特許7108332IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

ボルトロック操作用ボルトクランプ力センサーに関し、より詳しくは、ロック螺旋状ボルト継手の過程に適用し、螺旋状ボルト継手に作用するクランプ力を直接感知し、感知データを伝送する装置

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】ボルトロック操作用ボルトクランプ力センサーを提供する。
【解決手段】螺旋状ボルト継手をロックする際に、クランプ力センサー内のトルクシャフトを駆動することで、その一端の螺旋機構が発生させる軸方向力、圧搾力感知モジュールに起因する歪み感知値、及びトルクシャフトの他端が駆動させるスリーブにより特定の仕様の螺旋状ボルト継手をロックすることで発生するクランプ力、及び事前に標準軸力計により検証して得られた両者間のパラメータ関係を、ロック過程でクランプ力を計算及び制御するための根拠とする。本発明の螺旋状ボルト継手のクランプ力センサーは各産業に適用可能である。各種トルク工具に被装して螺旋状ボルト継手のロック作業を行う場合、特定の仕様の螺旋状ボルト継手に対し、螺旋状ボルト継手に作用するクランプ力(clamping force)を制御するための精度を効果的に感知し、螺旋状ボルト継手(bolted joint)の品質を高めている。
【選択図】図2

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

従来のボルト締結過程では、わずか10%のトルクしかクランプ力に変換していなかった。ある流行した呼称では「541」規則と呼ばれ、ボルトのロック過程でボルトヘッドまたはナットと結合面との摩擦力を克服するために約50%のトルクを用い、ねじ山の摩擦力を克服するためには約40%のトルクの必要であるが、実際にボルトのクランプ力に変換可能なトルクは約10%しかなかった。最終的なクランプ力の大きさは螺旋状ボルト継手に関連する様々な要素の影響をさらに受け、例えば、ボルトと締結する部材の状況(材質の硬度、加工精度、表面粗度、油汚れ、錆付き具合、或いは傷等)及び使用するワッシャーの硬度の影響を受け、ボルトの事前の締結力を制御することが困難になった。学会やエンジニアの手引書ではトルク及びクランプ力の計算式及び計算パラメータに関するものも多いが、但しどれも正確な検証を得にくかった。締結力の制御を必要とする産業界では、現在に至るまで経済的に有効な方法が見つかっておらず、まして螺旋状ボルト継手に付勢するトルクを正しく理解し、螺旋状ボルト継手に大きなクランプ力を発生させ、それを有効的に制御するのはさらに困難であった。これは均一なクランプ力の制御を必要とする精密な組み立て作業にとって、品質上の潜在的なリスク及び不確定性が大きいことを意味している。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

目的を達成するための主たる発明は、 一端はトルク工具受け部であり、トルク工具の出力端のサイズに適合し、他端には螺旋状ガイド溝を有しているネジ穴を形成し、ネジ穴の底部には力感知モジュールを収容し、且つトルクシャフトの対応する螺旋状ガイド溝に螺合しているセンサー本体と、 感知リング本体及び力感知素子を含み、感知リング本体の外縁にはリング溝を有し、力感知素子はリング溝底部に貼付し、感知・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 本発明の一ボルトクランプ力センサーの組み合わせ断面概略図である。
【図2】 本発明の一ボルトクランプ力センサーを模式的に示した展開図である。
【図3】 本発明の一ボルトクランプ力センサーの組み合わせ外観概略図である。
【図4A】 本発明の一ボルトクランプ力センサーの応用概略図(一)である。
【図4B】 本発明の一ボルトクランプ力センサーの応用概略図(二)である。
【図5】 図4Bの展開概略図である。
【図6A】 本発明の一ボルトクランプ力センサーを示すリード角概略図(一)である。
【図6B】 本発明の一ボルトクランプ力センサーを示すリード角概略図(二)である。
【図7A】 本発明の一ボルトクランプ力センサーが螺旋状ボルト継手を締める組み合わせ断面概略図である。
【図7B】 本発明の一ボルトクランプ力センサーが螺旋状ボルト継手を締める組み合わせ外観概略図である。
【図7C】 本発明の一ボルトクランプ力センサーに関連するクランプ力と推力の計算の概略図である。
【図8A】 本発明の一ボルトクランプ力センサーのパラメーター検証構造の部分概略図である。
【図8B】 本発明の一ボルトクランプ力センサーのパラメーター検証構造の全体概略図である。
【図9】 本発明の一ボルトクランプ力センサーに適用される各種トルク工具の概略図である。
【図10】 本発明の一ボルトクランプ力センサーの応用操作システム図である。

代表図 図2本件の代表的な図

1 クランプ力センサー 11 センサー本体 111 トルク工具受け部 112 ネジ穴 1121 螺旋状ガイド溝 113 クッションソケット 12 クッション 13 トルクシャフト 131 出力端 132 螺旋状ガイド溝 14 鋼球 15 ダストプラグ 151 シールリング 16 力感知モジュール 161 感知リング本体 162 力感知素子 163 リング溝 17 固定リング 181 固定台 182 固定台 191 保護スリーブ 192 保護スリーブ 20 信号処理モジュール 21 パワーモジュール 22 ベアリング 23 ステアリングギア 24 ステアリングギア 25 出力軸 26 ベアリング 27 固定リング 8 螺旋状ボルト継手 81 ボルト 82 ワッシャー 83 ナット 84 被ロック部材 9 標準軸力計 10 スリーブ 90 テスト台

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