JPH1194662A

JPH1194662A - ネジの締付力及び締付トルク測定装置

Info

Publication number: JPH1194662A
Application number: JP25019597A
Authority: JP
Inventors: Hisao Saito; 久男斉藤; Toshiharu Sugiyama; 寿治杉山; Koichi Kasai; 洸一河西
Original assignee: Shin Nikkei Co Ltd
Current assignee: Shin Nikkei Co Ltd
Priority date: 1997-09-16
Filing date: 1997-09-16
Publication date: 1999-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ネジの締付力と締付トルクとを正確且つ同時に
測定し、種々の締付条件にも容易に対応できると共に、
小型化や軽量化も可能とする。【解決手段】ネジ貫通孔６を有し、上面に座板Ａを支持
し下面に一対の支点８,８を有する支持具２と、該支持
具２と支点８で隣接しネジ貫通孔１１の上下の開口部付
近に各一対の歪ケージＧを設け、他側面で上記支点８,８
より大きい支点間距離を有するロードセル１０と、該ロ
ードセル１０と一対の支点１４で隣接する支点部材１２
と、該部材１２に隣接し上面に雌ネジ部材Ｂを支持する
トルク伝達治具２０を有し、ネジＮを座板Ａから貫通孔
６等を通し雌ネジ部材Ｂの雌ネジ孔ｂに螺入し、上記支
持具２、ロードセル１０、支点部材１２、及び上記治具２
０とをベアリング２９にて回転可能に支持し、且つ上記
治具２０とトルク検出部４０を有するトルクメータ４２
の円盤３４を複数のピン３２で結合したネジの締付力及
び締付トルク測定装置１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばアルミサッ
シにおける枠材や障子を形成するアルミ形材同士や、或
いは部品とアルミ形材を結合するネジの締付力及び締付
トルク測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ネジの締付力と締付トルクを測
定するには、例えば図７に示す測定装置１００が用いら
れる。即ち、ネジＮは上方から頂部材１０２に支持され
た座板１０４を貫通し、内部に立設する中空箱１０６の
天井部分に回転不能に嵌め込まれた雌ネジ部材１０８の
雌ネジ孔に螺入する。尚、上記雌ネジ部材１０８は、平
板に雌ネジ孔を有する円柱部１０９を固着したものであ
る。そして、図示しないドライバでネジＮを締付けると
共に、上記中空箱１０６の底部分から垂下する垂直片１
１０に貼付けた締付力測定用の歪みゲージ１１２におけ
る垂直方向の変化から締付力が測定される。

【０００３】また、上記垂直片１１０を支持するベース
１１８上の支持部１１４内において、垂直片１１０に貼
付けたトルク測定用の歪みゲージ１１６における変化に
よりネジＮの締付トルクが測定される。ところで、上記
測定装置１００では、ネジＮの締付力は雌ネジ部材１０
８と中空箱１０６を介した垂直片１１０の上記歪みゲー
ジ１１２により測定されるが、ネジＮからの締付応力が
集中する雌ネジ部材１０８からかなり離れており、測定
誤差を生じることがある。また、この測定装置１００は
その構造が複雑で専用装置となり、且つ大型で重量も大
きくなりがちである。

【０００４】しかも、測定時に前記ドライバはモータ等
に連結され、一定の低速度によりネジＮを回転させる
が、実際の作業は作業者がドライバを手動で操作する。
一方、上記測定装置１００によって、機械式の回転によ
るネジＮの誤差を含む締付力と締付トルクの相関グラフ
を測定し作成し得ても、適正な締付け範囲を把握した
り、設定しにくい。従って、作業標準として活用するこ
とも困難な場合があった。更に、上記測定装置１００で
は、測定すべきネジＮの材質や直径、或いはネジＮと螺
合する雌ネジ部材１０８の板厚や形状、更にはその締付
・支持条件が限定されるため、種々の締付条件に対応す
ることも困難であった。

【０００５】

【発明が解決すべき課題】本発明は、上記従来の技術の
問題点を解決し、ネジの締付力と締付トルクを正確に測
定でき、種々の締付条件に対応することも容易にすると
共に、小型で軽量化が可能なネジの締付力及び締付トル
ク測定装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、ネジの締付けによる締付力測定部側の支持
部における集中荷重を避けること、及び雌ネジ部材の支
持部を各種の締付条件に対応し易くすることに着想して
成されたものである。即ち、本発明のネジの締付力と締
付トルク測定装置は、ネジ貫通孔を中心に有し、一側面
に被結合材に相当する座板等を回転不能に支持する支持
部を、他側面に一対の支点を有する支持具と、中心に設
けたネジ貫通孔の両側面の開口部付近に互いに平行する
一対の歪ゲージをそれぞれ設け、且つ上記支持具の支点
が接する側面と反対側の側面において、上記支持具にお
ける支点間距離よりも大きい支点間距離を有する締付力
測定用ロードセルと、ネジ貫通孔を略中心に有し、上記
ロードセルと一対の支点を介して隣接する支点部材と、
上記支点部材に隣接し、且つ一側面に被結合材に相当す
る雌ネジ部材を回転不能に支持するトルク伝達用治具
と、を有し、上記支持具とロードセルを互いに平行にし
て支持具の支点により自由支持し、測定すべきネジを上
記座板側から貫通し、且つ上記各ネジ貫通孔を貫通して
上記雌ネジ部材の雌ネジ孔内に螺入すると共に、上記支
持具、ロードセル、支点部材、及びトルク伝達用治具と
をベアリング等を介して回転可能に支持し、且つトルク
伝達用治具とトルク検出部を有するトルクメータの負荷
部とを複数のピン等にて結合した、ことを特徴とする。

【０００７】この装置によれば、ネジの締付けにより上
記ロードセルが曲げ応力を受けても支持具の支点間距離
分は検出荷重が一定となるので、ロードセルに貼付けた
歪みゲージの位置が多少ずれても、該歪みゲージが上記
支点間距離の範囲内に設けてあれば、正確且つ確実に締
付力を測定することができる。また、ネジは雌ネジ部材
に螺合できるものであれば、直径や長さが変化しても測
定することができる。尚、本明細書において、ネジとは
雄ネジ部分とドライバやレンチに係合するボルト頭等を
有するボルトを指し、例えば雌ネジ部材の貫通孔内に自
ら雌ネジ部分を形成するタッピングスクリューボルトも
含まれる。

【０００８】また、締付力測定部が、前記支持具、ロー
ドセル、及び支点部材とからなり、締付トルク測定部
が、前記ピン等を受入れる複数の穴を有するトルク伝達
用治具を含み、且つこのトルク伝達用治具は前記ベアリ
ング等に支持されて、ネジの締付トルクを前記負荷部を
介して前記トルク検出部に伝達するネジの締付力及び締
付トルク測定装置も含まれる。この装置によれば、ネジ
の締付力と共に、締付トルクも同時に正確且つ確実に測
定することができる。

【０００９】本発明の別のネジの締付力及び締付トルク
測定装置は、ネジ貫通孔を中心に有し、一側面に被結合
材に相当する座板等を回転不能に支持する支持部を、他
側面に一対の支点を有する支持具と、中心に設けたネジ
貫通孔の両側面の開口部付近に互いに平行する一対の歪
ゲージをそれぞれ設け、且つ上記支持具の支点が接する
側面と反対側の側面において、上記支持具における支点
間距離よりも大きい支点間距離を有する締付力測定用ロ
ードセルと、ネジ貫通孔を略中心に有し、上記ロードセ
ルと一対の支点を介して隣接する支点部材と、上記支点
部材に隣接し、且つ少なくとも一側面に被結合材に相当
する雌ネジ部材を回転不能に支持する支持部材と、上記
座板側から貫通するネジの頭に対し、下端にドライバ等
を有し、且つその上方の回転力受け部との間に歪みゲー
ジ等のトルク測定手段を有するトルク測定用センサと、
を有することを特徴とする。

【００１０】この測定装置によれば、ネジの締付トルク
を上記ドライバと歪みゲージ等を有するトルク測定用セ
ンサにて正確且つ容易に測定できると共に、装置全体を
一層小型で軽量化でき、その設置スペースと製作コスト
を減らすことも可能となる。尚、上記歪みゲージは、リ
ード線を介して電気信号変換装置に接続される。また、
この歪みゲージに替えて締付トルクを直に電気信号に変
える圧電素子を設けたトルク測定用センサを用いること
もできる。更に、前記トルク伝達用治具又は前記支持部
材の中心部に前記雌ネジ部材を回転不能に収容して支持
する凹部を形成し、且つネジの中心軸と上記雌ネジ部材
の雌ネジ孔の中心軸が一致するネジの締付力及び締付ト
ルク測定装置も含まれる。この装置によれば、ネジと螺
合する雌ネジ部材の板厚や形状が変化しても、トルク伝
達用治具に容易にセットでき、正確な測定が可能とな
る。

【００１１】また、前記トルク伝達用治具の凹部に収容
される雌ネジ部材が、該伝達用治具と隣接する前記支点
部材との間において、その雌ネジ孔を中心にして互いに
対称な複数の支点を介して接するネジの締付力及び締付
トルク測定装置も含まれる。この装置によれば、線対称
又は点対称等の種々の支持条件にして雌ネジ部材をトル
ク伝達用治具にセットでき、且つ正確な測定が可能とな
る。尚、前記支持具の支点間距離を、前記ロードセルの
支点間距離の２０％以上としたネジの締付力及び締付ト
ルク測定装置とすることもできる。この距離が２０％未
満では、ロードセルには集中荷重が掛り易くなり正確さ
を欠くためである。係る装置とした場合、ネジを締付け
た際にロードセルに生じる曲げモーメントが、支持具の
支点間距離の上記範囲内では一定になるので、ネジの締
付力が一層正確に且つ安定して測定できる。且つ、歪み
ゲージの貼付ける位置がずれても、ネジの締付力の測定
誤差を極小さく抑えることもできる。

【００１２】

【実施の形態】以下において本発明の実施に好適な形態
を図面と共に説明する。図１，２は、本発明の一形態を
示す締付力及び締付トルク測定装置１の垂直断面図と分
解斜視図である。測定に用いるネジＮは、図１中の上方
に位置する例えばボール盤等の回転軸Ｓに固定されたド
ライバＤにより回転される。この締付力・トルク測定装
置１は、支持具２と、締付力測定用ロードセル１０と、
支点部材１２と、トルク伝達用治具２０と、トルクメー
タ４２等を含む。支持具２は全体が浅い正方形の皿状を
呈し、上面(一側面)にネジＮにて結合される一方の被結
合材に相当する座板Ａを回転不能に収容する凹み(支持
部)４と、その中心に穿設したネジ貫通孔６と、下面(他
側面)の左右の端縁に沿って平行な凸条からなる一対の
支点８，８を一体に有する。これらの支点８の下側は湾
曲面となっている。

【００１３】また、上記支点８，８を介して下方に隣接
する上記ロードセル１０は、全体が略長方形の平板で、
その中心に穿設したネジ貫通孔１１の上下の開口部付近
には、この貫通孔１１を中心にして互いに対称で且つ平
行する一対の歪みゲージＧが上下両面(両側面)に合計二
対貼付けられている。互いに平行な上記支持具２とロー
ドセル１０は、支点８，８を介して相互に自由支持し合
っている。更に、上記ロードセル１０の下方に隣接する
支点部材１２も略長方形の平板で、その上面の左右の各
浅溝１６内には上側に湾曲面を有する凸条からなる一対
の支点１４の基部が固定され、且つその中心にネジ貫通
孔１８が形成されている。上記支点１４を介してロード
セル１０と支点部材１２は隣接し合う。また、上記支点
１４同士の支点間距離は、前記支持具２の支点８同士の
支点間距離よりも大きく設定される。具体的には、後者
の距離は前者の２０％以上(例えば４０％)とすれば、ネ
ジＮの締付によるロードセル１０への集中荷重を防ぎ易
くなる。

【００１４】また、上記支点部材１２の下方には、全体
が略円盤状のトルク伝達治具２０が隣接する。図２に示
すように、上面に角形の開口部２１を有するリング２２
が本治具２０の本体２３上の周辺に固定される。この本
体２３の上面(一側面)の中央には正方形の凹部２４が形
成され、ネジＮの他方の被結合材に相当する雌ネジ部材
Ｂが回転不能に収容され支持される。この部材Ｂの中心
には雌ネジ孔ｂが形成されている。尚、雌ネジ孔ｂとネ
ジＮの各中心軸は一致するように設定される。上記本体
２３と凹部２４との各中心となる位置には、ネジＮの雄
ネジ部の先端が進入する貫通孔２６が垂直に形成され
る。また、本体２３の下面の側方にはボールベアリング
２９の上部が嵌合される。このベアリング２９は、その
下部をリング盤３０上に嵌合され、円筒体３１と共にベ
ース４８上に固定されている。従って、上記ベアリング
２９により、支持具２、ロードセル１０、支点部材１
２、及び上記治具２０は、ベース４８に対して回転可能
に支持されている。

【００１５】更に、上記治具２０の下面には、中心の貫
通孔２６に対し互いに対称に複数のピン穴２８が形成さ
れ、それぞれにピン３２の上半部が嵌合する。上記各ピ
ン３２の下半部は、円盤３４(負荷部)の上面に形成した
ピン穴３３内に嵌合される。この円盤３４の下方にはト
ルク検出部４０を有するトルクメータ４２が固定され
る。即ち、トルク検出部４０は、トルクメータ４２と共
に上下のフランジ盤３８，４４に接合され、上方のフラ
ンジ盤３８はボルト３６，ナット３７にて上記円盤３４
と結合される。且つ、トルク検出部４０は、下方のフラ
ンジ盤４４を貫通するボルト４６を介してベース４８に
固定される。従って、上記円盤３４は、ピン３２を介し
て前記治具２０からネジＮの回転に伴う締付トルクをト
ルク検出部４０に伝達し、この検出部４０に貼付けられ
た歪みゲージＧ等によりネジＮの締付トルクを検出す
る。

【００１６】次に、この締付力・締付トルク測定装置１
の作用について説明する。先ず、ネジＮの雄ネジ部を座
板Ａ、支持具２、ロードセル１０、及び支点部材１２の
各ネジ貫通孔ａ，６，１１，１８を通し、雌ネジ部材Ｂ
の雌ネジ孔ｂの上端に位置させる。このネジＮの頭の＋
字溝にドライバＤの先端を挿入して、重り(図示せず)に
よる荷重Ｐを掛けながら、該ドライバＤを図示しないモ
ータと減速機により回転させる。すると、ネジＮの雄ネ
ジ部は、雌ネジ部材Ｂの雌ネジ孔ｂに螺合しつつ、図１
に示すように、その先端がこの雌ネジ孔ｂを貫通して、
トルク伝達治具２０の貫通孔２６内に進入する。そし
て、ネジＮの頭の下面が座板Ａの上面に接触し、且つあ
る程度の摩擦を生じると、適正な締付状態となり、ドラ
イバＤの回転を停止する。

【００１７】この間において、前記ロードセル１０に
は、これを支える一対の支点１４間において下向きの曲
げモーメントＭを受ける。且つ、ロードセル１０の上下
面に貼付けた二対の歪みゲージＧには、歪みが上面と下
面とで相違して表れる。これらの歪みゲージＧの接続方
法を工夫して歪み量を検出することにより、ネジＮの締
付力を連続して精度良く測定できる。ところで、図３に
示すように、ネジＮの締付力による荷重Ｐは、支持具２
の支点８，８を介してロードセル１０に伝達されるの
で、ロードセル１０が受ける曲げモーメントＭも上記一
対の支点８，８間においては一定(Ｍ.Ａ.)となる。即
ち、支点８，８間におけるロードセル１０には一定の荷
重Ｐが掛かるので、安定荷重となる。換言すれば、ネジ
Ｎの締付けによりロードセル１０の中心付近に発生する
集中荷重を排除するため、支持具２の支点８，８を活用
したものである。尚、支持具２はその変形を防ぐため、
剛性の高い鋼材等から製造される。

【００１８】従って、この荷重Ｐによって曲げモーメン
トＭが一定となる上記支点８，８の間において、ロード
セル１０の上下面の二対の歪みゲージＧにより、ネジＮ
の締付力を正確且つ安定して測定することができる。し
かも、ネジＮの雄ネジ部に近接した位置に貼付けた二対
の歪みゲージＧにより測定するため、ネジＮの締付力を
精度良く測定できる。また、支点８，８間におけるロー
ドセル１０に掛かる荷重Ｐが一定になるので、各歪みゲ
ージＧを貼付ける位置が多少ずれても、測定される締付
力の誤差を小さくすることができる。

【００１９】また、図１に示すように、ネジＮの締付に
伴い、その雄ネジ部が雌ネジ部材Ｂを上向きに引張り、
同時に支持具２、ロードセル１０、及び支点部材１２を
挟み付ける。すると、雌ネジ部材Ｂと支点部材１２との
間に生じる摩擦力によって、支持具２、ロードセル１
０、支点部材１２、及び伝達治具２０全体が、ネジＮを
回転中心とする締付トルクを受ける。この締付トルク
は、上記治具２０から各ピン３２を介し、円盤３４等を
経てトルク検出部４０に伝達され、同時にそこに貼付け
た歪みゲージＧ等により検出される。従って、ネジＮの
締付けに伴って、その締付力と締付トルクとを同時に検
出でき、正確に測定することが可能となる。この締付力
・締付トルク測定装置１を用いて測定した締付力と締付
トルクの経過の模式的グラフの１例を図４に示す。

【００２０】この場合、座板Ａにはアルミニウム合金(A
6063-T5)の板(25×25×２mm)を使用し、中心に直径５mm
のネジ貫通孔ａが穿孔されている。また、雌ネジ部材Ｂ
にはステンレス鋼(SUS304)又は上記と同じアルミニウム
合金の板(30×30×２mm)を用い、前者にはＭ４×Ｐ０．
７の雌ネジ孔ｂを、後者には直径４mm弱の通し孔が明け
てある。更に、ネジＮにはステンレス鋼製のタッピング
ネジ(Ｍ４×４０)を用いた。従って、上記アルミニウム
合金の雌ネジ部材ＢにこのネジＮを用いると、その雄ネ
ジ部自体が上記通し孔内にＭ４の雌ネジ孔ｂを刻設す
る。尚、重り(Ｐ)は、雌ネジ部材Ｂの材質に拘わらず２
ｋｇｆとした。そして、上記ネジＮをステンレス鋼の雌
ネジ部材Ｂにネジ込む過程における締付力と締付トルク
との経過をＸ−Ｙレコーダにより測定し、模式的なグラ
フに表したのが図４である。

【００２１】図４のグラフからネジＮの締付力と締付ト
ルクは、略正比例の関係を示し同様の増加傾向を示して
いる。一般に、締付トルクが同じでも締付力は、雌ネジ
部材Ｂの材質、ネジ山・谷部やネジの頭への油潤滑の有
無によって大きく変化する。従って、具体的な締付条件
に応じて適正な締付力と締付トルクとの関係を数式化、
或いはグラフ等による図形化を行うことが望ましい。例
えば、図４のグラフが、前記締付条件において適正な締
付力と締付トルクとの関係を示し、図中の一点鎖線を上
下に越えると不適正な締付状態となるので、その中間に
破線で示す管理すべき範囲(Ｃ.Ａ.)を設定することがで
きる。即ち、図４中における下側の一点鎖線の直下の位
置では、締付力が小さいのに摩擦が大きいため、締付ト
ルクが大きくなり、ネジＮが破損(ＮＧ)した。逆に、上
側の一点鎖線の直上の位置では、締付力が過剰となり雌
ネジ孔ｂが欠損(ＮＧ)した。

【００２２】以上のように各種のネジＮの締付条件に応
じて適正な締付力と締付トルクとの関係をグラフ化する
には、締付力・締付トルク測定装置１を用いると、正確
で迅速に締付力と締付トルクを測定できる。従って、締
付作業の標準化に適した範囲を図式化することが容易に
行える。これにより、これまで作業者の経験や勘に頼っ
ていた締付作業を、具体的な締付条件毎に標準化でき、
簡単な訓練で常に適正な締付作業を容易に収得させるこ
とが可能となる。また、ロボット等による自動化に際し
ても、適正な締付作業条件のデータを予めその制御部に
記憶させて、適正な締付作業を継続して発揮させること
ができる。

【００２３】図５は、上記締付力・締付トルク測定装置
１の変形形態を示す。尚、前記と同じ部分や要素には同
じ符号又は同様の符号を用いる。図５(Ａ)に示す締付力
・締付トルク測定装置５０は、ロードセル１０の下面の
左右に一対の浅溝１０ａを形成し、それらに下側に湾曲
面を有する凸条からなる支点１４ａの基部が固定され
る。ロードセル１０は、この支点１４ａを介して支点部
材１２に支持される。また、支持具２の支点８，８間の
距離は、支点１４ａ同士の距離の約半分とされている。
この測定装置５０のように、前記支点１４の位置を変え
てロードセル１０側に支点１４ａを固定しても、前記測
定装置１と同様の作用と効果を得られることは明らかで
ある。また、トルク伝達治具２０の本体２３における下
面の側方には、コロベアリング２９ａの上部が嵌合され
ている。これによっても、前記ボールベアリング２９と
同じ機能が得られる。

【００２４】図５(Ｂ)に示す締付力・締付トルク測定装
置６０は、ロードセル１０側に支点１４ａを固定すると
共に、支点部材１２の下面の中央寄りに支点１９，１９
を固定し、これらの支点１９を介して雌ネジ部材Ｂを線
接触又は点接触により支持可能としたものである。即
ち、トルク伝達治具２０の凹部２４を深くして、上記支
点１９が進入可能とした。支点１９は、ネジ貫通孔１８
を中心に、線対称となる複数対の凸条にして雌ネジ部材
Ｂを線接触にて支持するか、点対称となる複数の突起に
して雌ネジ部材Ｂを点接触にて支持する。

【００２５】上記線接触の場合、支点１９となる直線状
の凸条を一又は二対以上用いて＝形や四角形以上の多角
形に沿った線接触にしたり、カーブした凸条を用いて湾
曲した線接触や円形の線接触とすることもできる。ま
た、点接触の場合支点１９となる突起の数を調整するこ
とにより、その支持パターンを種々変化させ得る。従っ
て、ネジＮの締付部分における雌ネジ部材Ｂの支持条件
に合わせて、前記測定装置１による面接触状態で測定す
る他、本測定装置６０により線又は点接触状態にして締
付力と締付トルクを測定することができる。尚、上記支
点１９，１９を支点部材１２から取り外し可能とすれ
ば、本測定装置６０も雌ネジ部材Ｂを面接触状態で測定
することが可能となる。

【００２６】図６は、更に異なる形態の締付力・締付ト
ルク測定装置７０を示す。この測定装置７０は、前記測
定装置５０と同様な支持具２、ロードセル１０、支点部
材１２、及びこれらを支持する支持部材７２とを有す
る。該支持部材７２はベース７４上に固定されており、
前記治具２０のように回転しない。即ち、この測定装置
７０では、締付トルクの測定は、ネジＮの上方におい
て、ドライバＤを取付けたトルクメータに相当するセン
サ８０によって行われる。上記トルク測定用センサ８０
は、縦長で筒状の本体８２と、その底面にドライバＤを
取付けるための取付穴８４と、本体８２の中央部に貼付
けた歪みゲージＧと、その上面に回転軸９０を受入れる
受入穴８６とを有する。尚、上記歪みゲージＧからリー
ド線８８が外部に延びている。また、回転軸９０は図示
しないモータにより駆動される。

【００２７】本測定装置７０においても、締付力は前記
と同じくロードセル１０の上下面の二対の歪みゲージＧ
により検出される。一方、締付トルクはネジＮを回転す
るドライバＤを固定する上記センサ８０の歪みゲージＧ
により測定される。即ち、ドライバＤがネジＮを回転さ
せる際に、その締付トルクに基づく反力がセンサ８０に
おける一対の歪みゲージＧに伝達される。両ゲージＧの
歪み量をリード線８８を介して外部の解析・表示装置に
送り、ネジＮの締付過程における締付トルクを締付力と
平行して測定することができる。この測定装置７０によ
れば、前記測定装置１と同様に締付力と締付トルクを測
定でき、Ｘ−Ｙレコーダを用いて前記図４のようなグラ
フ化も容易に行える。しかも、測定装置７０は、全体を
一層小型化と軽量化できると共に、装置の構造も簡素化
でき安価に製作し得る。更に、本装置７０は故障しにく
く、且つ少ないスペースで各種の条件に応じて効率的な
測定が可能となる。

【００２８】本発明は、以上において説明した各形態に
限定されるものではない。例えば、前記測定装置１,５
０,６０,７０を用いて、互いに接近する複数のネジＮを
順次締付け、それら全体の締付力と締付トルクの影響を
測定したり、或いははドライバＤを複数併設して同時に
複数のネジＮを締付けて、各ネジＮによる締付力と締付
トルクと平行して測定し、且つ全ネジＮによる変形等も
検出し得る。また、前記ベアリングに替えて、アンギュ
ラスラスト軸受やスラスト円錐コロ軸受等のスラスト軸
受や、各種のラジアル玉軸受、或いはラジアルコロ軸受
を用いることもできる。更に、前記ピンに替えて、ボル
ト・ナット、キーやコッタ等を用いて、トルクを伝達す
ることも可能である。

【００２９】また、前記測定装置１，５０,６０,７０を
一般のボール盤上にセットして、そのチャックに前記ド
ライバＤを固定することで、専用装置を製作することな
く、適宜必要に応じてネジＮの締付力と締付トルクを測
定することもできる。尚、被結合材には、前記座板Ａに
替えて各種断面の形材や角形の中空材を用いたり、雌ネ
ジ部材Ｂに替えてパイプ状の所謂ビスホールと称される
ネジ受けを一体に有するアルミ形材を使用しても良い。
また、ネジＮに太径のボルトを用いても良く、この場合
は前記ドライバＤに替えてボックススパナが使用され
る。

【００３０】

【発明の効果】以上において説明した本発明の締付力及
び締付トルク測定装置によれば、ネジの締付力と締付ト
ルクとを正確且つ同時に測定でき、且つ、種々の締付条
件にも容易に対応して測定することが可能となる。ま
た、測定装置全体を小型化及び軽量化でき、特に請求項
３の発明によればこれらが顕著となり、且つ装置の構造
も簡素化でき安価に製作し得る。更に、請求項５の発明
によれば、雌ネジ孔を有する被結合部材の種々な支持条
件に応じた測定が容易に行い得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の締付力及び締付トルク測定装置の一形
態を示す垂直断面図。

【図２】図１の測定装置の一部断面を含む分解斜視図。

【図３】図１，２の測定装置における支持具とロードセ
ルにおける荷重と曲げモーメントの分布状態を示す略
図。

【図４】図１，２の測定装置により得られた締付力と締
付トルクの経過を示す模式的なグラフ。

【図５】(Ａ)と(Ｂ)は共に図１，２の測定装置の変形形
態を示す部分垂直断面図。

【図６】本発明の締付力及び締付トルク測定装置の異な
る形態を示す垂直断面図。

【図７】従来の締付力と締付トルク測定装置を示す一部
断面を含む概略正面図。

【符号の説明】

１,５０,６０,７０…測定装置２………………………支持具４………………………凹み(支持部) ６,１１,１８…………ネジ貫通孔８,１４,１４ａ………支点１０……………………ロードセル１２……………………支点部材２０……………………トルク伝達治具２４……………………凹部２９，２９ａ…………ベアリング３２……………………ピン３４……………………円盤(負荷部) ４０……………………トルク検出部４２……………………トルクメータ７２……………………支持部材８０……………………トルク測定用センサＡ………………………座板(被結合材) Ｂ………………………雌ネジ部材(被結合材) ｂ………………………雌ネジ孔Ｄ………………………ドライバＧ………………………歪みゲージＮ………………………ネジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河西洸一東京都江東区木場２丁目７番23号新日軽株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ネジ貫通孔を中心に有し、一側面に被結合
材に相当する座板等を回転不能に支持する支持部を、他
側面に一対の支点を有する支持具と、中心に設けたネジ貫通孔の両側面の開口部付近に互いに
平行する一対の歪ゲージをそれぞれ設け、且つ上記支持
具の支点が接する側面と反対側の側面において、上記支
持具における支点間距離よりも大きい支点間距離を有す
る締付力測定用ロードセルと、ネジ貫通孔を略中心に有し、上記ロードセルと一対の支
点を介して隣接する支点部材と、上記支点部材に隣接し、且つ一側面に被結合材に相当す
る雌ネジ部材を回転不能に支持するトルク伝達用治具
と、を有し、上記支持具とロードセルを互いに平行にして支持具の支
点により自由支持し、測定すべきネジを上記座板側から貫通し、且つ上記各ネ
ジ貫通孔を貫通して上記雌ネジ部材の雌ネジ孔内に螺入
すると共に、上記支持具、ロードセル、支点部材、及びトルク伝達用
治具とをベアリング等を介して回転可能に支持し、且つ
トルク伝達用治具とトルク検出部を有するトルクメータ
の負荷部とを複数のピン等にて結合した、ことを特徴とするネジの締付力及び締付トルク測定装
置。
【請求項２】締付力測定部が、前記支持具、ロードセ
ル、及び支点部材とからなり、締付トルク測定部が、前
記ピン等を受入れる複数の穴を有するトルク伝達用治具
を含み、且つこのトルク伝達用治具は前記ベアリング等
に支持されて、ネジの締付トルクを前記負荷部を介して
前記トルク検出部に伝達する、ことを特徴とする請求項１に記載のネジの締付力及び締
付トルク測定装置。
【請求項３】ネジ貫通孔を中心に有し、一側面に被結合
材に相当する座板等を回転不能に支持する支持部を、他
側面に一対の支点を有する支持具と、中心に設けたネジ貫通孔の両側面の開口部付近に互いに
平行する一対の歪ゲージをそれぞれ設け、且つ上記支持
具の支点が接する側面と反対側の側面において、上記支
持具における支点間距離よりも大きい支点間距離を有す
る締付力測定用ロードセルと、ネジ貫通孔を略中心に有し、上記ロードセルと一対の支
点を介して隣接する支点部材と、上記支点部材に隣接し、且つ少なくとも一側面に被結合
材に相当する雌ネジ部材を回転不能に支持する支持部材
と、上記座板側から貫通するネジの頭に対し、下端にドライ
バ等を有し、且つその上方の回転力受け部との間に歪み
ゲージ等のトルク測定手段を有するトルク測定用センサ
と、を有することを特徴とするネジの締付力と締付トルク測
定装置。
【請求項４】前記トルク伝達用治具又は前記支持部材の
中心部に前記雌ネジ部材を回転不能に収容して支持する
凹部を形成し、且つネジの中心軸と上記雌ネジ部材の雌
ネジ孔の中心軸が一致する、ことを特徴とする請求項１
乃至３の何れかに記載のネジの締付力及び締付トルク測
定装置。
【請求項５】前記トルク伝達用治具の凹部に収容される
雌ネジ部材が、該伝達用治具と隣接する前記支点部材と
の間において、その雌ネジ孔を中心にして互いに対称な
複数の支点を介して接する、ことを特徴とする請求項４
に記載のネジの締付力及び締付トルク測定装置。