JP2004154884A

JP2004154884A - Screw member fastening method in assembling fluid control device assembling

Info

Publication number: JP2004154884A
Application number: JP2002321967A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Omi; 忠弘大見; Shiyuuei Hoshiyama; 秀永星山; Tadashi Yasumoto; 直史安本
Original assignee: Fujikin Inc
Current assignee: Fujikin Inc
Priority date: 2002-11-06
Filing date: 2002-11-06
Publication date: 2004-06-03

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a screw member fastening method for simply and uniformly fastening four screws in assembling a fluid control device. <P>SOLUTION: This screw member fastening method includes: a preliminary fastening step of manually fastening four screw members, respectively; a primary final fastening step of fastening two screw members of four screw members at the same time until each screw member reaches a designated torque by a torque limiter type biaxial fastening tool; a secondary final fastening step of fastening two remaining screw members at the same time until each screw member reaches a designated torque by a torque limiter type biaxial fastening tool; and an increasingly fastening the two screw members fastened in the primary final fastening step at the same time until each screw member reaches designated torque by a torque limiter type biaxial fastening tool. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、流体制御装置組立てにおけるねじ部材締付け方法に関し、特に、下段にブロック状の継手が配置されるとともに、上段にブロック状継手にまたがるように流体制御機器が配置されて構成された流体制御装置組立て作業において、所定の部材（流体制御機器）を対応する被固定部材（ブロック状継手）に取り付ける際に有用なねじ部材締付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、流体制御装置組立てにおけるねじ部材締付方法として、特許文献１に記載されているものが知られている。
【０００３】
この特許文献１のねじ部材締付方法で使用されている締付装置は、図３に示すように、流体制御装置（４１）において、マスフローコントローラ（４２）等を取り付ける六角穴付きボルト（４４）等のねじ部材を締め付けたり緩めたりするもので、マスフローコントローラ（４２）は、ガスケット（４３）を用いたシール部分を有しており、マスフローコントローラ（４２）両側のフランジ部（４２ａ）にあけられた４つのねじ孔（４５）にそれぞれ六角穴付きボルト（４４）がねじ込まれている。この締付装置（１）によると、４本のボルト（４４）のうち対角位置にある２本のボルト（４４）を同時に締め付けたり緩めたりすることができる。
【０００４】
締付装置（１）は、ボディ（２）と、ボディ（２）内に設けられた左右のモータ（３）と、各モータ（３）の駆動軸の先端にそれぞれジョイント（５）を介して取り付けられた平歯車（４）と、平歯車（４）に噛み合うピニオン（７）をそれぞれ基端に有する左右の回転軸（６）と、左右の回転軸（６）の先端に設けられた左右のレンチ部（８）と、ボディ（２）内に設けられて左右のモータ（３）を制御する制御部（９）とを備えている。ボディ（２）は直方体状であり、ボディ（２）の基端側の端壁（２ａ）には、把手（２３）、コネクタ（２４）、正転・逆転切換スイッチ（２５）およびオン・オフ用ボタンスイッチ（２６）が設けられている。平歯車（４）とモータ（３）の駆動軸との間には、平歯車（４）がモータ（３）の駆動軸に対して若干空転できる遊びが形成されている。左右の回転軸（６）は、ボディ（２）の先端側の端壁（２ｂ）を貫通しており、その基端部近くが、ボディ（２）の先端側の端壁（２ｂ）に回転自在に支持されている。ボディ（２）の先端側の端壁（２ｂ）に連なって、左右の回転軸（６）を納める軸受部（１０）が設けられている。左右の回転軸（６）の先端には、回転軸（６）と同軸の小径部（１１）が設けられている。平歯車（４）とモータ（３）の駆動軸との間に遊びがあるため、モータ（３）の駆動軸が回転し始めてから回転軸（６）が回転し始めるまでには若干のずれがあり、その後、回転軸（６）はモータ（３）の駆動軸の回転に伴って回転する。レンチ部（８）の先端には、ボルト（４４）の六角穴に対応する断面形状の六角柱部（１８）が設けられている。レンチ部（８）は、段付きボルト（２１）により、軸方向に移動自在に回転軸（６）に結合されている。レンチ部（８）の六角柱部（１８）に、３つの板バネよりなるボルト保持部（２２）が設けられている。このボルト保持部（２２）によって、六角穴付きボルト（４４）の頭部を保持することができる。制御部（９）は、マイコンなどからなり、各ボルト（４４）ごとの締付けを絶対レベルとして適正かどうか判定するとともに、各ボルト（４４）間で片締めが起こっていないかの相対レベルの判定も行いながら、各モータ（３）を制御する。ねじ部材締付量としては、ボルト（４４）の回転角度やボルト（４４）の変位量が使用される。
【０００５】
そして、このねじ部材締付方法では、各ねじ部材（ボルト）ごとに締付量および締付トルクを検出しながら締め付けていき、締付量がすべてのねじ部材において規定値となったときに、締付トルクの各ねじ部材間の差が規定範囲内にあるかどうかを判定するようになされている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１４１５６６号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のねじ部材締付方法では、精度よく締付けが行えるという利点を有しているものの、ねじ部材の変位量の測定手段やトルク制御や適正締付け判定などの制御手段が複雑となり、ねじ締付装置のコストが高くつくという問題があった。
【０００８】
また、２本ずつ締め付ける場合の一般的な問題として、最初の２本のねじについて適正締付け条件で締め付けた場合であっても、後の２本のねじを締め付けることによって、最初の２本のねじのトルク値が小さくなり、その結果、締付けが適正でなくなるという問題があった。この問題を解消するためには、４本のねじを同時に締付け可能な締付け工具を使用して、４本を同時に締め付ければよいが、この場合には、装置が大型化して取り扱いにくいなどの別の問題が生じる。
【０００９】
この発明の目的は、流体制御装置組立てにおいて、２本のねじを同時に締め付けることができる締付け工具を使用して、ねじ部材の変位量の測定が不要でかつ締付け工具を複雑な制御部分を含んだものとすることなく、４本のねじを簡便にかつ均等に締め付けることができるねじ部材締付方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明による流体制御装置組立てにおけるねじ部材締付け方法は、流体制御装置組立て作業において所定の部材を４本のねじ部材で被固定部材に取り付けるに際し、４本のねじ部材をそれぞれ手で締め付ける予備締めステップと、いずれか２本のねじ部材をトルクリミッタ式２軸締付け工具を使用して各ねじ部材が所定トルクに達するまで同時に締め付ける第１本締めステップと、残りの２本のねじ部材をトルクリミッタ式２軸締付け工具を使用して各ねじ部材が所定トルクに達するまで同時に締め付ける第２本締めステップと、第１本締めステップで締め付けた方の２本のねじ部材をトルクリミッタ式２軸締付け工具を使用して各ねじ部材が所定トルクに達するまで同時に締め付ける増し締めステップとからなるものである。
【００１１】
この発明の流体制御装置組立てにおけるねじ部材締付け方法によると、トルク制御手段や判定手段などの複雑な制御部分が設けられていない簡単な構成の締付装置（トルクリミッタ式２軸締付け工具）を使用することができ、しかも、流体制御装置の組立てに要求される所定の精度の締付トルクレベルを得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、この発明の流体制御装置組立てにおけるねじ部材締付け方法を実施するための締付け工具を示している。
【００１４】
締付け工具（３１）は、公知の１軸のトルクドライバーを２本のねじ部材を同時に締め付けることができるように改良したブラシレスモータ採用の２軸のトルクリミッタ式締付け工具であり、締付トルクが機械式可変トルクリミッタ（３３）によって設定可能とされている。トルクリミッタ（３３）は、コイルばね（３９）に付勢されて移動可能な位置決め部材（３８）を有しており、コイルばね（３９）の付勢力は、トルク調整つまみ（４０）を操作することにより調整可能とされている。各出力軸（４）には、６０°程度の遊びが設けられており、各出力軸（４）に取り付けられた六角ビット（５）をそれぞれ対応する六角孔付きボルト（図３の（４４））の六角孔部に嵌め合わせる際に、それぞれ独立に回転させることができるようになされている。また、回転数は、ハイとローに切換え可能であり、ボルトを外す場合にも使用できるように、逆回転も可能とされている。
【００１５】
本体（２）には、トルクリミッタ（３３）が効いたときに作動して締付け完了を知らせるＬＥＤおよびブザー（６）が設けられている。また、締付け姿勢が変わった場合でも、工具（３１）が保持しやすいように、補助グリップ（７）は、図示した位置とこれから１８０°反転した位置とのいずれの位置にも取付け可能とされている。
【００１６】
この締付け工具（３１）によると、ブラシレスモータを採用しているので、塵埃等を嫌う場所での使用にも適している。
【００１７】
この発明による流体制御装置組立てにおけるねじ部材締付方法は、流体制御装置組立て作業において所定の部材（流体制御機器）を対応する１または複数の被固定部材（ブロック状継手）に取り付ける際に使用されるもので、４本のねじ部材をそれぞれ手で締め付ける予備締めステップと、いずれか２本のねじ部材をトルクリミッタ式２軸締付け工具（３１）を使用して各ねじ部材が所定トルクに達するまで同時に締め付ける第１本締めステップと、残りの２本のねじ部材をトルクリミッタ式２軸締付け工具（３１）を使用して各ねじ部材が所定トルクに達するまで同時に締め付ける第２本締めステップと、第１本締めステップで締め付けた方の２本のねじ部材をトルクリミッタ式２軸締付け工具（３１）を使用して各ねじ部材が所定トルクに達するまで同時に締め付ける増し締めステップとからなる。
【００１８】
図２は、この発明によるねじ部材締付方法を使用して締め付けた際のトルク値の様子を示している。各グラフの横軸は時間、縦軸は締付トルクにそれぞれ対応している。まず、締付箇所Ａ：１回目でＡの２本のねじ部材（４４）を締め付ける。この際の２本のねじ部材（４４）の締付トルクは、５２〜５５ｋｇｆ・ｃｍとなっている。次いで、締付箇所Ｂ：１回目でＢの２本のねじ部材（４４）を締め付ける。この際の２本のねじ部材（４４）の締付トルクは、５４〜５５ｋｇｆ・ｃｍとなっている。締付箇所Ａ：２回目でＡの２本のねじ部材（４４）を締め付ける。この際の２本のねじ部材（４４）の締付トルクは、５３〜５６ｋｇｆ・ｃｍとなっている。このグラフからは、所定のトルク値に達するまでにある程度の時間が掛かっており、Ａの２本のねじ部材（４４）の締付トルクは、締付箇所Ｂ：１回目の締付操作によって若干低下し、締付箇所Ａ：２回目の操作によりその低下分が回復させられたことが分かる。次いで、締付箇所Ｂ：２回目でＢの２本のねじ部材（４４）が締め付けられているが、この際の２本のねじ部材（４４）の締付トルクは、５４〜５７ｋｇｆ・ｃｍであり、このグラフからは、所定のトルク値に達するまでの時間が、締付箇所Ａ：２回目の締付操作に比べて、３／４程度に短くなっており、また、Ｂの２本のねじ部材（４４）の締付トルクは、締付箇所Ｂ：２回目の締付操作をしなくても、所定のレベルを確保していることが分かる。すなわち、締付箇所Ｂ：２回目の締付操作を行わず、締付箇所Ａ：２回目までの操作を行うことにより、所定の締付トルクを確保するという課題と締付け工数を少なくするという課題との両立が可能になることが分かる。こうして、各ねじ部材（４４）が適正に締め付けられることにより、図３に例示されている流体制御装置（４１）の組立てにおいて、ガスケット（４３）を用いた各シール部分に適正な面圧が与えられ、流体制御装置（４１）のシール性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるねじ部材締付け方法を実施するための締付け工具を示す一部を切り欠いた図である。
【図２】この発明によるねじ部材締付け方法で締付けを行った際のトルク変化の様子をを示す図である。
【図３】従来のねじ部材締付け方法を実施するための締付け工具の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
（１）締付け工具
（４４）ボルト[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a screw member tightening method in assembling a fluid control device, and in particular, a fluid control in which a block-shaped joint is arranged in a lower stage and a fluid control device is arranged so as to straddle the block-shaped joint in an upper stage. The present invention relates to a screw member tightening method useful for attaching a predetermined member (fluid control device) to a corresponding member to be fixed (block-shaped joint) in an apparatus assembling operation.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, a method described in Patent Document 1 is known as a screw member tightening method in assembling a fluid control device.
[0003]
As shown in FIG. 3, the tightening device used in the screw member tightening method of Patent Document 1 is a hexagon socket head bolt (44) for attaching a mass flow controller (42) or the like in a fluid control device (41). The mass flow controller (42) has a sealing portion using a gasket (43), and is opened to the flange portions (42a) on both sides of the mass flow controller (42). A hexagon socket head bolt (44) is screwed into each of the four screw holes (45). According to the tightening device (1), two bolts (44) at diagonal positions among the four bolts (44) can be simultaneously tightened or loosened.
[0004]
The fastening device (1) includes a body (2), left and right motors (3) provided in the body (2), and a distal end of a drive shaft of each motor (3) via a joint (5). Left and right rotating shafts (6) each having a base end having a spur gear (4) attached thereto, a pinion (7) meshing with the spur gear (4), and left and right provided at the distal end of the left and right rotating shafts (6). And a control unit (9) provided in the body (2) to control the left and right motors (3). The body (2) has a rectangular parallelepiped shape, and a handle (23), a connector (24), a forward / reverse switch (25) and an on / off switch are provided on an end wall (2a) on the base end side of the body (2). Button switch (26) is provided. A play is formed between the spur gear (4) and the drive shaft of the motor (3) so that the spur gear (4) can slightly idle with respect to the drive shaft of the motor (3). The left and right rotating shafts (6) penetrate the end wall (2b) on the distal end side of the body (2), and the vicinity of the base end rotates to the end wall (2b) on the distal end side of the body (2). It is freely supported. A bearing portion (10) for receiving the left and right rotary shafts (6) is provided so as to be continuous with the end wall (2b) on the distal end side of the body (2). At the tips of the left and right rotating shafts (6), small diameter portions (11) coaxial with the rotating shaft (6) are provided. Since there is play between the spur gear (4) and the drive shaft of the motor (3), there is a slight deviation between the start of rotation of the drive shaft of the motor (3) and the start of rotation of the rotation shaft (6). Then, the rotating shaft (6) rotates with the rotation of the driving shaft of the motor (3). At the tip of the wrench (8), a hexagonal column (18) having a cross-sectional shape corresponding to the hexagonal hole of the bolt (44) is provided. The wrench (8) is connected to the rotating shaft (6) movably in the axial direction by a stepped bolt (21). The hexagonal column portion (18) of the wrench portion (8) is provided with a bolt holding portion (22) composed of three leaf springs. The head of the hexagon socket head bolt (44) can be held by the bolt holding part (22). The control unit (9) is composed of a microcomputer or the like, and determines whether or not the tightening of each bolt (44) is appropriate as an absolute level, and determines the relative level of whether or not one-side tightening has occurred between the bolts (44). While controlling each motor (3). As the screw member tightening amount, the rotation angle of the bolt (44) and the displacement amount of the bolt (44) are used.
[0005]
In this screw member tightening method, tightening is performed while detecting a tightening amount and a tightening torque for each screw member (bolt). When the tightening amount reaches a specified value for all the screw members, It is determined whether or not the difference in the tightening torque between the screw members is within a specified range.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-9-141566
[Problems to be solved by the invention]
The conventional screw member tightening method described above has the advantage that it can be tightened with high accuracy, but the means for measuring the amount of displacement of the screw member and the control means such as torque control and proper tightening determination are complicated, and the screw tightening method is complicated. There was a problem that the cost of the apparatus was high.
[0008]
Also, as a general problem when two screws are tightened, even if the first two screws are tightened under appropriate tightening conditions, the first two screws are tightened by tightening the last two screws. However, there is a problem that the torque value becomes small, and as a result, the tightening becomes inappropriate. In order to solve this problem, it is only necessary to use a tightening tool that can tighten four screws at the same time and tighten the four screws simultaneously. Problem arises.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to use a tightening tool capable of simultaneously tightening two screws in the assembly of a fluid control device, and it is unnecessary to measure the displacement of a screw member and includes a complicated control part for the tightening tool. It is an object of the present invention to provide a screw member tightening method capable of easily and uniformly tightening four screws without any consideration.
[0010]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
The screw member tightening method in assembling the fluid control device according to the present invention includes a preliminary tightening step of manually tightening each of the four screw members when attaching a predetermined member to the member to be fixed with four screw members in the fluid control device assembling operation. A first final tightening step of simultaneously tightening any two screw members using a torque limiter type biaxial tightening tool until each screw member reaches a predetermined torque, and a torque limiter type two remaining screw members. Using a two-axis tightening tool, a second final tightening step of simultaneously tightening the respective screw members until a predetermined torque is reached, and a torque limiter type two-axis tightening tool for tightening the two screw members tightened in the first final tightening step. And a tightening step of simultaneously tightening each screw member until a predetermined torque is reached.
[0011]
According to the screw member tightening method for assembling the fluid control device according to the present invention, a tightening device (torque limiter type two-axis tightening tool) having a simple configuration without complicated control parts such as torque control means and determination means is used. In addition, it is possible to obtain a predetermined accurate tightening torque level required for assembling the fluid control device.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 shows a tightening tool for performing a screw member tightening method in assembling a fluid control device according to the present invention.
[0014]
The tightening tool (31) is a two-axis torque limiter-type tightening tool adopting a brushless motor improved so that a known one-axis torque screwdriver can simultaneously tighten two screw members. It can be set by a variable torque limiter (33). The torque limiter (33) has a positioning member (38) movable by being urged by the coil spring (39), and the urging force of the coil spring (39) operates the torque adjustment knob (40). It is possible to adjust by this. Each output shaft (4) is provided with a play of about 60 °, and a hexagonal bit (5) attached to each output shaft (4) is connected to a corresponding hexagonal bolt (44 in FIG. 3). ) Can be independently rotated when fitted into the hexagonal holes. The number of rotations can be switched between high and low, and reverse rotation is also possible so that it can be used for removing bolts.
[0015]
The main body (2) is provided with an LED and a buzzer (6) which operate when the torque limiter (33) is activated to notify completion of tightening. In addition, the auxiliary grip (7) can be attached to any of the illustrated position and the position which is inverted by 180 ° so that the tool (31) can be easily held even when the tightening posture is changed. I have.
[0016]
According to the fastening tool (31), since a brushless motor is employed, it is also suitable for use in a place where dust and the like are disliked.
[0017]
The screw member tightening method in assembling the fluid control device according to the present invention is used when attaching a predetermined member (fluid control device) to one or more corresponding fixed members (block-shaped joints) in the fluid control device assembling operation. A pre-tightening step of manually tightening the four screw members, and using a torque limiter type biaxial tightening tool (31) to tighten any two screw members until each screw member reaches a predetermined torque. A first final tightening step of simultaneously tightening, and a second final tightening step of simultaneously tightening the remaining two screw members using a torque limiter type biaxial tightening tool (31) until each screw member reaches a predetermined torque; Each of the two screw members tightened in the single tightening step is set to a predetermined torque by using a torque limiter type biaxial tightening tool (31). Comprising a tightening step of tightening at the same time to reach.
[0018]
FIG. 2 shows the state of the torque value when tightening is performed using the screw member tightening method according to the present invention. The horizontal axis of each graph corresponds to time, and the vertical axis corresponds to tightening torque. First, the fastening portion A: the first two screw members (44) are fastened. At this time, the tightening torque of the two screw members (44) is 52 to 55 kgf · cm. Next, the tightening portion B: the two screw members (44) of B are tightened at the first time. At this time, the tightening torque of the two screw members (44) is 54 to 55 kgf · cm. Tightening location A: The second screw member (44) of A is tightened for the second time. At this time, the tightening torque of the two screw members (44) is 53 to 56 kgf · cm. From this graph, it takes a certain amount of time to reach the predetermined torque value, and the tightening torque of the two screw members (44) of A is slightly increased by the tightening location B: the first tightening operation. It can be seen that the fastening point A: the reduced amount was recovered by the second operation. Next, the tightening portion B: The two screw members (44) of B are tightened at the second time, and the tightening torque of the two screw members (44) at this time is 54 to 57 kgf · cm. From this graph, it can be seen from the graph that the time required to reach the predetermined torque value is shorter than the tightening point A: about ／ of the second tightening operation. It can be seen that the tightening torque of the screw member (44) is at a predetermined level, without performing the tightening point B: the second tightening operation. That is, the tightening point B: the problem of securing a predetermined tightening torque and the problem of reducing the number of tightening steps by performing the operation up to the second tightening without performing the second tightening operation. It can be understood that it is possible to achieve both. By properly tightening the screw members (44) in this manner, in assembling the fluid control device (41) illustrated in FIG. 3, an appropriate surface pressure is applied to each seal portion using the gasket (43). Thus, the sealing performance of the fluid control device (41) can be ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway view showing a tightening tool for performing a screw member tightening method according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a state of a torque change when tightening is performed by a screw member tightening method according to the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a tightening tool for performing a conventional screw member tightening method.
[Explanation of symbols]
(1) Tightening tool (44) Bolt

Claims

In attaching a predetermined member to a member to be fixed with four screw members in the fluid control device assembling work, a preliminary tightening step of manually tightening the four screw members, and a torque limiter type 2 for fixing any two screw members. A first final tightening step of simultaneously tightening each screw member until a predetermined torque is reached using a shaft tightening tool, and each screw member using a torque limiter type twin shaft tightening tool to tighten the remaining two screw members to a predetermined torque And the two screw members tightened in the first final tightening step are simultaneously tightened using a torque limiter type biaxial tightening tool until each screw member reaches a predetermined torque. A method for tightening a screw member in assembling a fluid control device, comprising a retightening step.