を求める第２の演算手段と、前記第１の仮想トルク勾配線と前記第２の仮想トルク勾配線の交点を求め、該交点でのトルク値を測定トルク値とする第３の演算手段とを有することを特徴とする増し締め検査用トルクレンチ。
- 締結状態にあるボルトを締め付ける増し締め検査用トルクレンチであって、レンチ本体に設けられ、前記ボルトを締め付ける際のトルクを検出するためのトルク検出手段と、前記レンチ本体に設けられ、トルクレンチの回動角度を検出するための回動角度検出手段と、前記トルク検出手段で検出したトルク情報と前記回転角度検出手段で検出した回転角度を入力情報として、前記ボルトの回動後の安定した領域で得られた前記入力情報に基づいて第１のトルク勾配線を求め、前記第１のトルク勾配線から予め設定されたトルクレンチ固有のねじれ特性勾配線まで延長する仮想の第１の仮想トルク勾配線を演算する第１の演算手段と、前記ボルトが回動する前の前記ボルトの静止状態で得られた前記入力情報に基づいて第２のトルク勾配線を求め、前記第２のトルク勾配線から延長する仮想の第２の仮想トルク勾配線を求める第２の演算手段と、前記第２の演算手段で前記第２のトルク勾配線を演算するための前記入力情報数が予め設定した個数以上の場合には、前記第１の仮想トルク勾配線と前記第２の仮想トルク勾配線の交点を求め、該交点でのトルク値を測定トルク値とし、前記予め設定した個数よりも少ない場合には、前記第１の仮想トルク勾配線と前記捩れ特性勾配線の交点でのトルク値を測定トルク値とする第３の演算手段とを有することを特徴とする増し締め検査用トルクレンチ。
- 前記第３の演算手段で得られた測定トルク値を表示する表示手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の増し締め検査用トルクレンチ。
- 前記ボルトの回動後、予め設定した角度を超えて回動すると、測定終了を知らせる報知手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の増し締め検査用トルクレンチ。
- 前記第１の演算手段は、前記ボルトの回動後、所定の回動角度を超えた領域で得た前記入力情報を前記安定した領域で得られた入力情報とすることを特徴とする請求項１、２、３または４のいずれかに記載の増し締め検査用トルクレンチ。
- 前記第２の演算手段が演算に用いる前記ボルトが回動する前の前記ボルトの静止状態で得られる前記入力情報は、前記捩れ特性勾配線と前記第１の仮想トルク勾配線との交点におけるトルク値に所定の係数を掛けたトルク値よりも小さいトルク値とすることを特徴とする請求項１、２、３、４または５のいずれかに記載の増し締め検査用トルクレンチ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001095552A JP4869490B2 (ja) | 2000-08-07 | 2001-03-29 | 増し締め検査用トルクレンチ |
| DE60126100T DE60126100T2 (de) | 2000-08-07 | 2001-06-18 | Drehmomentschlüssel zur nachfolge-anziehprüfung |
| PCT/JP2001/005164 WO2002011953A1 (en) | 2000-08-07 | 2001-06-18 | Torque wrench for further tightening inspection |
| US10/089,241 US6698298B2 (en) | 2000-08-07 | 2001-06-18 | Torque wrench for further tightening inspection |
| EP01938715A EP1310333B1 (en) | 2000-08-07 | 2001-06-18 | Torque wrench for further tightening inspection |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000238262 | 2000-08-07 | ||
| JP2000238262 | 2000-08-07 | ||
| JP2000-238262 | 2000-08-07 | ||
| JP2001095552A JP4869490B2 (ja) | 2000-08-07 | 2001-03-29 | 増し締め検査用トルクレンチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002120162A JP2002120162A (ja) | 2002-04-23 |
| JP4869490B2 true JP4869490B2 (ja) | 2012-02-08 |
Family
ID=26597467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001095552A Expired - Lifetime JP4869490B2 (ja) | 2000-08-07 | 2001-03-29 | 増し締め検査用トルクレンチ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6698298B2 (ja) |
| EP (1) | EP1310333B1 (ja) |
| JP (1) | JP4869490B2 (ja) |
| DE (1) | DE60126100T2 (ja) |
| WO (1) | WO2002011953A1 (ja) |
Families Citing this family (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6968759B2 (en) * | 2001-11-14 | 2005-11-29 | Snap-On Incorporated | Electronic torque wrench |
| JP3835374B2 (ja) * | 2002-08-09 | 2006-10-18 | マツダ株式会社 | ボルト締結方法及びその装置 |
| US20050092143A1 (en) * | 2004-07-30 | 2005-05-05 | Lehnert Mark W. | Position sensing electronic torque wrench |
| JP4435012B2 (ja) * | 2005-04-07 | 2010-03-17 | 京都機械工具株式会社 | トルクレンチ |
| US7370539B2 (en) * | 2005-07-18 | 2008-05-13 | Easco Hand Tools, Inc. | Electronic torque wrench with a rotatable indexable display device |
| US7469619B2 (en) * | 2005-07-18 | 2008-12-30 | Easco Hand Tools, Inc. | Electronic torque wrench with a torque compensation device |
| US7562589B2 (en) * | 2005-07-18 | 2009-07-21 | Easco Hand Tools, Inc. | Display device for an electronic torque wrench |
| US7331246B2 (en) * | 2005-07-18 | 2008-02-19 | Easco Hand Tools, Inc. | Mechanical torque wrench with an electronic sensor and display device |
| CN100450724C (zh) * | 2005-11-22 | 2009-01-14 | 廖文煇 | 具有传感器的扭力扳手 |
| US7565844B2 (en) * | 2005-11-28 | 2009-07-28 | Snap-On Incorporated | Torque-angle instrument |
| DE102006013148A1 (de) * | 2006-03-20 | 2007-09-27 | Eduard Wille Gmbh & Co. Kg | Drehmomentwerkzeug mit Leistungsverstärker |
| US7493830B2 (en) * | 2006-07-14 | 2009-02-24 | Easco Hand Tools, Inc. | Mechanical torque wrench with an electronic sensor and display device |
| DE202007002793U1 (de) * | 2007-02-22 | 2007-05-10 | Eduard Wille Gmbh & Co. Kg | Winkelmesseinrichtung |
| WO2008155993A1 (ja) * | 2007-06-18 | 2008-12-24 | Tohnichi Mfg. Co., Ltd. | トルク工具装置 |
| US20080319570A1 (en) * | 2007-06-25 | 2008-12-25 | Van Schoiack Michael M | System and method for fastener installation |
| US7934428B2 (en) * | 2007-09-20 | 2011-05-03 | Asi Datamyte, Inc. | Residual torque analyzer |
| DE102007055028A1 (de) * | 2007-11-17 | 2009-05-20 | Richard Abr. Herder Kg | Winkelmeßeinrichtung |
| US7900524B2 (en) * | 2008-09-09 | 2011-03-08 | Intersense, Inc. | Monitoring tools |
| JP5645193B2 (ja) * | 2008-10-22 | 2014-12-24 | アトラス・コプコ・インダストリアル・テクニーク・アクチボラグ | 固定された締め具の検査工具及び検査方法 |
| US20100199782A1 (en) * | 2009-02-06 | 2010-08-12 | Chih-Ching Hsieh | Torque-Angle Alarm Method and Wrench thereof |
| US8844381B2 (en) | 2009-04-03 | 2014-09-30 | Apex Brands, Inc. | Electronic torque wrench with dual tension beam |
| JP5304630B2 (ja) * | 2009-12-24 | 2013-10-02 | トヨタ自動車株式会社 | 締結部材の締め付けトルク検査方法及び締め付けトルク検査システム |
| CN102241006B (zh) * | 2010-05-10 | 2013-09-25 | 谢智庆 | 振动扳手 |
| US20120132043A1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-05-31 | Xia Chen | Ratcheting mechanical torque wrench with an electronic sensor and display device |
| US8770071B2 (en) * | 2011-04-08 | 2014-07-08 | Yeh-Ching Chang | Electronic torque wrench with a rotatable display unit |
| US20120255404A1 (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-11 | Yeh-Ching Chang | Electronic torque wrench with a rotatable display unit |
| JP2013160506A (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-19 | Denso Corp | 増締トルク計測装置および増締トルク計測方法 |
| JP6029890B2 (ja) * | 2012-08-17 | 2016-11-24 | 株式会社東日製作所 | 角度レンチおよび回転角度測定装置 |
| TWI504486B (zh) * | 2012-12-19 | 2015-10-21 | Kabo Tool Co | Improved handle of the electronic torque wrench |
| DE202014105672U1 (de) | 2014-11-25 | 2014-12-02 | Eduard Wille Gmbh & Co. Kg | Drehmoment- und Drehwinkelwerkzeug |
| CN109277798A (zh) * | 2017-07-22 | 2019-01-29 | 青岛理工大学 | 一种自动拧紧机及其使用方法 |
| EP3778123B1 (en) * | 2018-04-10 | 2023-03-01 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Signal processing apparatus and electric tool |
| US11752604B2 (en) | 2018-04-13 | 2023-09-12 | Snap-On Incorporated | System and method for measuring torque and angle |
| US20240058928A1 (en) * | 2020-10-15 | 2024-02-22 | Enerpac Tool Group Corp. | Load measurement system for hydraulic torque wrench |
| CN113390543B (zh) * | 2021-06-30 | 2022-03-01 | 中国铁路郑州局集团有限公司科学技术研究所 | 一种可控扭矩冲击扳手扭矩在线测量方法及装置 |
| CN114459743A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-05-10 | 东风柳州汽车有限公司 | 螺栓异常检测方法、装置、设备及存储介质 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51119275A (en) | 1975-03-18 | 1976-10-19 | Toyota Motor Corp | Cramping force measurement torque wrench device |
| ZA774188B (en) * | 1976-08-09 | 1979-05-30 | Rockwell International Corp | Tension control of fasteners |
| US4235006A (en) * | 1979-04-19 | 1980-11-25 | Rockwell International Corporation | Tension control of fasteners |
| US4375123A (en) * | 1980-04-07 | 1983-03-01 | Sps Technologies, Inc. | Method and apparatus for tightening threaded fastener assemblies |
| US4375122A (en) * | 1980-04-07 | 1983-03-01 | Sps Technologies, Inc. | Method and apparatus for tightening threaded fastener assemblies |
| US4450727A (en) * | 1982-04-29 | 1984-05-29 | Gse, Inc. | Digital retorque measuring apparatus |
| JP3086084B2 (ja) | 1992-10-28 | 2000-09-11 | 株式会社東日製作所 | 増締めトルク計測装置 |
| JPH09174451A (ja) | 1995-12-25 | 1997-07-08 | Yutani:Kk | 被締付物締付装置 |
| JP4740430B2 (ja) | 1998-06-11 | 2011-08-03 | 株式会社東日製作所 | ねじ締結トルクの測定方法およびトルクレンチ |
| JP2000094355A (ja) | 1998-09-22 | 2000-04-04 | Toyota Motor Corp | 塑性域締付部位用トルクレンチ |
| JP3835023B2 (ja) * | 1998-11-09 | 2006-10-18 | マツダ株式会社 | ねじの締付軸力測定方法及び該測定方法を用いたねじ締付方法並びにこれらの装置 |
-
2001
- 2001-03-29 JP JP2001095552A patent/JP4869490B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2001-06-18 EP EP01938715A patent/EP1310333B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-06-18 WO PCT/JP2001/005164 patent/WO2002011953A1/ja active IP Right Grant
- 2001-06-18 DE DE60126100T patent/DE60126100T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-06-18 US US10/089,241 patent/US6698298B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE60126100T2 (de) | 2007-09-13 |
| JP2002120162A (ja) | 2002-04-23 |
| US6698298B2 (en) | 2004-03-02 |
| EP1310333A4 (en) | 2006-03-29 |
| EP1310333A1 (en) | 2003-05-14 |
| WO2002011953A1 (en) | 2002-02-14 |
| EP1310333B1 (en) | 2007-01-17 |
| DE60126100D1 (de) | 2007-03-08 |
| US20020152820A1 (en) | 2002-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4869490B2 (ja) | 増し締め検査用トルクレンチ | |
| CA2630389C (en) | Torque-angle instrument | |
| JP5645193B2 (ja) | 固定された締め具の検査工具及び検査方法 | |
| US7082866B2 (en) | Ratcheting torque-angle wrench and method | |
| US9933277B2 (en) | Test indicator | |
| JP2008307629A (ja) | トルクレンチ | |
| EP3752790B1 (en) | Metrology device with automated compensation and/or alert for orientation errors | |
| JP2005351683A (ja) | 締付工具とその管理装置とそれらのセット | |
| JPH06137975A (ja) | 増締めトルク計測装置 | |
| RU2367917C1 (ru) | Способ измерения крутящего момента затяжки резьбовых соединений и динамометрический ключ для его осуществления | |
| JP2011179952A (ja) | ボルト軸力検出システム及びボルト軸力検出方法 | |
| WO2012069936A1 (en) | Apparatus for torque wrench with tightening angle measurement function | |
| JP5304630B2 (ja) | 締結部材の締め付けトルク検査方法及び締め付けトルク検査システム | |
| JP5172055B2 (ja) | ジョイント係数測定器 | |
| RU2284260C1 (ru) | Динамометрический ключ | |
| JP3760856B2 (ja) | トルク検出装置 | |
| JP4764541B2 (ja) | 締結トルク測定に適したトルクレンチ | |
| Brüge et al. | Influence of cross forces and bending moments on reference torque sensors for torque wrench calibration | |
| JP5012928B2 (ja) | 重力センサを備えるトルクレンチ及びその回転角度を正確に計算する方法 | |
| TWI709462B (zh) | 指針式電子扭力扳手 | |
| JP3368081B2 (ja) | 締着装置 | |
| JPS6196434A (ja) | トルクレンチの精度測定装置 | |
| JP2005221254A (ja) | 軸力測定器具、軸力測定装置及び軸力測定方法 | |
| JP2000000778A (ja) | ねじ締結トルクの測定方法 | |
| JP2009131925A (ja) | ボルトの締付トルク検査装置と締付トルク検査方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080310 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20080310 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110308 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110428 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111025 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111116 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4869490 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141125 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |