JP2002187027A - ねじ締付方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 締付位置の設定が容易であり、傾いた状態で
のねじ締付を確実に防止して安定した締付状態を確保す
ることができるねじ締付方法を提供すること。 【解決手段】 ボルト３０が取り付けられたワーク１を
ワーク保治具２にセットしてボルト３０の締め付けを行
う場合に、ねじ締付ユニット１０に取り付けられた締付
工具１２を締付位置に手動でセットし、この締付工具１
２の水平位置を自由状態にしてボルト３０の仮締付動作
を行い、その後、締付工具１２の水平位置を固定してボ
ルト３０の本締付動作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ねじ穴を有する工
作物に対してねじやボルトの締め付けを行うねじ締付方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から行われているねじ締付方法で
は、仮締付動作の後に本締付動作を行っているが、これ
らの締付動作においては締付工具の位置が固定されてい
る。このような場合には、ねじ穴の位置と締付工具によ
る締付位置がずれていると、ねじが傾いた状態でねじ締
付が行われることになるので、正確に締付位置を設定す
る必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のねじ締付方法では、正確に締付位置を設定する必要
があるため、その設定作業が煩雑になるという問題があ
った。また、仮に正確に締付位置を設定することができ
ても、工作物とその受け治具との間に隙間が生じている
と、ねじの締付時にこの隙間分だけ工作物が移動してし
まうため、結局ねじ穴と締付位置とがずれてしまい、傾
いてねじの締付が行われることになり、締付状態が安定
しないという問題が生じる。

【０００４】このような問題を解決する従来技術とし
て、特開昭５６−４５３７７号公報に開示された「自動
ねじ締め装置」が知られている。この自動ねじ締め装置
は、締付工具の水平位置が移動可能に構成されており、
ねじの軸芯に締付工具の位置を合わせた後にねじ締付が
行われるため、傾いた状態でねじの締付が行われること
を防止することができる。しかし、この装置は、ねじ供
給装置を用いて、締付前に締付工具側にねじが取り付け
られていることを前提にしているため、工作物側にねじ
やボルト等が取り付けられているような場合には適用す
ることができず、これらの場合も含めた解決策にはなら
ない。

【０００５】本発明は、このような点に鑑みて創作され
たものであり、その目的は、締付位置の設定が容易であ
り、傾いた状態でのねじ締付を確実に防止して安定した
締付状態を確保することができるねじ締付方法を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明のねじ締付方法は、受け治具を用いてワ
ークのねじを締め付ける場合に、ねじ締付ユニットに取
り付けられた締付工具を締付位置に手動でセットし、締
付工具の水平位置を自由状態にしてねじの仮締付動作を
行い、その後、締付工具の水平位置を固定してねじの本
締付動作を行っている。最初に手動で締付工具の締付位
置を設定することにより、煩雑な位置合わせやその登録
操作等を行うことなく簡単に締付位置の設定を行うこと
ができる。また、仮締付動作を行う際に締付工具の水平
位置を自由状態にしているため、仮締付動作によってね
じの位置が移動した場合であっても、その移動に締付工
具の位置を追随させることができる。このため、ワーク
と受け治具との間の隙間が大きい場合等において締付時
にワーク位置がずれる場合であっても、正確に締付位置
を合わせることができ、安定した締付状態を確保するこ
とができる。

【０００７】また、上述した締付工具の位置を手動でセ
ットするハンドル部に操作部を備えることにより、仮締
付動作の開始指示をこの操作部で行うことが望ましい。
手動で締付工具の位置をセットした後に仮締付動作を行
うまでの手の動きが少なくなるため、操作性の向上とと
もに操作時間の短縮が可能になる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した一実施形
態のねじ締付装置について、図面を参照しながら詳細に
説明する。なお、本明細書では、締付対象となる「ね
じ」には、ねじ溝が形成されたボルト等も広く含むもの
として説明を行う。

【０００９】図１は、本実施形態のねじ締付装置の構成
を示す図である。図１に示すねじ締付装置は、架台３、
移動プレート４、６、エアシリンダ５、７、支持プレー
ト８、支持プレートロック９、ねじ締付ユニット１０、
ワーク押えユニット１１、締付工具１２、ハンドル部１
４、操作ボックス１５、制御装置２０を含んで構成され
ている。

【００１０】本実施形態において、ねじ締付対象となる
ボルト３０は、あらかじめ軸芯を垂直にして、ねじ締付
がなされる工作物としてのワーク１に取り付けられた状
態にある。このワーク１は、ボルト３０の軸芯を垂直に
して受け治具としてのワーク保治具２にセットされる。
なお、作業開始前では、ワーク保治具２にワーク１がセ
ットされておらず、床に固定された架台４０にワーク保
治具２のみが固定されている。

【００１１】一般に、ワーク１の取付基準形状や寸法バ
リエーションは非常に多く、ワーク１の種類に応じたワ
ーク保治具２を全て準備することはコスト的に困難であ
る。したがって、通常は、ワーク保治具２の種類は、ワ
ーク１の種類に比べて少なく設定されており、少ないワ
ーク保治具２で多くのワーク１を隙間なく位置決めする
ことは物理的に難しい。このため、ワーク１とワーク保
治具２との間に、大きな隙間が生じることは避けられな
い。

【００１２】架台３は、床に固定されており、ねじ締付
装置の全体を宙づり状態で固定する。この架台３の上部
には、ロック機構付きのエアシリンダ５が固定されてい
る。このエアシリンダ５は、エアの圧入および解放によ
って水平方向に出し入れ自在なロッド５ａを有してお
り、ロッド５ａの先端に移動プレート４が取り付けられ
ている。

【００１３】移動プレート４は、エアシリンダ５によっ
てロッド５ａが出し入れされる方向に自在に移動可能に
架台３のフレーム部に水平に支持されている。この移動
プレート４には、移動プレート４の移動方向（水平方
向）と垂直方区に出し入れされるロッドを有するエアシ
リンダ７が固定されている。このエアシリンダ７のロッ
ドには移動プレート６が固定されている。移動プレート
６は、作業者が手で上下位置をセットすることができ、
しかもエアシリンダ７がバランス機構を備えることによ
り、上下方向の途中で位置を固定することができるよう
になっている。

【００１４】移動プレート６は、コイルばねとそれを係
止する受け板（図示せず）を用いて、適当なばね力をも
って左右移動可能な状態で、別の支持プレート８を支持
している。支持プレート８の一部には、摩擦板を移動プ
レート６に押圧することにより、支持プレート８を所定
位置で固定するエアシリンダ駆動式の支持プレートロッ
ク９が取り付けられている。また、この支持プレート８
には、ＡＣ電動ドライバ式のねじ締付ユニット１０が、
その回転軸を垂直方向にして取り付けられている。ま
た、このねじ締付ユニット１０の先端には、締付工具１
２が交換容易な状態で取り付けられている。また、支持
プレート８には、ワーク１の上面を垂直下方に押しつけ
るエアシリンダ駆動式のワーク押えユニット１１が締め
付け固定されている。

【００１５】制御装置２０は、支持プレート８に取り付
けられた操作ボックス１５（操作部に対応する）の操作
内容に応じて、エアシリンダ５、７、支持プレートロッ
ク９、ねじ締付ユニット１０、ワーク押えユニット１１
のそれぞれの動作を制御する。

【００１６】本実施形態のねじ締付装置はこのような構
成を有しており、次にこれを用いたねじ締付作業の詳細
について説明する。

【００１７】上述した移動プレート４の原位置（ねじ締
付作業の初期位置）は、エアシリンダ５の駆動バランス
によって、後退位置（ロッド５ａを最も引き込んだ位
置）側に設定されている。また、ねじ締付ユニット１
０、支持プレート８、移動プレート６の原位置は、エア
シリンダ７の駆動バランスによって上昇端に設定されて
いる。図１では、これらの原位置が符号Ａで示されてい
る。さらに、ワーク押えユニット１１は、ねじ締付作業
が開始された後は常にエアシリンダ駆動によって下降位
置にセットされるが、作業開始前の原位置においてはエ
アの圧力が生じておらず、自重によって最下部まで下降
した状態にある。

【００１８】（ステップ１）まず、作業者によって、ボ
ルト３０が緩く取り付けられた状態のワーク１がワーク
保治具２にセットされると、この状態が例えばワーク検
出センサ（図示せず）によって検出され、制御装置２０
によって自動制御運転の準備が開始される。なお、作業
者自身が操作ボックス１５等に備わった運転準備開始ボ
タン等を押したときに、制御装置２０による自動制御運
転の準備を開始するようにしてもよい。

【００１９】（ステップ２）次に、作業者は、ねじ締付
ユニット１０のハンドル部１４を手で握って、締付工具
１２を所定の締付位置（ワーク１に取り付けられたボル
ト３０の位置）にセットし、ハンドル部１４の端部に備
わった操作ボックス１５の起動ボタンを押す。その後、
制御装置２０の制御によって、以下のステップ３以降の
動作が自動的に行われる。

【００２０】（ステップ３）まず、制御装置２０は、エ
アシリンダ７のロッドを固定して移動プレート６の位置
を固定するとともに、ワーク押えユニット１１のエアシ
リンダ下降側圧力を高圧に切り替えてワーク押えユニッ
ト１１によってワーク１上面を上から押さえてワーク１
を固定する。この状態において、制御装置２０は、ねじ
締付ユニット１０に締付指示を送り、ボルト３０に対し
て所定のトルクで締め付ける仮締動作を行う。

【００２１】この仮締動作では、ねじ締付ユニット１０
の先端部付近で発生するトルク反力によって、ワーク１
とワーク保治具２との間に生じた隙間分だけワーク１が
締付工具１２の回転方向側に動かされる。この際、移動
プレート４と支持プレート８は自由状態にあり、ワーク
１の動きに追従して移動する。この結果、ねじ締付ユニ
ット１０の位置がワーク１の移動先位置に導かれる。

【００２２】（ステップ４）仮締動作が完了すると、制
御装置２０は、瞬時にエアシリンダ５のロッド５ａを固
定して移動プレート４の位置を固定するとともに、支持
プレートロック９で支持プレート８の位置を固定する。
この時点で、ワーク１とワーク保治具２との間にはほと
んど隙間がない状態になり、全ての可動部が固定され
る。この状態で、制御装置２０は、ねじ締付ユニット１
０に締付指示を送り、ボルト３０に対して所定のトルク
で締め付ける本締動作を行う。

【００２３】本締動作が終了すると、制御装置２０は、
瞬時にエアシリンダ７のロットの固定状態を解除して移
動プレート６の位置固定を解除するとともに、ワーク押
えユニット１１のエアシリンダ下降側圧力を解除してワ
ーク押えユニット１１を自重状態に戻す。さらにこの
後、制御装置２０は、エアシリンダ７によって移動プレ
ート６を上昇端まで移動させるとともに、エアシリンダ
５によって移動プレート４を原位置である後退端まで移
動させる。この状態で、作業者は、ねじ締付が終了した
ワーク１をワーク保治具２から取り出すことができる。

【００２４】このように、本実施形態のねじ締付装置で
は、最初に手動で締付工具１２の締付位置を設定するこ
とにより、煩雑な位置合わせやその登録操作等を行うこ
となく簡単に締付位置の設定を行うことができる。ま
た、仮締付動作を行う際に締付工具１２の水平位置を自
由状態にしているため、仮締付動作によってワーク１の
位置が移動した場合であっても、その移動に締付工具１
２の位置を追随させることができる。このため、ワーク
１とワーク保治具２との間の隙間が大きい場合等におい
て締付時にワーク１の位置がずれる場合であっても、正
確に締付位置を合わせることができ、安定した締付状態
を確保することができる。

【００２５】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変
形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、
床に固定された架台４０上にワーク保治具２を固定して
おいたが、上述したねじ締付装置は、締付工具１２の位
置を手動で合わせるようにしているため、締付位置がそ
の都度変化するような場合や、移動台車やベルトコンベ
ア上にワーク保治具が載っているような場合であっても
安定した状態でねじ締付を行うことができる。

【００２６】また、上述した実施形態では、ワーク１側
にあらかじめボルト３０を取り付けておいたが、締付工
具１２の先端にあらかじめねじを取り付けておいて、ワ
ーク側のねじ穴にそのねじを締め付けるようにしてもよ
い。この場合であっても、最初に手動で締付位置を設定
しているため、容易かつ正確にねじとねじ穴の位置を一
致させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態のねじ締付装置の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ ワーク ２ ワーク保治具 ３ 架台 ４、６ 移動プレート ５、７ エアシリンダ ８ 支持プレート ９ 支持プレートロック １０ ねじ締付ユニット １１ ワーク押えユニット １２ 締付工具 １４ ハンドル部 ２０ 制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受け治具を用いてワークのねじを締め付
   けるねじ締付方法であって、 ねじ締付ユニットに取り付けられた締付工具を締付位置
   に手動でセットし、 前記締付工具の水平位置を自由状態にして前記ねじの仮
   締付動作を行い、 その後、前記締付工具の水平位置を固定して前記ねじの
   本締付動作を行うことを特徴とするねじ締付方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記締付工具の位置を手動でセットするハンドル部に操
   作部を備えることにより、仮締付動作の開始指示をこの
   操作部で行うことを特徴とするねじ締付方法。