特許 6984522 クランプ力測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6984522

(24)【登録日】2021年11月29日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】クランプ力測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01L 5/00 20060101AFI20211213BHJP

   F16L 33/10 20060101ALI20211213BHJP

【ＦＩ】

   G01L5/00 103Z

   F16L33/10

【請求項の数】6

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2018-63898(P2018-63898)

(22)【出願日】2018年3月29日

(65)【公開番号】特開2019-174329(P2019-174329A)

(43)【公開日】2019年10月10日

【審査請求日】2021年2月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】特許業務法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】瀬川 太郎

【審査官】 森 雅之

(56)【参考文献】

【文献】 特許第６３８４１８１（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ

Ｆ１６Ｌ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

クランプのクランプ力を測定するクランプ力測定装置であって、
中心軸に沿って延在し且つ前記中心軸の周回り方向に分割して配置された複数の分割部を含み、前記クランプが外嵌される筒状体と、
前記複数の分割部のそれぞれに連続し、前記中心軸から離れる遠心方向へ延在する複数のフランジ部と、
前記複数のフランジ部に設けられ、前記クランプから前記複数の分割部にかかる応力を個別に検知する複数の検知部と、
を備える、
クランプ力測定装置。

【請求項2】

前記複数の検知部はそれぞれ、ひずみゲージである、
請求項１に記載のクランプ力測定装置。

【請求項3】

前記周回り方向で隣接する前記フランジ部の遠心方向端部同士は、相互に連続している、
請求項１または２に記載のクランプ力測定装置。

【請求項4】

前記複数のフランジ部の遠心方向端部はそれぞれ、外部に固定される固定部を有する、
請求項１から３のいずれか一項に記載のクランプ力測定装置。

【請求項5】

前記複数のフランジ部はそれぞれ、当該フランジ部における他の部分より前記周回り方向の幅を狭くした幅狭部を有し、
前記検知部は、前記幅狭部に設けられる、
請求項１から４のいずれか一項に記載のクランプ力測定装置。

【請求項6】

前記複数の分割部は、前記周回り方向に等間隔で配置される、
請求項１から５のいずれか一項に記載のクランプ力測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、クランプ力測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、接続用管に嵌められるゴム等のホースを締め付ける手段として、ホースクランプが知られている。ホースクランプには、ネジ込み力（トルク）によりホースを締め付けるネジ式のものがある。

【0003】

しかし、ホースを一定のトルクで締め付けても、ホースを締め付ける力であるクランプ力（又は面圧）の分布が周方向で均一になるとは限らない。その理由は、例えば、接続用管やホースクランプの形状にバラツキがあることなどによる。

【0004】

そこで、クランプ力測定装置による測定結果に基づいて、予め定められたクランプ力を得るためのトルクを求める。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−１０５１２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、予め定められたクランプ力を得るためのトルクを求めるためには、クランプ力を高精度で測定する必要がある。

【0007】

本開示の目的は、クランプ力の測定精度を上げることができるクランプ力測定装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一態様に係るクランプ力測定装置は、
クランプのクランプ力を測定するクランプ力測定装置であって、
中心軸に沿って延在し且つ前記中心軸の周回り方向に分割して配置された複数の分割部を含み、前記クランプが外嵌される筒状体と、
前記複数の分割部のそれぞれに連続し、前記中心軸から離れる遠心方向へ延在する複数のフランジ部と、
前記複数のフランジ部に設けられ、前記クランプから前記複数の分割部にかかる応力を個別に検知する複数の検知部と、
を備える。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、クランプ力の測定精度を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の一実施の形態に係るクランプ力測定装置の構成の一例を示す図

【図2】図１のＡ−Ａ線断面図

【図3】クランプ力測定装置の一部を示す図

【図4】比較例に係るクランプ力測定装置一部を示す図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0012】

まず、本開示の一実施の形態に係るクランプ力測定装置１００の構成について図１及び図２を参照して説明する。図１は、本開示の一実施の形態に係るクランプ力測定装置１００の構成の一例を示す図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。なお、図２にはＸ軸が描かれている。以下の説明では、図２における上方向を「上方向」といい、下方向を「下方向」という。さらに、Ｘ軸から離れる方向を「遠心方向」という。Ｘ軸に向かう方向を「求心方向」という。Ｘ軸に沿う方向を「上下方向」という。Ｘ軸を中心軸という場合がある。

【0013】

図１に示すように、クランプ力測定装置１００は、８個の円弧部１０（本発明の「分割部」に対応）と、８個のフランジ部２０と、８個のひずみゲージ３０（本発明の「検知部」に対応）とを備えている。

【0014】

各円弧部１０は、Ｘ軸（中心軸）に沿ってそれぞれ延在している。各円弧部１０は、Ｘ軸の周回り方向に分割して配置される。各円弧部１０は、周回り方向に等間隔で配置される。周回り方向で隣接する円弧部１０同士は、スリットＳＬ１により分離されている。８個の円弧部１０により筒状体１０Ａが構成される。

【0015】

筒状体１０Ａにはホース４０（図２参照）が外嵌される。ホース４０にはホースクランプ５０（図２参照）が外嵌される。ホースクランプ５０には、ネジ込み力（トルク）によりホース４０を締め付けるネジ式のものが用いられる。図２に、ホース４０が締め付けられる力をクランプ力Ｆで示す。クランプ力Ｆの方向は、求心方向である。なお、図１にはホース４０及びホースクランプ５０が省略されている。

【0016】

図１に示すように、各フランジ部２０は、各円弧部１０に対応して配置されている。フランジ部２０は、対応する円弧部１０に連続している。

【0017】

図１に示すように、フランジ部２０は、求心方向端部２２から遠心方向へ延在している。周回り方向で隣接するフランジ部２０は、スリットＳＬ２により分離されている。スリットＳＬ２の終端部から周回り方向両側へ延在する長孔ＨＬ１が連続している。

【0018】

図２に示すように、フランジ部２０の求心方向端部２２は、円弧部１０の下方向端部１２に連続している。スリットＳＬ２は、上下方向のスリットＳＬ１に連続している。

【0019】

図１に示すように、周回り方向で隣接するフランジ部２０の遠心方向端部２４同士は、相互に連続している。つまり、遠心方向端部２４同士を相互に連続した部分は、環状部２５になっている。

【0020】

図１に示すように、フランジ部２０の求心方向端部２２と遠心方向端部２４との間の中央部２６には最狭部２８が設けられている。最狭部２８は、周回り方向で隣接する長孔ＨＬ１間の領域であって、求心方向の力に対して応力集中を起こすように周回り方向の幅がフランジ部２０の他の部分より狭い領域である。

【0021】

図３は、クランプ力測定装置１００の一部を示す図である。図４は、比較例に係るクランプ力測定装置の一部を示す図である。図３および図４に、円弧部１０およびそれに連続するフランジ部２０を示す。また、図３に、円弧部１０にクランプ力Ｆがかかるときの求心方向端部２２から中央部２６にわたる領域におけるひずみγを示す。また、図４に、円弧部１０にクランプ力Ｆがかかるときの円弧部１０におけるひずみγ’を示す。

【0022】

図３に示すように、求心方向端部２２から中央部２６にわたる領域にひずみゲージ３０を設けた場合、クランプ力Ｆ（面圧）がかかる方向のひずみγを測定することができる。したがって、ひずみゲージ３０の測定結果からクランプ力を正確に求めることができる。

【0023】

これに対して、図４に示すように、円弧部１０にひずみゲージ３０を設けた場合、クランプ力ＦによるモーメントＭで生じる軸方向のひずみを測定することになる。クランプ力Ｆがかかる軸方向の位置が異なると、モーメントが異なるため、ひずみゲージ３０の測定結果も異なる。これにより、ひずみゲージ３０の測定結果からクランプ力を正確に求めることが困難となる。

【0024】

また、図１に示すように、フランジ部２０における求心方向端部２２から中央部２６にわたる領域は、周回り方向両側にスリットＳＬ２が設けられているため、周回り方向の力がかかりくい領域である。

【0025】

フランジ部２０に求心方向のクランプ力がかかる場合において、最狭部２８における求心方向のひずみは、最狭部２８以外の部分における求心方向のひずみよりも大きい。

【0026】

ひずみゲージ３０は、最狭部２８に設けられている。ひずみゲージ３０は、求心方向のひずみを検出するように配置されている。

【0027】

環状部２５には、ひずみゲージ３０より遠心方向側に貫通孔ＨＬ２が設けられている。貫通孔ＨＬ２に通されたボルト（図示略）によりベース（図示略）に締結される。

【0028】

クランプ力Ｆとひずみγとの関係は、次の式（１）で表される。
Ｆ＝αγ ・・・（１）
ここで、αは一定である。

【0029】

次に、クランプ力測定装置１００による測定方法の一例について説明する。なお、クランプ力は、予め決められている。ここでは、予め決められたクランプ力（面圧）を得るために、ホースクランプ５０をねじ込むときの必要トルクを求める。

【0030】

筒状体１０Ａにホース４０を外嵌する。ホース４０にホースクランプ５０を外嵌する。ホースクランプ５０をねじ込むことにより、ホース４０を締め付ける。所定のトルクでねじ込んだ場合のひずみγを、クランプ力測定装置１００により測定する。

【0031】

測定されたひずみγから、上記式（１）を参照してクランプ力Ｆが求められる。これにより、トルクとクランプ力Ｆとの関係が求められる。

【0032】

以上のようにして求められたトルクとクランプ力Ｆとの関係から、予め決められたクランプ力を得るために必要なトルクが求められる。

【0033】

本実施の形態に係るクランプ力測定装置１００は、クランプのクランプ力を測定するものであって、Ｘ軸に沿って延在し且つＸ軸の周回り方向に分割して配置された８個の円弧部１０を含み、ホースクランプ５０が外嵌される筒状体１０Ａと、各円弧部１０のそれぞれに連続し、Ｘ軸から離れる遠心方向へ延在する８個のフランジ部２０と、各フランジ部２０に設けられ、クランプから８個の円弧部１０にかかる応力を個別に検知する８個のひずみゲージ３０とを備える。これにより、フランジ部２０に設けたひずみゲージ３０によって、クランプ力（面圧）がかかる方向のひずみを測定することができる。したがって、ひずみゲージ３０の測定結果からクランプ力を正確に求めることができる。その結果、クランプ力の測定精度を上げることができる。また、周回り方向で分割されたフランジ部２０にひずみゲージ３０がそれぞれ設けられているため、周回り方向でのクランプ力（面圧）の分布を求めることができる。

【0034】

周回り方向で隣接するフランジ部２０の遠心方向端部２４同士は相互に連続している。これにより、クランプ力測定装置１００を一体的に取り扱うことができるため、円弧部１０およびフランジ部２０から成るピースをそれぞれ取り扱う場合に比較して、取り扱いが容易である。また、測定時において、ピースをそれぞれ位置決めする必要がないため、クランプ力測定装置１００を容易にセットすることができる。

【0035】

ひずみゲージ３０は最狭部２８に設けられる。フランジ部２０に求心方向のクランプ力がかかる場合に、最狭部２８における求心方向のひずみが他の部分における求心方向のひずみよりも大きくなるため、クランプ力に対するひずみゲージ３０の感度が高くなり、ひずみに対するクランプ力をより細かく測定できるため、クランプ力の測定精度を上げることができる。なお、ひずみゲージ３０が設けられる場所は、最狭部２８に限定されず、例えば、フランジ部２０における他の部分より周回り方向の幅が狭い幅狭部であってもよい。これによっても、ひずみゲージ３０の感度を上げることが可能となる。

【0036】

円弧部１０は等間隔に配置される。クランプ力の分布が周回り方向で均一であれば、ひずみゲージ３０の測定値間に大きな差が生じない。反対に、クランプ力の分布が周回り方向で均一でなければ、ひずみゲージ３０の測定値間に大きな差が生じる。つまり、ひずみゲージ３０の測定結果に基づいて、クランプ力の分布が周回り方向で均一であるかどうかを容易に調べることができる。

【0037】

なお、上記実施の形態では、同一円弧長の円弧部１０を周回り方向に等間隔で配置したが、本発明はこれに限らず、各円弧部１０の円弧長は同一でなくてもよい。また、各円弧部１０の配置は等間隔でなくてもよい。この場合、測定したひずみを、各円弧部１０の円弧長及び配置に基づいて補正することにより、同一円弧長の円弧部１０を等間隔で配置した場合におけるクランプ力とトルクとの関係を求めことが可能である。

【0038】

また、上記実施の形態では、スリットＳＬ２の周回り方向の幅を一定にしたが、本発明はこれに限らない。例えば、スリットＳＬ２の周回り方向の幅を、求心方向側から遠心方向側に向かって徐々に広くし、スリットＳＬ２の遠心方向側を長孔ＨＬ１と滑らかに連続させてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0039】

本開示のクランプ力測定装置は、クランプ力の高い測定精度が求められる産業界において有用である。

【符号の説明】

【0040】

ＨＬ１ 長孔
ＨＬ２ 貫通孔
ＳＬ１ スリット
ＳＬ２ スリット
１０ 円弧部
１０Ａ 筒状体
１２ 下方向端部
２０ フランジ部
２２ 求心方向端部
２４ 遠心方向端部
２５ 環状部
２６ 中央部
２８ 最狭部
３０ ひずみゲージ
４０ ホース
５０ ホースクランプ
１００ クランプ力測定装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】