JPS63318270A - 締付けトルク値の検査方法 - 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、すでに締付けられているねじがいくらの締付
はトルク値で締められたかを正確に測定する締付はトル
ク値の検査方法に関する。

［従来の技術とその問題点］ 各製品等において用いられているボルト、ナツト等のね
じが実際にどの程度のトルク値で締付けられているかを
調べることは極めて重要なことである。

従来、この測定方法として締付けであるねじを直読式の
トルクレンチでゆるめ、ねじが回り始めたときのトルク
値を読取る「戻しトルク法」、締付けたねじに合マーク
をつけた後、一度ゆるめ、再びマークの位置まで締付け
たときのトルク値を読取る「マーク法」等があった。

しかしながら前記「戻しトルク法」は比較的容易に測定
できるが、製品ではもう一度締め直す必要があり、「マ
ーク法」は、検査後締付けた時と同じ状態になる利点は
あるが、夫々ねじに合マークを付ける手間がかかる欠点
があった。

そこで自動車産業におけるライン組立等では、「増し締
めトルク法」が用いられている。

この増し締めトルク法は、締付けたねじをさらに目盛の
付いた直読式の検査用トルクレンチでそれ以とに締付け
、ねじが一旦回り始めてから回らなくなるまでの時間の
中で最も小さいトルク値を読み取る方法である。

即ち、ねじに加えられる締付はトルクを縦軸にとり、締
付けに要する時間を横軸にとると、その関係は第４図に
示すように、実際の締付は値より少し大きなトルクで締
付けたときねじは回り始める（同図ａ）。ねじが回り始
めると摩擦が小さくなるので締付はトルク値は減少する
（同図ｂ）。

そして更に締付けを続けるとねじは回らなくなり、摩擦
によって締付はトル外債は増加する（同図Ｃ）。

−に記の締付はトルク値の変化において、最も小さい値
（同図ｄ）を示したときと実際の締付はトルク値は略等
しい値になることが経験り判明している。

そこで作業者はねじが一旦回り始めてから回らなくなる
までの間で、一番手さいトルク値を読み取るものである
。

この方法によれば検査時間が少なくてすみ、又マークを
付けたり、検査後もう一度締め直す必要がないので、う
・イン工程等における検査に広く用いられているが、針
が瞬時に振れるため正確に判断しに＜＜、特にハードジ
ヨイント（被締付は体の剛性が高い場合）ではその傾向
が強かった。又実際の検査では・Ｌ動で締付けるので、
ねじは回り初めてから停正後、再び回り始めることがあ
り、この為締付はトルク値の減少、増加の変化は第４図
に示すように１度ずつ表れる場合に限らず、山や谷が幾
つも表れることがあり、その中から最低値を読み取るこ
とは極めて難かしく、実際上は作業者のかんにたよるこ
とが多かった。更に既に締付は限界まで締付けられてい
るねじについては。

作業者に知らせる手段がないので気付かずに更に締付け
て、ねじが変形したりねじ切れが生じたりするおそれが
あった。

［発明の目的］ 本発明の目的は上記の点に鑑み、増し締めトルク法にお
けるトルク値の読取りが容易で、作業者の肉体的、精神
的負担の軽減が図れる締付はトルクの検査方法を提供す
ることである。

［発明の概要］ 本発明は、締付けたねじをセンサ（例えばストレインゲ
ージ）を具えたトルクレンチでさらに締付ける際、一定
時間間隔毎に締付はトルクを測定し、その締付はトルク
値を前記トルクレンチに接続されたトルクデータ集録装
置へ送り、ねじが回り初めてから所定時間までの間で最
も小さい締付はトルク値を検出することにより前記目的
を達成しようとするものである。

［実施例コ 以Ｆ、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の締付はトルク値の検査方法による作業
工程図、第２図、第３図は前記作業工程図に沿って本発
明を実施する装置の一例であり。

このうち第２図は目盛の付いた直読式の検査用トルクレ
ンチ１とトルクデータ集録装置２の全体構成図、第３図
は該トルクレンチｌの正面図である。

このトルクレンチｌはヘッダ３と握り部４とから成り、
軸５を中心にしてヘッダ３が回動自在に取付けられてい
る。

前記へラダ３は測定しようとする各種ボルト、ナツトを
嵌めるヘッダ部３ａを具え、その首部３ｂは短い棒状と
し、左右両側には締付はトルク値を検出するセンサとし
てのストレインゲージ６を２枚宛貼看してストレインゲ
ージブリッジを構成している。

このストレインゲージ６はトルクレンチ１の握り部４内
を通るケーブル７を介してトルクレンチｌの他端に設け
たコネクタ８につながれ、該コネクタ８からケーブル９
、無線、その他の連結手段により前記トルクデータ集録
装置２に接続されて、ストレインゲージ６から出力され
た締付はトルク値が該トルクデータ集録装置２へ送られ
るように構成されている。

以下、上記装置を用い被測定ねじの締付はトルク値の検
査を第１図の作業工程図に従って説明する。

初めに前記トルクデータ集録装置２のキーボード部１０
により装置２内部のマイクロコンピュータ（不図示）に
被測定ねじの締付はトルク範囲の上限及び下限等を入力
する。

これは、増し締めトルク法の検査においては、既に締付
けられている被測定ねじが適正なトルク値で締付けられ
ている場合に測定可能であって、既にねじが線通ぎられ
て変形又はねじ切れがおこっている（トルク範囲の上限
を越えている）、或はほとんど締っておらず手でも回せ
る（トルク範囲の下限に満たない）場合には、第４図に
示すような曲線にならず、締付はトルク値を検出するこ
とができない。

そこで、測定する前に予め被測定ねじり締付はトルク範
囲の上限、下限をマイクロコンピュータに登録しておく
ものである。

又、トルク測定をどのくらいの時間間隔で行うかを定め
る。このトルク測定の時間１間隔は、計測の正確さを期
するため一定間隔毎で、できるだけ短い時間が望ましい
。

次に被測定ねじを前記トルクレンチｌのヘッダ部３ａに
嵌合し、軸５を支点に回動させて締付はトルク測定を開
始する。

そのひずみがストレインゲージ６からの電気信号−に変
えられてその信号がトルクデータ集録装置２へ送られる
。

そしてこのトルク測定値が、 トルク測定値くトルク範囲下限 の範囲にあるとき、トルク測定値のピーク値を表示部１
１に表示するだけで、被測定ねじが回り初めるかどうか
の検出（回り初め検出）は行われない。

そして徐々にトルク測定値が増して、 トルク測定値≧トルク範囲下限 にあるとき、回り初め検出を開始する。この回り初め検
出は順次計測される締付はトルク値の直１ｒｊのものに
対する増減を調べ、所定量Ｉ：減少したときねじは回り
初めたと検出する。尚正確を期するため、上記トルク測
定値は複数個のトルク測定値を平均し、その補正された
トルク値によって検出を行うとよい。

上記検出を行なって実際に被Ｍ一定ねじが加えられるト
ルクにより回り始めると、トルク測定値は彦擦力がなく
なって減少する。そのときのトルク測定値をＭＡｘトル
ク値（第４図ａ）としてトルクデータ集録装置２内のマ
イクロコンピュータに記憶させる。又必要に応じ、該Ｍ
Ａｘトルク値を表示部１１に表示させるとともに、ブザ
ー１２により作業者に知らせるようにして、もよい。

−・方、トルク測定値は？ＪＪ４図に示すように、ねじ
の回動中は減少しつづけ、締付けられて停止すると再び
１昇する。このねじの回動中、最も小さいトルク値を検
出するものであるが、前述のように手動によりねじを回
すので、ねじが一旦停止しても再び回り始めることがあ
る。このため本実施例では測定の終了時期をねじが停止
することを検出する、即ち締付はトルク値の直前のもの
に対して所定以上増加したときではなく、トルク測定値
が前記ＭＡＸ　＋・ルク値に対し。

トルク測定値≧ＭＡＸ　トルク値 になったとき（第５図ｅ）、本′Ｉｆ４定を終了するも
のとする。

そして回り初めのときのＭＡＸ測定値から減少、増加し
て次のＭＡＸ？！１１定値に達するまでの間で、最も小
さいトルク測定値をＭＩＮ測定値（第５図ｄ）として前
記表示部１１に表示させて、ブザー１２により作業者に
知らせる。このＭＩＮ測定値が実際の被測定ねじが締付
けれていたトルク値となるものである。

尚回り初め検出を開始後、締付はトルク範囲の上限に達
してもねじが回り初めないとき、即ち。

トルク測定値≧トルク範囲上限 になると、線通ぎを作業者に表示部１１．　　ブザー１
２等で知らせ、測定を停止する。

又、前述のように本測定は手動のため必ずしも均一、平
均してトルクがかけられないので、実際のトルク測定値
は減少、増加が一様ではなく、ジグザグに変化すること
がある。このため、トルク値が減少し最初にＥ昇したと
きの直前の値がＭＩＮ１ｓ定偵とは限らない、そこで前
記マイクロコンピュータにおいて、所定時間間隔毎に入
力されてくるトルク測定値を順次比較し、より小さい測
定値を保存し、次の測定値との比較を繰返してＭＩＮ測
定値を求めるものである。

更に必要に応じ、トルクデータ集録装置２は、第２図に
示すようにトルクデータ集録部２と、大型のコンピュー
タ１３、ディスプレイ１４、プリンタ１５．　　フロッ
ピディスク１６に接続することも可能である。

Ｊ二連のような本実施例によれば、従来作業者の目視に
よって計測していた増し締めトルク法による締付は値の
測定が自動化できて正確性が増すとともに、作業者は単
に表示部１１、ブザー１２を注意していればよく、肉体
的、精神的負担の軽減が図れる０手動による測定なので
力の入れ方、測定に要する時間によって締付はトルク値
の増減が一様ではなく最小のトルク値を検出することは
極めて困難であったが１本発明の測定方法によればマイ
クロコンピュータにより検出するので、容易且つ正確に
検出することができる。締過ぎ検出機構を設けたので被
測定ねじ等を傷付けることがない等の効果がある。又図
示例のようにデータ集録装置とコンピュータを接続すれ
ば、大量のデータを処理でき、更に記憶したデータの分
析、管理、保管が可能になる利点がある。

［実験例］ 本発明の締付はトルク値の検査方法を測定時間間隔を一
定（１５／１０００秒）とし、締付けに要する時間を変
えて種々測定し、以下のようなデータを得た。

（例１） 実際の締付はトルク値：　ｌ　６６　ｋｇｆｃＩＩＡ１
１１定結果：第５図 測定による締付はトルク値：　ｌ　７０　ｋｇｆｃｍ（
例２） 実際の締付はトルク値：　１５７　ｋｇｆｃｍ測定結果
：第６図 測定による締付はトルク値：　１６４　ｋｇｆｃｍ（例
３） 実際の締付はトルク値：　ｌ　８８　ｋｇｆｃＩＩ＋測
定結果：第７図 測定による締゛付はトルク値：　１８０　ｋｇｆｃｍＬ
記実験例中、例１は検査用トルクレンチ２を速く回動さ
せた場合、例３はゆっくり回動させた場合、例２はその
中間であり、グラフ中、Ｐはねじが回り初めたときの測
定値（前記ＭＡＸ測定値）、Ｑは回り終って停止したと
きの測定値である０例２１例３ではねじが停止した点Ｑ
が２ケ所（Ｑｌ、Ｑ２）表われている。

又第８図、第９図は、夫々例３における各締付はトルク
値を２個又は３（［づつ平均してグラフにしたもので、
第７図のグラフに比べてにＭＩＮ測定値がわかりやすい
利点がある。

上記の測定結果から明らかなように、検査用トルクレン
チを速く回動させてもゆっくり回動させても同様の効果
が得られ、いずれの実験においてもこの種の許容誤差範
囲±１０％内に含まれるものである。

［発明の効果］ 本発明は、増し締めトルク法におけるトルク値の読取り
が容易で１作業者の肉体的、精神的負担の軽減が図れる
締付はトルクの検査方法を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の締付はトルクの検査方法による作業工
程図、第２図、第３図は前記作業工程図に従って本発明
を実施する装置の一例であり、このうち第２図はトルク
レンチとトルクデータ集録装置の全体構成図、第３図は
トルクレンチの正面図、第４図は締付はトルクと締付け
に要する時間との関係を示す図、第５図〜第９図は実際
の測定によって得られたグラフを示す図である。 １・・・トルクレンチ。 ２・・・トルクデータ集録装置、３・・・ヘッダ、６・
・・ストレインゲージ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）締付けたねじをセンサを具えたトルクレンチでさ
   らに締付け、該ねじに加えられたトルク値を所定時間毎
   に検出し、その測定トルク値を前記トルクレンチに接続
   されたトルクデータ集録装置へ送り、該トルクデータ集
   録装置で前記ねじが回り初めてから所定時間までの間で
   最も小さい締付けトルク値を検出することを特徴とする
   締付けトルク値の検査方法。