JPH05305536A - 締結器上の引張り荷重を測定し制御するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】少なくとも二つの要素を締結する締結器により
該要素上に荷された力を迅速正確に測定し制御する装置
及び方法を提供すること。 【構成】本発明は、超音波を用いて締結器Ｆ上の引張り
荷重を測定し制御する。駆動手段14により、締結器は二
つ以上の要素X1、X2を接続するよう配置され捩じ込まれ
る。制御手段16は、要素上へ所定量のクランプ力が与え
られるよう締結器の捩込みを制御する。検査手段18は、
超音波を生成し、締結器へ伝送し、引張り荷重の関数即
ちクランプ力の関数である超音波の通過時間が測定され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、締結システムに係り、
一層詳細には、ボルトの如き螺着される締結器に於ける
引張り荷重を超音波により測定するための装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】種々の用途に於て、種々の締結器が用い
られている。しかしながら、用途によらず、全ての場合
に於て、締結器は、二つ若しくはそれ以上の要素を互い
に接続するべく、かかる要素へクランプ力を生成するの
に用いられている。接続の性能に於て基本的な事柄は、
正しい量のクランプ力が用いられているか否かである。
クランプ力が小さ過ぎる場合、例えば、滑り若しくは洩
れを生ずることとなる。クランプ力が大き過ぎる場合、
接続が、最終的に旨くいかないこととなる。

【０００３】印加されるクランプ力の正確さは、多くの
場合、特定の用途に依存する。例えば、もし木製の構造
部材がボルトにより互いに固定される場合、適当な接続
は、通常、単にボルトの頭部若しくは関連したワッシャ
を木材の表面内に埋め込むのに充分なクランプ力を与え
るだけで達成される。一方、航空機等の機体の一部が互
いに固定される場合、正確なクランプ力が正確な接続を
得るべく与えられなければならない。実際上の問題とし
て、正確に締付けの制御を行うことの重要性は、締結器
の適用の複雑さと性能基準に直接に関連したものであ
る。

【０００４】より軽量で、より効率的な構造及び機械が
発展され続けることにより、より良い締結器の荷重を制
御する方法が提供されてきている。現在用いられている
種々の方法の各々は、締結器を締付けることにより生成
されるクランプ力に何等かの形で関連した物理的な現象
を測定することに関連していると言えば充分であろう。
それらの種々の方法は、一つ若しくは二つの接続だけ監
視されなければならない場合に於ては適当である。しか
しながら、もし多数の接続が存在し、各々のクランプ力
が制御されなければならない場合、印加されたクランプ
力と測定されたその効果に於ける関係は、予測し難いも
のとなる。もし、測定方法が印加されたトルクに関連し
たものであれば、予測不可能性は増大する。

【０００５】基本的には、締結システムに於て、トルク
は、ボルトの螺刻された部分の傾斜した平面に対してナ
ットを回転するのに必要とされる駆動力である。理論的
には、トルクを締付け力の測定値として用いることは可
能であるはずであるが、試験によれば、摩擦力が生成さ
れる締付け力の大部分を吸収するということが示されて
いる。従って、トルクは信頼できない測定値であり、こ
のことは、特に締結器を構成する材質、螺着の適合度、
及び潤滑の如き要因が考慮されなければならない場合に
顕著である。

【０００６】

【発明の概要】本発明の幾つかの目的は、ボルト締付け
制御装置を提供することと、締結器上に荷された力を迅
速に、効果的に、且正確に測定し、これらの力が受入れ
可能な範囲にあるか否かを決定するための上記の如き装
置を提供することと、印加されたトルクに基く測定法で
はなく、超音波による測定法を用いて正確に締結器力を
決定する上記の如き装置を提供することと、トルクを基
にした制御装置よりも正確で且信頼のできる上記の如き
装置を提供することと、締付け制御のための固定器具若
しくは連続的な組立て操作のための多段制御装置へ組込
まれる上記の如き装置を提供することと、自動化され、
使用者に、迅速で且正確な測定が提供され、これにより
操作に於て正確な制御がなされるようになっている上記
の如き装置を提供することと、締結器締付け行程の即時
制御を提供するのに充分な速度にて締結器の荷重を測定
することのできる上記の如き装置を提供することと、種
々の構造的な特性だけでなく、締結される材料の違い、
印加される力の量に関連して種々の形式の締結器に適応
するべく容易にプログラムすることのできる上記の如き
装置を提供することと、現在用いられているトルクを基
本にした制御装置と概ね同等の費用で済む上記の如き装
置を提供することとである。

【０００７】本発明によれば、端的に述べれば、装置
は、締結器上の引張り荷重を測定し制御するよう構成さ
れている。締結器は、二つ若しくはそれ以上の要素を互
いに接続するよう配置される。駆動装置が締結器へ接続
し、該締結器を捩込む。締結器は要素へクランプ力を与
えてこれらを互いに接続し、かかるクランプ力は締結器
上へ等しい反対方向の引張り力を生成する。コントロー
ラは、駆動ユニットの動作の開始及び停止を行う。コン
トローラは、駆動ユニットによる締結器の捩込みを制御
し、これにより締結器は、要素上へ所定量のクランプ力
を与える。検査ユニットは、超音波を生成し、締結器の
長さ方向に該締結器を通してかかる超音波を伝送する。
そして、超音波の通過時間が測定される。この時間は、
締結器上の引張り荷重の関数であり、従って、締結器に
より与えられたクランプ力の関数となる。また、締結器
上の引張り荷重を測定し、制御する方法が、開示され
る。その他の目的及び特徴は以下に於て部分的に明らか
になり指摘されるであろう。

【０００８】

【実施例】図面に於て同一の符号は同一の部分を示す。

【０００９】図面を参照すると、本発明の締結器Ｆ上の
引張り荷重を測定し制御するための装置が、図１に於て
概ね１０にて示されている。装置は、多くの自動的なボ
ルト締付け機若しくは締結機と共に用いられる独立した
装置として作動するよう構成されている。或いは、装置
はかかる機器へ組込まれていてもよく、若しくは、多段
組立ライン制御ステーションへ組込まれるようになって
いてもよい。何れにしても、装置１０は、例えば二つ若
しくはそれ以上の要素Ｘ１、Ｘ２上に締結器により荷さ
れるクランプ力を測定するよう機能する。図１に於て示
されている如く、要素Ｘ１、Ｘ２は、互いに締結される
べきものであり、各々開口部Ｏ１、Ｏ２を有している。
開口部Ｏ２は、螺刻された開口部である。締結器は、こ
れらの開口部へ捩込まれ、要素へ締付けられるにつれて
増大するクランプ力を与える。クランプ力が増すと共
に、締結器は、等しい反対方向の引張り荷重を受ける。
締結器は、引張り荷重に比例して伸張する。

【００１０】或る用途に於て、締結器Ｆにより与えられ
るクランプ力の量は、正確に制御される必要がある。今
までは、かかるクランプ力は、締結器上に印加されるト
ルクの関数として測定されていた。装置１０の重要な特
徴は、トルクを測定する技術を用いるのではなく、超音
波検査法を用いていることである。このことにより、ト
ルク測定技術に関連した多くの問題を回避し、非常に正
確な検査結果を提供する。更に、本発明による装置及び
検査方法は、上記の如く、装置１０がボルト締付け機に
組込まれるようになっているので、大量処理が行えるよ
うになっている。

【００１１】作動に於て、締結器Ｆは、回転可能な連結
器１２に装着され、連結器１２は、スピンドルモータ１
４へ接続するよう構成されている。スピンドルモータ
は、制御手段１６により駆動され、制御手段１６は、モ
ータ１４を作動して締結器を駆動し、即ち締結器を要素
へ捩込む。以下に於て述べられる如く、検査手段１８は
超音波を発生し、かかる超音波は締結器をその長さ方向
に通って伝送される。検査手段１８は、締結器を通る超
音波の通過時間を測定する。超音波の通過時間は、締結
器上の引張り力の関数であるということは理解されるで
あろう。上記の如く、この荷重は、締結器により要素上
へ荷されたクランプ力の関数である。コンピュータ２０
は、装置の作動をプログラムするのに用いることができ
る。コンピュータは、ＰＣとして通常呼ばれる形式のパ
ーソナルコンピュータであり、ＩＢＭ社（ＩＢＭ Ｃop
oration ，Ａrmonk ，Ｎew Ｙork ）により製造された
ものである。

【００１２】例えば、超音波は、種々の材料に対して、
異った速度にてその材料を伝搬するので、検査手段は、
これらの材料についての事項を記憶することができる。
組立操作の開始に先立って、使用者は、容易に締結器を
構成する材料を容易に指定することができ、検査装置
は、自動的にその材料に対して調節される。同様に、使
用者は、締結器の与える所定のクランプ力を示す引張り
荷重に関して、検査装置をプログラムすることができ
る。検査装置は、締結器が受けるトルクの量を監視す
る。トルクは、締結器が充分に締付けられているか否か
を決定する目的のための測定パラメータではなく、螺着
動作中に於て締結器が破壊されているか否かを決定する
のに用いられる。かくして、もしトルクの値が突然０へ
降下すれば、このことは、締結器が破壊されていること
を示し、締結器を新しいものへ交換できるよう螺着動作
を停止しなければならないということを示す。

【００１３】更に、コンピュータ２０は、製造シーケン
ス中に実行された試験の結果を記憶することができる。
この検査データは、後になって、コンピュータにより評
価され、異った形式のグラフ図、統計的なデータの表
現、若しくは品質制御の目的、材料の評価等に有用なそ
の他の出力を提供する。かくして、例えば、製造実行中
に於ける締結器の伸張の範囲を知ることは重要となるで
あろう。何故ならば、締結器の伸張は、締結器により荷
されたクランプ力に比例したものであり、通常、クラン
プ力（もしユーザーがトルクに関連した測定値を望めば
トルク）には、受入れることのできる値の範囲（例え
ば、ａ．００ ＋／− ０．ｄ ft．−lbs．）があ
る。種々の手法によりボルト締付け動作の結果を示す検
査データを再現することができるということは、使用者
にとって有益なこととなろう。また、コンピュータは、
データを記録する目的でディスクへ記憶することができ
る。

【００１４】図２を参照すると、連結器１２は、下方に
締結器を駆動する部分２２と上方にスリップリング部分
２４とを有する。上方の部分は、モータ１４へ接続して
いる。締結器Ｆは、下方の部分へ付着している。図２に
示されている如く、連結器の部分２４は、中空のスリー
ブを含むインパクトソケット２６を含んでいる。スリー
ブの上方端は、アダプタソケット２８に嵌着し、アダプ
タソケット２８は、モータ１４の駆動ヘッド２９に嵌着
している。ソケット２６は、ソケット２８の下方端を受
入れる同芯上の孔３０を有している。環状レース２７Ｒ
が、ソケット２８の外側面に形成され、そこでソケット
２８とソケット２６が嵌着する。ボールベアリング組立
体２７Ａがレースに嵌入している。ソケット２６の上方
端は、ソケット２８と、以下に於てより詳しく述べられ
るスリップリング組立体３２とにより郭定される受入れ
部３１に嵌入している。ソケット２６は、更に、ソケッ
トの下方端から上方へ延在する受け孔３３を有してい
る。受け孔の開いた部位の開口部３４は、締結器Ｆの頭
部に嵌着するのに適当な形状（例えば、四角形、若しく
は六角形）を有している。連結器１２は、モータ１４に
より回転可能であり、ソケット２８が回転すると、それ
が、ソケット２６を回転し、互いに固定されるべき要素
の開口部へ締結器を捩込む。スライド組立体３６が受け
孔３３へ装填されるべくそれに受入れられる。スライド
組立体３６は、内側スライド３８と外側スライド４０と
を含んでいる。双方のスライドは、中空であり、スライ
ド４０の内径は、スライド３８の下方部分４１の外径に
一致しており、スライド４０はスライド３８を覆うよう
に嵌着してそれに対して移動できるようになっている。
スライド３８の上方端は、ソケット２８の先端４４に付
着する更に大きな外径を有する部分４２を有している。
先端４４は、ソケット２６の孔３０に嵌入するよう螺刻
され、その寸法が定められている。先端４４の下方部分
は、受け孔３３内へ延在する。スライド３８の上方端
は、先端４４へ螺合され、連結器１２の上方部分と下方
部分とを接続する。Ｏリング油シール４６が環状開口部
４７内に装填され、スライド３８が、ソケット２８の先
端４４に付着される際に、該先端周りに嵌着する。

【００１５】スライド３８は、同芯状の長手方向に延在
した孔４８と受け孔５０を有している。受け孔５０は、
その外側端に於て螺刻され、スライド組立体３６をソケ
ット２８へ取付けるようになっており、受け孔は、スラ
イド３８の長さ方向の中間地点まで延在する。スライド
４０は、同芯状の長手方向に延在した孔５２と受け孔５
４を有している。スライド３８の部分４１は、受け孔５
４内に受入れられ、環状溝５６が部分４１の外側壁５８
に形成されている。もう一つのＯリングシール６０が環
状溝５６内に装填される。肩部６２がスライド４０の孔
５２と受け孔５４との間に形成されている。圧縮ばね６
４の一方の端が、この肩部へ着座し、ばねの他方の端
は、スライド４０に受入れられているスライド３８の端
面６６へ対向している。

【００１６】検査手段１８の圧電トランスデューサ６８
は、スライド４０の孔５２内に装填されるよう円筒型の
形状を有する。この目的のため、トランスデューサの直
径は、孔５２の直径に一致している。図２に示されてい
る如く、スライド４０の端面７０は、締結器Ｆの上方端
に隣接しているのであるが、トランスデューサの下方端
は、距離ｄだけ締結器Ｆの上方端から隔置されている。
この距離は、例えば、０．０６０インチ（０．０１５c
m）であってよい。この間隙を設けるのは、装置を使用
する間、トランスデューサと、締結器の頭部との間に油
膜を構成することである。以下に於て記載される如く、
トランスデューサ６８は、パルス振動せしめられると、
締結器へ送られる超音波を発生する。超音波が油膜を通
り締結器へ送られると、超音波が油膜と締結器との界面
を通過する際に反響が生成される。この反響は、トラン
スデューサが直接に締結器に接触されている場合よりも
更に強調され、従って、検査手段１８により容易に検出
可能となるのである。油が満たされたトランスデューサ
と締結器との間の間隙は、トランスデューサに対する締
結器の動きによる誤差を補償するのに役立つ。

【００１７】スライド４０の上方端には、長手方向スロ
ット７４が形成されている。スライド３８の側壁５８内
に形成された開口部７８内には、ダウエルピン停止部７
６が装着されている。停止部は、スロット内にて放射方
向外側へ延在する。図２に示されている状態の場合、ダ
ウエルピンは、スロットの上方端にてスライド３８の側
壁５８に対向し、スライド４０は一方の極端な位置にあ
ることとなる。

【００１８】アダプタソケット２８に関して、ソケット
２８は、同芯状の長手方向孔８０を有し、ソケットの先
端４４に於て開口部８２を有する。ソケットは、各々第
一、第二及び第三の受け孔８４、８６、８８を有し、そ
の各々の直径は順々に大きくなっており、図２に示され
ている如くソケット２８の下方部分から上方へ延在す
る。肩部９０が受け孔８６、８８の継目に形成されてい
る。プラグ９２が孔８８に嵌入する大きさに構成されて
いる。オイルシール９４が肩部９０に着座し、プラグに
より肩部へ圧縮されている。孔８８は、上記の如く、モ
ータ１４の駆動ヘッド２９がソケットに嵌着し、モータ
１４が走行し締結器を捩込む際にソケットを回転できる
ような形状に構成されている。

【００１９】スリップリング組立体３２は、円筒型のス
リーブ９６を含み、スリーブ９６は、アダプタソケット
２８を覆うように嵌着する。ソケット２８は、上方部分
２８Ａと中間部分２８Ｂと下方部分２８Ｃとを有してい
る。中間部分２８Ｂは、上方部分２８Ａよりも小さな外
径を有し、下方部分２８Ｃは、中間部分２８Ｂよりも小
さな外径を有している。ソケット２８の先端４４は、下
方部分２８Ｃの上側部分よりもさらに小さな外径を有し
ている。スリーブ９６の外径はスリーブの長手方向に沿
って均一である。スリーブの内径は、ソケット２８の外
径の変化を収容するだけでなく、スリップリング組立体
の種々の構成要素を装填することを考慮して変化するよ
う構成されている。スリーブの上方端に於て、スリーブ
の内径は、その中間部分に於てスリーブの内径よりも大
きい。周縁肩部９８がこれらスリーブの二つの部分の継
目に形成されている。ブシュ１００がスリーブとソケッ
ト２８の上方部分との間の環状間隙内に嵌入し、肩部９
８上に着座している。

【００２０】スリップリング１０２は、ソケット２８の
中間部分周りに嵌着し、スリップリングの高さは、概ね
ソケットの中間部分２８Ｂの長さに一致している。回転
止めねじ１０４がスリップリングの上方端にて放射方向
内側へ延在し、ソケット２８上にスリップリングにより
荷される圧力を調節する。スリップリングの長手方向の
中間に、周縁方向に、長手方向に隔置された溝１０６
Ａ、１０６Ｂが各々設けられている。これらの溝には導
電性リング１０８Ａ、１０８Ｂが各々取付けられてい
る。電気的ワイヤ１１０がこれらのバンドへ電気的に接
触されている。ワイヤは、ソケット２８の側壁から放射
方向内側へ延在する開口部１１２を介してソケット２８
の孔８６内へ挿入されている。このワイヤは、ソケット
２８、スライド３８、４０内の長手方向の中央開口部を
介して延在し、トランスデューサ６８の上面１１４に電
気的に接触している。プラグ１１６は、その内側端上に
シール１１８を有し、オイルシールを形成する開口部を
覆うよう嵌着している。プラグは、開口部１１２に連通
する中央孔１２０を有し、ワイヤ１１０が中央孔１２０
を介して開口部へ延在する。スリーブ９６の側部内に於
て、導電性リング１０６Ａ、１０６Ｂの放射方向外側
に、開口部１２２が形成されている。キャップ１２４が
この開口部に嵌入する。キャップは、一対の螺刻された
開口部１２６Ａ、１２６Ｂを有し、これらの開口部内へ
電気的端子１２８Ａ、１２８Ｂが各々捩込まれる。これ
らの端子は、細長い螺刻されたポストを含んでおり、ポ
ストの内側端が各々のリング１０８Ａ、１０８Ｂに電気
的に接触するまで各々の開口部１２６Ａ、１２６Ｂへ調
節可能に挿入できるようになっている。検査手段１８か
らの電気的出力線１３０Ａ、１３０Ｂは、各々電気的端
子１３２Ａ、１３２Ｂを有している。これら後者の端子
は、ナット１３４Ａ、１３４Ｂにより各々のポストへ取
付けられ、各々のポストの外側端上に螺合する。このス
リップリングの構成により、検査手段からの電気的信号
が、モータが締結器を要素へ捩込む際にトランスデュー
サへ与えられることとなる。

【００２１】第二の開口部１３６が、スリーブ９６の側
部に於て開口部１２２の下方に形成されている。同芯状
の開口部１３８がソケット２８の側壁を通して放射方向
に延在する。流体若しくはオイルフィッティング１４０
（図１参照）がこれらの開口部に装着されている。油、
例えば標準的に市販されている３０重量オイル、が、こ
のフィッティングを介してソケット２８の孔へ導入され
る。この油は、油供給部１４２から油ポンプ１４４によ
り油供給線１４６を介して連結器１２へ供給される。ポ
ンプ１４４の作動は、検査手段１８から制御線１４８を
介した指令入力による。油は、トランスデューサ６８の
周りまで流れ込み、トランスデューサの底部と締結器Ｆ
の頭部との間の間隙に満される。前記の如く、トランス
デューサ６８により生成される超音波は、油膜を介して
締結器へ伝搬する。油膜が用いられるのは、油膜と締結
器との界面に於て生成される反響が充分に明瞭となり、
検査手段１８がその反響を引張り測定の開始及び停止に
用いることができるからである。更に認識されること
は、ソケット内の各々の孔により郭定される空洞が、連
結器へ圧送される或る量の油を保持するための流体的リ
ザーバを構成しているということである。

【００２２】上記の連結器１２を用いることにより、モ
ータ１４が締結器Ｆを捩込むことのできる機構が提供さ
れる。また同時に、測定に必要とされるトランスデュー
サを締結器に適宜に隣接して配置することが可能とな
る。本装置の利点は、連結器が容易に取付けられ、ま
た、その場所から除去され、これにより、例えば、トラ
ンスデューサの交換が可能となる。更に、理解されるこ
とは、ソケット２６、２８の双方が別のソケットと容易
に交換可能であり、これにより種々のモータ駆動装置、
或いは又種々の形式の締結器に適合できるようになって
いる。同様に、理解されることは、装置１０が組立てラ
イン内のボルト締付け機若しくは締結機と共に用いられ
る場合、製造シーケンスの一部として連結器へ締結器を
自動的に挿入するよう連結器を装備することができると
いうことである。

【００２３】図３〜図５を参照すると、パルサ回路が概
ね１５０にて示されており、パルサ論理回路ユニット１
５２への入力として供給される波形を連続的に生成する
発振器１５１を含んでいる。この論理回路は、第一の高
電流ドライバ１５４Ａへの第一の出力と、第二の高電流
ドライバ１５４Ｂへの第二の出力とを有している。各々
の電流ドライバは、電力用半導体デバイス１５６Ａ、１
５６Ｂの各々の動作を制御する。各々のデバイスは、例
えば、＋３００Ｖ及び−３００Ｖの各々である高電圧入
力を制御する。主バング（ＭＢ）タイミングは、中央処
理（ＣＰＵ）／３−チャンネルプログラマブルユニット
２５８（図４参照）に於て始まる。ユニット２５８は、
パルサ論理回路１５２の動作を制御する。パルサ論理回
路ユニット１５２には、出力ＭＢ（図５参照）がかかる
制御の目的で供給される。パルサ論理回路が可能化され
て、高電流ドライバを作動すると、パルサ論理回路は始
めに一つのドライバを作動し、その後他方を作動する。
更に、各々の高電流ドライバはパルサ論理回路により一
時だけ動かされる。この結果、パルサ論理回路からの出
力に於て６００Ｖのスパイクが生成される。このスパイ
クは、ワイヤ１１０を介して圧電式トランスデューサ６
８へ供給される。

【００２４】前記の如く、トランスデューサ６８は超音
波を発生し、かかる超音波は油層を通って締結器Ｆの頭
部へ与えられる。油／締結器の界面に於て反響が生成さ
れる。その後超音波は締結器の長手方向に伝搬し、締結
器の他方端へ到達するとトランスデューサへ向って反射
される。反射波が油／締結器界面に到達するともう一つ
の反響が生成される。締結器Ｆの長さの範囲は概ね０．
５inch（１．２７cm）から概ね２０feet（６．１m ）ま
で可能である。この結果、締結器の頭部からその端部ま
での通過時間とその反射波の通過時間は大幅に変化し得
る。しかしながら、装置１０の種々の用途に於て、締結
器の長さは、正確に測定されることが要求される。

【００２５】伝送された超音波と反射された超音波から
の反響は、トランスデューサ６８により電気的な信号へ
再変換され、広帯域増幅器１６０へ入力として供給され
る。増幅された信号は、その後、１６２にて緩衝され、
も３MHz 〜８MHz のフィルタ１６４により濾波される。
その後増幅され濾波された信号は、節点１６６を介して
伝送される。そこから、信号は概ね１６８にて示される
反響検出回路へ送られ、平行してフィードバック利得制
御回路１７０Ａ、１７０Ｂの各々へ送られる。反響検出
回路１６８は、先ず、閾値比較器として機能する高速コ
ンパレータ１７２を含んでいる。このコンパレータは、
到来する反響パルスの強度を雑音から識別するものであ
る。また、コンパレータへの入力信号は、第二のコンパ
レータ１７４の一つの入力へ与えられる。このコンパレ
ータは零点交差検出器として機能する。スイッチ１７６
により、使用者は、反響検出を、反響信号の第一の変位
の正の部分若しくは負の部分の何れに基いて行うかを設
定することが可能となる。使用者によりなされた選択
は、コンパレータと検出論理回路１７８とへ第二の入力
として与えられる。閾値比較器１７２と零点交差検出器
１７４からの出力信号は、共に検出論理回路１７８へ入
力として供給される。検出論理回路からの出力は、カウ
ントゲート１８０を可能化するのに用いられる。カウン
トゲート１８０は、第一の反響パルスの発生と第二の反
響パルスの発生との間の期間、クロックパルスの計数を
行うことができる。作動に於て、検出論理回路１７８と
ＷＩＮ１（２０８）は、第一の反響パルスが受入れられ
た際、カウントゲートを始動し、ＷＩＮ１がタイムアウ
トした後、第二の反響パルスが受信されると、カウント
ゲートを抑制、即ち停止する。更に説明の目的で、第一
の反響信号についての時間は、第一の時間ウィンドウ
（ＷＩＮ１）とみなすことができ、第二の反響パルスに
ついての時間は、第二のウィンドウ（ＷＩＮ２）とみな
すことができる。

【００２６】できるだけ正確な長さ測定を行うために重
要なことは、広帯域増幅器１６０の利得ができるだけ精
密に制御されるということである。しかしながら、この
ことは、トランスデューサ６８からの入力の受入れが連
続的でないため困難である。更に、長さ測定を行うのに
用いられる二つの反響信号は、同一の特性を有していな
い。このことは図５に於て見ることができる。そこに示
されている如く、例えば、第二の反響信号は、第一の反
響信号にはないリンギング特性を示している。かかる精
度に関する問題を解決するべく、フィードバック制御回
路１７０Ａが第一の反響信号の発生に応答し、各々のウ
ィンドウ（ＷＩＮ１）の間の増幅器１６０の利得を調節
する。他方のフィードバック制御回路１７０Ｂは、第二
の反響信号の発生に応答して第二のウィンドウＷＩＮ２
の間、増幅器の利得を調節する。各々のフィードバック
利得制御回路１７０Ａ、１７０Ｂは先ずゲートピーク検
出器１８２Ａ、１８２Ｂを含んでいる。各々のピーク検
出器には、信号ＷＩＮ１若しくはＷＩＮ２の各々が供給
される。これらの信号は、対応するウィンドウ期間に於
て対応するピーク検出器を可能化し、そうでないときは
検出器を不能化する。ピーク検出器の出力は緩衝増幅器
１８４Ａ若しくは１８４Ｂを介してスイッチ１８６Ａ、
１８６Ｂの入力端へ送られる。各々のスイッチは、第二
の入力として移動信号を有している。可能化されると、
対応するスイッチはフィードバック信号を対応する積分
器１８８Ａ、１８８Ｂの一方の入力へフィードバック信
号を通過させる。積分器は、第二の入力として所望の信
号強度を示す参照信号を有する。この後者の信号は、ポ
テンシオメータ１９０と抵抗器１９２とを含む抵抗回路
に於て生成される。積分器は、対応するウィンドウＷＩ
Ｎ１若しくはＷＩＮ２の期間に於て利得を調節し、積分
器の出力は、対応するインバータ１９４Ａ、１９４Ｂを
介して利得選択スイッチ１９６Ａ、１９６Ｂの入力へ供
給される。また、各々の利得選択スイッチは、制御入力
として誤差検出利得制御論理回路１５８からの利得信号
を有している。スイッチの各々は、共通節点１９８への
出力を有している。節点１９８は、オフセットバッファ
２００を介して増幅器１６０の利得制御入力へ接続され
ている。

【００２７】上記の要素に加えて、回路１６８、１７０
Ａ及び１７０Ｂは、更にＷＩＮ１回路２０２及びＷＩＮ
２回路２０４の各々を含んでいる。図５を参照すると、
ＷＩＮ１回路２０２は、ウィンドウ遅延モジュール２０
６を含んでおり、ＭＢ信号はこのモジュールへの信号と
なっている。モジュール２０６からの出力は、ウインド
ウ幅モジュール２０８への反転入力として供給される。
このモジュールは、二つの出力を供給する。一方の出
力、ＷＩＮ１信号は、検出論理回路１７８及びゲートピ
ーク検出器１８２Ａへ入力として供給される。モジュー
ル２０８の他方の出力は、カウントゲート１８０への第
二の入力として供給される。回路２０４は、ブランキン
グ信号を入力として有するウィンドウ幅モジュール２１
０を含んでいる。このモジュールからの一つの出力はＷ
ＩＮ２信号であり、ゲートピーク検出器１８２Ｂへの入
力として供給される。モジュール２１０は、また、ＡＧ
Ｃ伝達遅延モジュール２１２への制御入力を供給する。
モジュール２２１は、次いで、ＡＧＣ伝達幅モジュール
２１４へ出力を供給する。このモジュールからの出力
は、スイッチ１８６Ａ及び１８６Ｂの双方への制御入力
である。

【００２８】図４を参照すると、２０MHz 発振器２１６
は、クロック信号を生成し、このクロック信号は、周波
数増倍器２１８へ供給される。周波数増倍器２１８は、
例えば、３０の増倍係数を有する。結果として、増倍器
からゲートカウンタモジュール２２０の入力へのクロッ
クパルスは、３６０MHz のオーダである。カウンタ２２
０は、前記のカウントゲート１８０の出力により可能化
される。計数されたパルスは、カウントレジスタモジュ
ール２２２に於て製表される。カウントレジスタの出力
は、検査手段内の内部バス２２４上にて送られる。検査
手段は、ＥＰＲＯＭ２２６を含んでおり、ＥＰＲＯＭ２
２６は、一つの計数サイクルの後（即ち第二の反響信号
の後）、カウントレジスタモジュール内に含まれる値を
締結器の長さの測定値、或いはまた要素Ｘ１、Ｘ２上に
締結器により荷されたクランプ力へ変換するようプログ
ラムされている。この結果の値は、バス２２４上にて表
示盤２３０へ送られる。表示盤は、かかる検査を検査手
段の前面の表示パネル２３０上に視覚的に表示する（図
１参照）。また、カウントレジスタの値は、バス２２４
上にて検査手段とコンピュータ２０との間のインタフェ
イス２３２へ送られてよい。前記の如く、コンピュータ
２０は、後に続く処理及び解析のために検査データを記
憶することを可能にする。測定が完了し、締結器により
要素上に荷されたクランプ力が所定の力と等しければ、
信号がバス２２４上にて出力ラッチ２３４へ送られる。
ラッチの出力は、スピンドル停止リレー２３６へ送ら
れ、モータ１４と締結器の要素への捩込みの停止を行
う。検査手段と駆動手段１６との間の指令線２３８は、
図１に於て示されている。

【００２９】検査手段１８は、更に、マイクロプロセッ
サ２４０と検査手段の前面パネル上に置かれるキーボー
ト２２８とを含んでいる。キーボードは、インターフェ
イス２４４を介してマイクロプロセッサに連絡してい
る。更に、検査手段は、光アイソレータモジュール２４
６と、これに関連した、検査サイクル入力信号を発生す
る入力ラッチ２４８とを含んでいる。アナログスイッチ
モジュール２５０が、フィードバック回路１７０Ａ、１
７０Ｂにより生成されたＡＧＣレベルを入力として有す
る。温度センサ２５２は、締結器の温度を監視する。セ
ンサの出力は、２５４にて増幅され、またアナログスイ
ッチへ入力として供給される。締結器を通る超音波の伝
搬速度は締結器温度の関数であり、温度センサの出力
は、検査手段が温度の変化に関してレジスタ２２２に記
憶された値を補償することを可能にする。アナログスイ
ッチの出力は、ＡＤ変換器２５６によりアナログからデ
ジタルへ変換され、バス２２４へ供給される。最後に、
プログラマブルタイマ２５８が検査手段内に於ける種々
の時間間隔を設定するのに用いられる。これらの間隔
は、例えば、ＭＢ信号がトリガされる際の（図５参照）
かかるＭＢ信号の繰返し速度と、これと共にブランキン
グ信号の長さとを含んでいる。

【００３０】再度図２を参照すると、モータ１４内に、
トルク及び角度センサ２６０が組込まれている。このセ
ンサの出力は、出力線２６２を介して検査手段へ供給さ
れる。トルクは、締結器に課されたクランプ力を測定す
るのには用いられないが、トルクと角度の側定値を利用
するとは重要である。何故ならば、トルクの測定は、締
結器のねじが破壊されたか否か、或いは締結器の底部が
飛出してしまう程充分に開口部Ｏが深くないか否かを示
すからである。前者の場合、トルクの測定値は、もし締
結器のねじが破壊されると例え装置により実行される長
さの測定値が締結器の長さ全体を示していても０とな
る。後者の場合、超音波の測定が、例えトルクが充分に
大きくとも超音波の測定は、締結器内の力が非常に小さ
いことを示していても、角度増大が停止することとな
る。かかる状況が発生するか否かに拘らず、もし発生す
れば、捩込み作動を停止し、破壊された締結器を新しい
ものに交換するか若しくは再度作業するのに必要な開口
部を有する新しい要素に取換えることが重要である。

【００３１】作動に於て、装置の使用者は、キーボード
２２８を用いて検査手段１８へ用いられる締結器に関す
る基本的な情報を入力する。この情報は、締結器の正規
の無荷重状態での長さ、締結器を構成する材料、締結器
が要素上に所望のクランプ力を荷した際の締結器の端の
長さ等を含んでいる。一旦組立作動が始まると、締結器
Ｆは、連結器１２内に取付けられ、モータ１４によって
要素の開口部へ捩込まれる。モータが締結器を捩込むに
つれ、トルク及び角度の双方が測定され、故障に備えて
装置及びワークピースを保護する。

【００３２】捩込み作動が継続すると、６００Ｖのパル
サ主力スパイクが周期的に連結器を介してトランスデュ
ーサ６８へ伝送される。トラスデューサは、この入力に
応答して超音波を生成し、締結器へ伝送する。トランス
デューサは、締結器の頭部から隔置されており、超音波
は、薄い油膜を介して締結器へ伝達される。油と締結器
との界面に於て反響が生成され、検査手段へ戻る。この
第一の反響を受取ると、一つの計数サイクルが開始され
る。計数は、第二の反響信号が受信されるまで続く。こ
の第二の信号は、反射波が締結器／油膜の界面を通過す
ることにより生じせしめられる。計数が停止した後で、
計数値が、締結器により荷されたクランプ力の測定値へ
変換される。もしクランプ力が所望の力より小さけれ
ば、捩込み作動は継続し、測定が繰返される。もしクラ
ンプ力が所望の力に等しければ、モータ１４は停止さ
れ、締結機は、締結が必要とされる次の場所へワークピ
ースを合せ、新しい締結器が連結器内に装着される。こ
の操作を行っている間にトルク及び角度の測定値の指標
が締結器が破壊されたこと若しくは開口部から底部が飛
出ていることを示した場合には、適切な取られるべき正
しい動作を行うべく捩込み作動が終了される。

【００３３】今まで述べてきたことは、単純であるが有
効な、要素を接続するのに用いられる締結器により該要
素へ荷されるクランプ力を測定する方法である。上記の
方法及び装置は、以前に使われてきたトルク形式の技術
ではなく超音波測定技術を採用している。トルク測定が
なされているが、これは単に問題か生じているか否かを
決定するだけためになされている。更に、装置は、締結
器の長さ及び締結器を構成する材料の形式の双方に関し
て種々の締結器に用いることができる。この装置及び方
法は、自動化された締結作動を配慮したものである。装
置は、ボルト締付機若しくは締結機内に組込むことがで
きる。また、本装置は、データの記憶、検索及び解析の
目的のためのコンピュータとインターフェイスすること
ができる。装置の重要な点は、複数の機能を実行する連
結器の構成及び構造である。先ず第一に、連結器は、装
置の駆動機構と締結器とを接続する。第二に連結器はト
ランスデューサを新奇なスリップリングの構造を介して
締結器に隣接して配置し、装置の駆動手段が比較的高速
にて締結器を捩込んでいる場合であっても電気的なパル
ス信号及びその応答信号をトランスデューサへ送り又そ
こから受取ることを可能にしている。第三に、連結器
は、トランスデューサと締結器との間に流体が配置する
ことを許し、これによりインターフェイスが構成されそ
こに於て強調された反響信号が生成されるようになって
いる。このことは超音波が締結器へ出入りする時を決定
する装置の電子的部分の価値を大幅に増大することとな
り、非常に正確な締結器の長さ測定がなされることとな
るのである。

【００３４】以上に於て、本発明の幾つかの目的が達成
されその他の利点が得られるということは理解されるで
あろう。上記の構成に於て本発明の範囲から逸脱するこ
となく種々の変化は可能であり、上記の記載に含まれる
全ての事項及び添付の図面に示されている全ての事項は
例示するためのものであり限定を意味するものではな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波ボルト締付け制御装置のブロッ
ク図。

【図２】締結器を螺着し、クランプ力測定を実行する装
置の超音波トランスデューサを梱包するための連結器の
部分的に断面を示す正面図。

【図３】超音波及び締結器長さ信号を生成するための電
子部のパルサ及びレシーバ部分の模式的なブロック図。

【図４】装置の高速ストレスマイク（stress mike ）の
模式的なブロック図。

【図５】装置の電子部のタイミング図。

【符号の説明】

Ｆ…締結器 Ｘ１、Ｘ２…要素 Ｏ１、Ｏ２…開口部 １０…装置 １２…連結器 １４…スピンドルモータ １６…制御手段 １８…検査手段 ２０…コンピュータ ２６、２８…ソケット ３２…スリップリング組立体 ６８…圧電式トランスデューサ １４２…油供給部 １４４…油ポンプ １５０…パルサ回路 １６８…反響検出回路 １７０Ａ、１７０Ｂ…フィードバック利得制御回路 ２０２…ＷＩＮ１回路 ２０４…ＷＩＮ２回路 ２５８…中央処理３チャンネルプログラマブルユニット ２６０…トルク及び角度センサ

Claims (38)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】締結器上の引張り荷重を測定し制御するた
   めの装置であって、 二つ若しくはそれ以上の要素を互いに接続するのに用い
   られる締結器を位置決めするための手段と、 前記締結器が前記要素を互いに接続するのに該要素上へ
   クランプ力を荷し、前記締結器により生成された前記ク
   ランプ力が前記締結器上に等しく且反対方向の引張り力
   を生成するように前記締結器に接続され前記締結器を捩
   込む駆動手段と、 前記駆動手段の作動の開始及び停止を行う制御手段であ
   って、前記駆動手段を制御して前記締結器が前記要素へ
   所定量のクランプ力を荷すまで前記駆動手段に該締結器
   を捩込まさせる制御手段と、 超音波を生成し、該超音波を前記締結器の長手方向に該
   締結器を通して伝送し、前記締結器上の引張り力の関数
   であり、従って前記締結器により荷されたクランプ力の
   関数となっている前記超音波の該締結器を通過する時間
   を測定するための検査手段と、 を含んでいる装置。
2. 【請求項２】請求項１による装置であって、更に、前記
   検査手段と前記制御手段との双方にインターフェイスし
   ているコンピュータ手段を含み、前記コンピュータ手段
   が、前記検査手段へ検査パラメータ情報を供給し、該検
   査手段から検査結果情報を受入れ、前記制御手段から締
   結器状態情報を受入れるよう構成されている装置。
3. 【請求項３】請求項２による装置であって、前記検査手
   段が前記締結器の一方の端に隣接して配置されたトラン
   スデューサ手段を含み、前記トランデューサが超音波を
   発生し前記締結器の長手方向に該超音波を伝送し、前記
   締結器を通過する超音波の速度が前記締結器上の引張り
   力が増大すると共に低減する装置。
4. 【請求項４】請求項３による装置であって、前記トラン
   スデューサ手段が圧電トランスデューサを含んでいる装
   置。
5. 【請求項５】請求項３による装置であって、更に、電気
   的入力を前記トランスデューサ手段へ供給し超音波を発
   生させるためのパルサ手段であって超音波信号が生成さ
   れ或る範囲の長さを有する締結器を通して伝送されるこ
   とを許す或る範囲の入力を構成するパルサ手段を含む装
   置。
6. 【請求項６】請求項４による装置であって、前記検査手
   段が更に、前記締結器を通る超音波の通過時間を測定す
   るためのタイミング手段を含んでいる装置。
7. 【請求項７】請求項６による装置であって、前記コンピ
   ュータ手段が、前記締結器を構成する材料と、前記締結
   器を構成する前記材料の関数である前記締結器を通過す
   る超音波の通過時間と、前記締結器が前記要素へ荷すべ
   き所定のクランプ力とをプログラムすることのできるプ
   ログラマブルコンピュータであり、該コンピュータがそ
   れらの情報に基いて前記締結器を通る前記超音波につい
   ての通過時間を設定する装置。
8. 【請求項８】請求項７による装置であって、前記検査手
   段が、更に、前記締結器の曲げ若しくは前記締結器がき
   つく締められるにつれて増大する音響インピーダンスに
   よる測定誤差を低減するべく積分手段を含んでいる装
   置。
9. 【請求項９】請求項５による装置であって、前記検査手
   段が、更に、前記パルサ手段からの出力を前記トランス
   デューサへ接続するための連結器手段を含んでいる装
   置。
10. 【請求項１０】請求項９による装置であって、前記連結
    器手段が、更に、前記トランスデューサ手段を前記締結
    器の端部に隣接して且隔置して配置するための手段を含
    んでいる装置。
11. 【請求項１１】請求項１０による装置であって、前記ト
    ランスデューサにより生成された前記超音波が流体を通
    って前記締結器へ伝送され、前記連結器手段が或る量の
    流体を保持するための流体リザーバ手段を含んでいる装
    置。
12. 【請求項１２】請求項１１による装置であって、更に、
    前記連結器手段へ或る量の流体を供給するための流体供
    給手段を含んでいる装置。
13. 【請求項１３】請求項１１による装置であって、前記リ
    ザーバ手段が、或る量の流体を保持するための手段を含
    み、前記流体が前記トランスデューサ手段と前記締結器
    との間に介在せしめられ、これにより前記トランスデュ
    ーサ手段からの出力が前記流体を介して前記締結器へ伝
    送されるようになっている装置。
14. 【請求項１４】請求項９による装置であって、前記連結
    器手段が前記駆動手段と前記締結器との間に置かれてい
    る装置。
15. 【請求項１５】請求項１４による装置であって、前記連
    結器手段が前記締結器を回転するためのソケット手段と
    前記ソケット手段上に装着されたスリップリング手段と
    を含んでいる装置。
16. 【請求項１６】請求項１５による装置であって、前記ソ
    ケット手段が内部に形成された空洞を有し、該空洞内に
    於て前記トランスデューサ手段が配置され、前記スリッ
    プリング手段が前記パルサ手段からの出力を前記トラン
    スデューサ手段へ送るための手段を含んでいる装置。
17. 【請求項１７】請求項１６による装置であって、前記ス
    リップリング手段が、導電性リング手段を含み、前記連
    結器手段が更に、前記リング手段から前記トランスデュ
    ーサ手段へ延在する前記電気的導体を含んでいる装置。
18. 【請求項１８】請求項１７による装置であって、更に、
    前記パルサ手段からの出力が送られる電気的端子手段を
    含み、前記端子手段が前記導電性リング手段に電気的に
    接触している装置。
19. 【請求項１９】請求項８による装置であって、前記検査
    手段が更に前記締結器を通過する一つの超音波の通過時
    間を測定するためのタイミング手段を含んでいる装置。
20. 【請求項２０】請求項１９による装置であって、前記タ
    イミング手段が電気的パルスを発生するための手段と前
    記パルスを計数するための計数手段を含んでいる装置。
21. 【請求項２１】請求項２０による装置であって、前記ト
    ランスデューサ手段が前記締結器の隣接する端部から隔
    置され、流体が前記トランスデューサ手段と前記締結器
    との間に置かれ、前記締結器を通して伝送される超音波
    信号が前記流体を介して前記締結器へ伝送され、前記流
    体と前記締結器との界面にて反響が生成され、前記計数
    手段が前記反響の発生に応答して前記パルスの計数を開
    始するよう構成されている装置。
22. 【請求項２２】請求項２１による装置であって、前記計
    数手段が更に、前記超音波が前記締結器の他方端に到達
    した際に発生される第二の反響の発生に応答しパルスの
    計数を停止し、前記検査手段がパルスの計数を前記締結
    器の材料の関数として引張り荷重の値へ変換するための
    変換手段を含んでいる装置。
23. 【請求項２３】請求項２２による装置であって、前記検
    査手段が、更に、測定された引張り荷重と前記要素上に
    所定のクランプ力が生成された際に前記締結器が受ける
    所定の引張り荷重の値とを比較する手段を含んでいる装
    置。
24. 【請求項２４】請求項２３による装置であって、更に、
    前記測定された引張り荷重が前記所定の引張り荷重と等
    しい際に前記制御手段が前記締結器を前記要素へ更に捩
    込むことを前記駆動手段に停止させる指標を前記制御手
    段へ与えるための手段を含んでいる装置。
25. 【請求項２５】請求項１０による装置であって、更に、
    前記トランスデューサ手段の位置を前記締結器の隣接す
    る端部に対して移動するためのスライド手段を含んでい
    る装置。
26. 【請求項２６】請求項１による装置であって、更に、前
    記引張り力の測定に加え、前記締結器上に荷されるトル
    クを測定するための手段を含んでいる装置。
27. 【請求項２７】請求項２６による装置であって、前記ト
    ルクが前記引張り力と同時に測定される装置。
28. 【請求項２８】締結器上の引張り荷重を測定し制御する
    ための方法であって、 二つ若しくはそれ以上の構成要素を互いに接続するべく
    前記締結器を配置することと、 前記締結器が前記要素上に該要素を互いに接続するクラ
    ンプ力であって該締結器上に等しい反対方向の引張り荷
    重を生成するクランプ力を荷すよう前記締結器を捩込む
    ことと、 前記締結器を捩込むことを制御して前記締結器が前記要
    素上に所定量のクランプ力を荷すようにすることと、 超音波を発生し、前記締結器の長手方向に該締結器を通
    して前記超音波を伝送することと、 前記締結器を通る前記超音波の通過時間であって前記締
    結器上の引張り力の関数であり、従って前記締結器によ
    り荷された前記クランプ力の関数である通過時間を測定
    することと、 を含む方法。
29. 【請求項２９】請求項２８による方法であって、前記締
    結器を通過する前記超音波の前記通過時間が前記締結器
    上の前記引張り力が増大するにつれて低減し、前記通過
    時間は更に、前記締結器を構成している材料の形式の関
    数であり、更に、前記締結器が前記構成要素にクランプ
    力を荷していないときの前記締結器を通る前記超音波の
    前記通過時間と、前記締結器が構成要素上に所定のクラ
    ンプ力を荷している際の前記締結器を通る前記超音波の
    通過時間とを計算することを含んでいる方法。
30. 【請求項３０】請求項２９による方法であって、前記締
    結器を通る前記超音波の伝送による測定信号を積分して
    前記締結器がきつく締められる際の前記締結器の曲げ及
    び音響インピーダンスの増大による測定誤差を低減する
    ことを含む方法。
31. 【請求項３１】請求項３０による方法であって、更に、
    圧電トランスデューサにパルスを与え、超音波を発生す
    ることを含み、前記トランスデューサへパルスを与える
    ことが、前記トランスデューサが約０．５inch（１．２
    ７cm）〜約２０feet（６．１m）の長さの範囲にある締
    結器を通り得る超音波を発生できるようなされることを
    含む方法。
32. 【請求項３２】請求項３１による方法であって、更に、
    前記トランスデューサを前記締結器の隣接する端部から
    隔置することと、前記トランスデューサ手段と前記締結
    器との間に流体を介在させ、前記締結器を通って伝送さ
    れる超音波信号が前記流体を介して前記締結器へ伝送さ
    れ、前記流体と前記締結器との間の界面にて反響が生成
    されるようにすることとを含む方法。
33. 【請求項３３】請求項３２による方法であって、更に、
    電気的パルスを発生することと、前記パルスの計数をす
    ることを含み、前記パルスの計数を前記反響の発生時に
    開始することとを含む方法。
34. 【請求項３４】請求項３３による方法であって、前記締
    結器の他方の端に超音波が達した場合に第二の反響が生
    成され更に前記第二の反響の発生時に前記パルスの計数
    を停止することを含む方法。
35. 【請求項３５】請求項３４による方法であって、前記パ
    ルスの計数を前記締結器の材料の関数として引張り荷重
    の値に変換することと、前記測定された荷重の値を前記
    締結器が前記要素へ荷すべき所定のクランプ力に相当す
    る所定の引張り荷重の値と比較することとを含む方法。
36. 【請求項３６】請求項３５による方法であって、前記測
    定された引張り荷重が前記所定の引張り荷重と等しいか
    若しくは越えた場合に前記締結器を前記要素へ捩込むこ
    とを停止し、前記測定された引張り荷重が前記所定の引
    張り荷重よりも小さい場合に前記締結器の捩込みを継続
    することを含む方法。
37. 【請求項３７】請求項２８による方法であって、前記締
    結器が捩込み過程中に於て破壊されているか否かに関す
    る指標として前記締結器に荷されるトルクの量を測定す
    ることを含む方法。
38. 【請求項３８】請求項３７による方法であって、前記締
    結器上のトルク及び引張り力を同時に測定することを含
    む方法。