JPH0442027A - 螺子締付力測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインパクトレンチやパルスレンチ等の動力レン
チ、或いは手動トルクレンチなどの各種レンチの螺子締
付力測定装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から、各種の装置や構造物等の組立ラインにおいて
、一部品である部材を所定部位にボルトやナツトによっ
て固着するには、上記のような各種のレンチを使用して
ボルトやナツトを一定の締付力でもって螺締することが
行われている。

この際、固着すべき部材に応じて締付けに必要なトルク
並びに軸力を発生させるレンチを使用しなければならな
いが、通常、部材の組立現場においては多数のボルト・
ナンドを一定の締付力でもって螺締できるレンチを使用
しているのが現状である。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、各種の部材を固着するには、部材の変形
や歪み、さらには固着具であるボルトナツトの径等によ
ってその固着力が異なり、従って、一定のトルクでもっ
て部材の締め付けが行えるレンチを使用しても、その締
付トルクに達した時に部材が完全に固着されたかどうか
を判断することが困難である。

又、各種のレンチは夫々、一定の締付力が得られるよう
に製作されるが、同一種類のレンチであっても締付トル
クに多少の変動があり、その上、使用中における部品の
摩損等によって初期の締付力が得られない場合が生じ、
部材を確実且つ精度よく固着することができない等の問
題点がある。

本発明はこのような問題点をなくし、現場等において使
用するレンチの軸力及びトルクを正確に測定して精度よ
く確実な部材の固着を可能にすることを目的とする螺子
締付力測定装置を提供するものである。

（課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために本発明の螺子締付力測定装置
は、螺子孔を有する部材の該螺子孔に螺合させるボルト
体と、該ボルト体に被嵌してボルト体の締付は回動力に
よりそのボルト頭と前記部材間で挟圧される応力チュー
ブと、この応力チューブの外周面に装着され且つ信号ケ
ーブルを介して軸力を検出する歪ゲージと、一端部を前
記ボルト頭に嵌合させ且つ他端部をレンチの回転軸に嵌
合させるソケット体と、このソケット体の表面に装着し
て信号ケーブルを介してトルクを検出する歪ゲージと、
前記両信号ケーブルに電気的に接続して軸力とトルクと
を表示する測定器とからなることを特徴とするものであ
る。

〔作　　　用〕

応力チューブを取付けたボルト体を部材の螺子孔に螺合
させると共にそのボルト頭にソケットを介して検査をす
べきレンチの回転軸を連結する。

この状態にしてレンチを駆動すると、その回転軸の回転
力がソケット体を介してボルト体に伝達され、該ボルト
体は部材の螺子孔に螺進してボルト体に被嵌している応
力チューブを該部材とボルト頭で挟圧する。この状態に
なるまでは、応力チューブ並びにソケット体には何等の
変形応力が生じないが、応力チューブが部材とボルト頭
で挟圧されると、ボルト体の回転力に対して抵抗力が生
じ、その抵抗力に抗してボルト体を回動させようとする
レンチの回転軸のトルクが増大して、応力チューブが圧
縮力を受けると共にソケット体が捩り力を受けることに
なる。

応力チューブが圧縮されると、その圧縮変形量が歪ゲー
ジにより検出されると共にソケット体に作用する捩り方
向の歪量は該ソケット体に装着した歪ゲージによって検
出され、レンチの回転軸のトルクが増大するに従って比
例的に増大するこれらの歪量は信号ケーブルを通じて測
定器に電気信号として入力して数値的に算出される。

而して、応力チューブ及びソケット体側の抵抗力がレン
チの回転トルク以上に達すると、レンチの回転軸の回転
が停止し、その抵抗力に対応したレンチの最大軸力とト
ルクが一定値として測定器に表示されるものである。

〔実　施　例〕

本発明の実施例を図面について説明すると、（１）はそ
の上面前後部に固定支持板（２）（３）を立設している
支持台で、これらの前後再固定支持板（２）（３）の中
央部には同一軸線上に対向させてボルト挿通孔（４）と
固定具取付孔（５）を夫々穿設しである。

固定具（６）はその軸部（６ａ）を前記後部固定支持板
（３）の取付孔（５）に挿通して固定用ボルト（７）に
より着脱自在に固定していると共に、該軸部（６ａ）の
先端に六角形状の角孔（８）を設けている固定ソケット
部（６ｂ）を一体的に設けてその角孔（８）を前方に向
かって開口させである。

（９）は前部固定支持板（２）の挿通孔（４）に前方か
ら挿通してその螺子部（９ａ）の端部を前記角孔（８）
に前後摺動自在に嵌合しているナツト体ａωに螺合させ
ているボルト体で、ナツト体０ωと前部固定支持板（２
）の後面間の螺子部（９ａ）に短筒形状の応力チューブ
ＯＤを挿通状態に被嵌させである。

この応力チューブＧＯは中空環状のケース（１２＋の中
央孔（１２ａ）にその前後端部を突出状態にして挿通、
支持されてあり、その外周面の適所に歪ゲージ面を装着
しである。さらに、この歪ゲージ０ωはケース０２１に
着脱自在に取付けられた信号ケーブル側を介して測定器
０５１に接続しである。

０６）は前部固定支持板（２）から前方に突出した前記
ボルト体（９）の頭部（９ｂ）にその一端角孔部（１６
ａ）を嵌合させるソケット体で、他端部には動力レンチ
（Ａ）の回転軸（Ｂ）を嵌合させる角孔部（１６ｂ）を
設けてあり、さらに、その中央部の小径軸部（１６ｃ）
の外周面適所に歪ゲージ０７）を装着し、この歪ゲージ
θ′７１は信号ケーブル０８）を介して前記測定器００
に接続しである。

測定器０５）は前記画歪ゲージ０■０７）の電圧等の電
気的変化量を測定、算出して数値的に表示する表示部（
１５ａ）と、その数値を記録し、グラフとして記録紙を
表示する印刷部（１５ｂ）とを備えている。

Ｏｇｌは上記支持台（１）や測定器００等を載置して組
立ライン内に移動可能にした台車である。

このように構成した螺子締付力測定装置により例えば、
現場において使用するインパクトレンチの螺子締付力を
測定するには、まず、支持台（１）の後部固定支持板（
３）に固定具（６）の軸部（６ａ）を固定すると共にこ
の固定具（６）のソケット部（６ｂ）と前部固定支持板
（２）間に応力チューブＯＤ並びに信号ケーブル０４）
を装着したケース０りを座金ＱＯを介して介在させ、前
部固定支持板（２）の前方から挿通孔（４）並びに応力
チューブθＯと座金１２ＩＩｌにボルト体（９）を挿通
してその螺子部先端を固定具（６）のソケット部（６ｂ
）内に設けているナツト体００）に螺合させる。

なお、ボルト体（９）の頭部（９ｂ）と前部固定支持板
（２）の前面間にも座金（２１）を介在させてお（。

ついで、前部固定支持板（２）の前面から突出したボル
ト頭（９ｂ）に歪ゲージ０７）を装着しているソケット
体０６）の一端側角孔部（１６ａ）を嵌合させたのち、
該ソケット体０６）の他端側角孔部（１６ｂ）にインパ
クトレンチ（Ａ）の回転軸（Ｂ）を嵌合させ、この状態
でインパクトレンチ（Ａ）内に設けているモータを作動
させると、回転軸（Ｂ）が回転してその回転力がソケッ
ト体０６）を介してボルト体（９）に伝達され、該ボル
ト体（９）がナツト体０ωに螺進してボルト体（９）に
被嵌している応力チューブａυが該ナツト体ａωと前部
固定支持板（２）間で挟圧される。この間、即ちナツト
体０ωが応力チューブ（ｌＩ）に当接するまでは、応力
チューブ００並びにソケット体０ωには何等の変形応力
が生じないが、ナツト体００）が応力チューブ０１）の
端面に当接して応力チューブ（ＩＩ）が該ナツト体ＧＯ
）と前部固定支持板（２）間で挟圧されると、応力チュ
ーブ００側にボルト体（９）の回転トルクに対する抵抗
力が発生し、その抵抗力に抗してインパクトレンチ（Ａ
）の回転軸（Ｂ）が回動すると、応力チューブ（１１）
が軸方向に締付けられて圧縮変形が生じる一方、ソケッ
ト体０ωには捩り変形が生じることになり、応力チュー
ブＱＯを圧縮させようとするインパクトレンチ（Ａ）の
軸力とソケット体０ωを捩回させようとするインパクト
レンチ（Ａ）のトルクが徐々に増大する。

そして、インパクトレンチ（Ａ）の軸力に比例して圧縮
変形する歪量が応力チューブθＯの外周面に装着してい
る歪ゲージ（１３）により検出されると共にインパクト
レンチ（Ａ）の回転トルクに比例して増大するソケット
体０６）の捩り方向の歪量は該ソケット体０６）に装着
した歪ゲージａ′７）によって検出され、夫々信号ケー
ブル０４）側を通じてその歪変化量は測定器０５１に電
気信号として入力され、測定器０９に内蔵している増幅
器並びに検算器（図示せず）等によって夫々の歪量に応
じた軸力とトルクに数値的に換算、算出されて表示部（
１５ａ）にその軸力とトルクが表示されると共に印刷部
（１５ｂ）から第４図に示すように、その数値の記録紙
がグラフとして表出される。

応力チューブ（Ｉ　Ｉ）及びソケット体０６）側の抵抗
力がインパクトレンチ（Ａ）の回転トルクの限界に達す
ると、インパクトレンチ（Ａ）の回転軸（Ｂ）の回転が
停止し、抵抗力に対応した最大の軸力とトルクが一定値
として測定器０５）に表示されるものである。

このようなレンチの締付力の検出は、ナツト体０ωを内
装している固定具（６）を使用することなく、螺子孔を
有する部材、例えば、組立対象物である部材の該螺子孔
を利用することにより、部材に対するボルト体（９）の
固着力を検出することができる。

即ち、第３図に示すように、台車０９）を組立現場にま
で移動させ、組立てられる部材（Ｃ）に設けた多数の螺
子孔（Ｄ）にボルト体（９）によって別な部材（Ｅ）を
固着させるに際して、該ボルト体（９）にケース０２１
内の応力チューブＯＤを被嵌させたのち、ボルト体（９
）を部材（Ｅ）に設けている多数の挿通孔（Ｆ）のうち
、任意の挿通孔（Ｆ）内に挿通し、ボルト頭（９ｂ）に
ソケット体０ωを介してレンチ（八）の回転軸（Ｂ）を
連結し、上記同様にしてレンチ（Ａ）を作動させてボル
ト体（９）に生じるレンチ（Ａ）の軸力とトルクを応力
チューブ０１）に装着した歪ゲージ０■とソケット体０
６）に装着した歪ゲージθつを介して検出するものであ
る。

こうして、測定されたレンチ（Ａ）の軸力とトルクが組
立対象物である部材を完全に固着するに必要な数値であ
れば、該レンチ（八）を使用してボルトの締付作業を行
うものである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の螺子締付力測定装置によれば、螺
子孔を有する部材の該螺子孔に螺合させるボルト体と、
該ボルト体に被嵌してボルト体の締付は回動力によりそ
のボルト頭と前記部材間で挟圧される応力チューブと、
この応力チューブの外周面に装着され且つ信号ケーブル
を介して軸力を検出する歪ゲージと、一端部を前記ボル
ト頭に嵌合させ且つ他端部をレンチの回転軸に嵌合させ
るソケット体と、このソケット体の表面に装着して信号
ケーブルを介してトルクを検出する歪ゲージと、前記両
信号ケーブルに電気的に接続して軸力とトルクとを表示
する測定器とからなるものであるから、レンチの回転軸
をソケット体に嵌合させて該レンチを作動させることに
より、応力チューブとソケット体とに装着した歪ゲージ
によって該レンチの軸力とトルクを数値的に正確に検出
することができ、従って、現場等において使用するレン
チをその使用前に、組立てるべき部材に必要な固着力が
得られるかどうかを簡単に検知することができ、所望以
上のトルクを有するレンチの使用を可能にして、部材を
精度よく確実に固着することができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図はその一部
縦断側面図、第２図は簡略分解斜視図、第３図は現場に
おける使用状態を示す簡略斜視図、第４図は記録紙に表
示された軸力並びにトルクの線図である。 （６）・・・固定具、（６ｂ）・・・固定ソケット体、
（８）・・・角孔、（９）・・・ボルト体、００）・・
・ナツト体、０１）・・・応力チューブ、（１３）０７
）・・・歪ゲージ、０４）面・・・信号ケーブル、０５
）・・・測定器、ａω・・・ソケット体、（Ａ）・・・
動力レンチ、（Ｂ）・・・回転軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、螺子孔を有する部材の該螺子孔に螺合させるボ
   ルト体と、該ボルト体に被嵌してボルト体の締付け回動
   力によりそのボルト頭と前記部材間で挟圧される応力チ
   ューブと、この応力チューブの外周面に装着され且つ信
   号ケーブルを介して軸力を検出する歪ゲージと、一端部
   を前記ボルト頭に嵌合させ且つ他端部をレンチの回転軸
   に嵌合させるソケット体と、このソケット体の表面に装
   着して信号ケーブルを介してトルクを検出する歪ゲージ
   と、前記両信号ケーブルに電気的に接続して軸力とトル
   クとを表示する測定器とからなることを特徴とする螺子
   締付力測定装置。