JP2697240B2 - ねじ締付方法 - Google Patents
ねじ締付方法Info
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- JP2697240B2 JP2697240B2 JP2096067A JP9606790A JP2697240B2 JP 2697240 B2 JP2697240 B2 JP 2697240B2 JP 2096067 A JP2096067 A JP 2096067A JP 9606790 A JP9606790 A JP 9606790A JP 2697240 B2 JP2697240 B2 JP 2697240B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tightening
- torque
- rotation angle
- tightened
- screw
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
Description
精度で判定できるねじ締付方法に関するものである。
ねじ山の潰れや異物の噛込み等による締付異常を検出す
る方法として、トルク・角度法やトルクレート法などが
知られている。トルク・角度法は、特開昭59−134670号
公報等に記載されているもので、締付終了時のトルクT
および回転角度θが例えば第6図に斜線で示されている
予め定められた許容範囲内にあるか否かによって締付異
常を判定するものである。また、トルクレート法は、特
開昭58−51083号公報等に記載されているもので、同じ
く第6図に示されているように、締付過程におけるトル
クレートすなわち回転角度変化Δθに対するトルク変化
ΔTの割合ΔT/Δθを検出し、その値が所定値以下か否
かによって締付異常を判定するものである。
付時間に対応するため、その場合には回転角度θの替わ
りに締付時間を用いても実質的に同じである。また、ト
ルクレート法は、トルクTが回転角度θに対して略比例
的に増加する弾性締付域内で判定を行うこととなる。
必ずしも高い精度で締付異常を検出し得ないことがあっ
た。すなわち、本発明者等の実験によれば、ねじ山の潰
れや異物噛込み等の異常がある場合、第6図に一点鎖線
で示されているように締付初期にトルクが一時的に横這
い状態となった後正常時のトルク波形に戻ることがあ
り、その場合には締付終了時のトルクおよび回転角度か
ら異常検出を行うトルク・角度法ではその異常を検出し
得ないのであり、また、トルクレート法においては、ト
ルクが回転角度に対して略比例的に増加する比較的トル
クが高い締付域で異常検出が行われるため、やはり上記
異常を検出し得ないことがあったのである。
定を行うことが可能であるが、ねじ山の潰れの程度や異
物の材質,大きさなどによって横這い時のトルクの大き
さや継続時間にばらつきがあるため、従来のように締付
過程で横這い状態を高い精度で検出することは困難なの
である。
の目的とするところは、上記のようにトルクが横這い状
態から正常波形に戻るような場合でもその締付異常を高
い精度で検出できるようにすることにある。
部材を緩めてその時のトルク波形から異常判定を行うよ
うにすれば良く、本発明は、ねじ部材を被締付部材に螺
合して締め付ける方法であって、(a)前記ねじ部材
を、回転角度に対してトルクが略比例的に増加する弾性
締付域内の途中まで前記被締付部材に締め付ける仮締工
程と、(b)その仮締工程において仮締めされた前記ね
じ部材を逆回転させて緩める緩め工程と、(c)その緩
め工程におけるトルクおよび回転角度が、回転角度に対
してトルクが略比例的に減少する所定の許容範囲内で変
化しているか否かによって締付異常の有無を判定する異
常判定工程と、(d)その異常判定工程において異常な
しと判定された場合に前記ねじ部材を前記被締付部材に
完全に締め付ける本締工程とを有することを特徴とす
る。
でねじ部材は弾性締付域内の途中まで被締付部材に締め
付けられ、その後、緩め工程で逆回転させられて緩めら
れる。この時、上記仮締工程でねじ部材が正常に締め付
けられている場合には、緩め工程におけるトルクは回転
角度に対して略比例的に低下するが、ねじ山の潰れや異
物の噛込みなどの締付異常が存在する場合には、トルク
は緩め工程の初期において横這い状態となる。このた
め、異常判定工程において上記緩め工程におけるトルク
および回転角度が、回転角度に対してトルクが略比例的
に減少する所定の許容範囲内で変化しているか否かを検
出することにより、締付異常の有無が高い精度で判定さ
れる。そして、異常なしと判定された場合に、本締工程
においてねじ部材を被締付部材に完全に締め付けること
により、一連の締付作業は終了する。
した後一旦緩め、その緩める過程で締付異常を判定する
ようにすれば、異物噛込み等の締付異常が存在する場合
には緩め過程の初期にトルクが横這い状態となるため、
締付時にトルクが横這い状態となった後正常波形に戻っ
てしまうような場合でも、高い精度でその締付異常の有
無を判定することができ、このような締付異常を有する
状態でねじ部材を被締付部材に緩め付けてしまうことが
良好に回避されるのである。
けるトルクは回転角度に対して略比例的に減少するた
め、正常時に誤って異常判定が為される恐れがなく、正
常なねじ部材や被締付部材を廃棄してしまうことがない
とともに、ねじ締付装置や組付装置等による作業能率が
向上する利点がある。
する。
の骨子図である。かかる第1図において、10はACサーボ
モータであり、減速機14を介してソケット18を回転駆動
することにより、ねじ部材としてのボルト24を、雌ねじ
が形成された被締付部材26に螺合して締め付けるように
なっている。ACサーボモータ10は、マイクロコンピュー
タ20からドライバアンプ22に出力される駆動信号SDに従
ってソケット18を正逆両方向へ回転駆動するようになっ
ているとともに、マイクロコンピュータ20には、回転セ
ンサ12およびトルクセンサ16からソケット18の回転角度
θを表す回転信号SθおよびトルクTを表すトルク信号
STが供給されるようになっている。
たプログラムに従って信号処理を行うことにより、第2
図のフローチャートに示されているように締付制御を行
う。以下、かかる第2図を参照しつつその作動を説明す
る。
ソケット18が正回転させられ、ボルト24が被締付部材26
に螺合されて締め付けられる。続くステップS2において
は、トルク信号STが表す締付トルクTが予め定められた
仮締トルクT1に達したか否かが判断され、締付トルクT
が仮締トルクT1に達すると、ステップS3が実行されてAC
サーボモータ10の作動が停止させられ、ボルト24の締付
けが停止する。第3図は上記ステップS1〜S3におけるト
ルク波形を示した図で、回転角度θ1は仮締終了時の回
転位置である。また、上記仮締トルクT1は、締付トルク
Tが回転角度θに対して略比例的に増加する弾性締付域
内で締付けが停止するように、ボルト24や被締付部材26
の材質等を考慮して定められている。上記ステップS1〜
S3は仮締工程に相当する。
かを判定するための許容範囲Eが設定される。この許容
範囲Eは、上記仮締めされたボルト24を緩める際に、そ
の緩めトルクと回転角度との関係から異常判定を行うた
めのもので、仮締時の最大トルクT2および仮締終了時の
回転角度θ1を基準として例えば第4図に斜線で示され
ているように設定される。なお、この許容範囲Eは摩擦
係数のばらつきなどボルト24や被締付部材26の個体差等
を考慮して所定の幅をもって定められるが、仮締時のト
ルクレートを求めることにより許容幅を狭くすることも
できる。また、この許容範囲Eを前記仮締トルクT1に基
づいて予め一定の範囲に設定することも可能である。
ソケット18が低速で逆回転させられ、ボルト24が緩めら
れる。また、ステップS6においては、トルク信号STが表
す緩めトルクTおよび回転信号Sθが表す回転角度θが
前記許容範囲E内か否かによって締付異常の有無が判定
される。すなわち、締付異常が存在しない場合には、緩
めトルクTは第4図に実線で示されているように回転角
度θに対して略比例的に減少し、前記許容範囲E内に位
置するが、異物噛込みやねじ山の潰れ等の締付異常が存
在する場合には、緩めトルクTは緩め始めに第4図に一
点鎖線で示されているように横這い状態となり、許容範
囲Eを逸脱してしまうのである。
た場合には、続いてステップS12が実行されてACサーボ
モータ10の作動が停止させられる。また、ステップS6の
判定が異常なしの場合にはステップS7が実行されて、ト
ルク信号STが表す緩めトルクTが略零となったか否かが
判断され、略零となるまで前記ステップS5およびS6が繰
り返されるとともに、緩めトルクTが略零になるとステ
ップS8においいてACサーボモータ10の作動が停止させら
れる。第4図は上記ステップS5〜S8におけるトルク波形
を示した図で、回転角度θ2は緩めトルクTが略零とな
った位置であり、回転角度θ3はソケット18の逆回転が
停止した位置である。前記ステップS5は緩め工程に相当
し、ステップS6は異常判定工程に相当する。
せられると、続いてステップS9が実行され、前記ステッ
プS1と同様にしてボルト24が再び被締付部材26に締め付
けられる。そして、ステップS10においてトルク信号ST
が表す締付トルTが予め定められた本締トルクT3に達し
たか否かが判断され、締付トルクTが本締トルクT3に達
すると、ステップS11が実行されてACサーボモータ10の
作動が停止させられて、一連の締付動作は終了する。第
5図は上記ステップS9〜S11におけるトルク波形を示し
た図である。かかるステップS9〜S11は本締工程に相当
する。なお、締付終了時の回転角度θ4が予め定められ
た一定の範囲内か否か、或いは本締工程におけるトルク
レートが予め定められた一定の範囲内が否か等により、
再度締付異常の有無を判定することもできる。
は、ボルト24を弾性締付域まで仮締めした後逆回転させ
て緩め、その緩め過程で締付異常の有無を判定するよう
になっているため、締付時にトルクTが横這い状態とな
った後正常波形に戻ってしまうような場合でも、高い精
度でその締付異常の有無を判定することができる。これ
により、異物噛込み等の締付異常を有する状態でボルト
24を被締付部材26に締め付けてしまうことが良好に回避
され、例えば着座不良に伴う軸力不足によるコンロッド
の足出しや、ねじの緩みによる油漏れ,水漏れ等をねじ
締付工程で手直しできるようになる。
は回転角度θに対して略比例的に減少するため、正常時
に誤って異常判定が為される恐れがなく、正常なボルト
24や被締付部材26を廃棄してしまうことがないととも
に、ねじ締付装置による作業能率が向上する利点があ
る。
したが、本発明は他の態様で実施することもできる。
締トルクT1までボルト24の締付けを行うようになってい
るが、弾性締付域内で締付けが停止するように仮締回転
角度を設定したり、締付過程でトルクレートを検出して
そのトルクレートが略一定となった後一定回転角度だけ
締付けを行って停止したりするようにしても良い。
るまでボルト24を緩めるようになっているが、異物噛込
み等の締付異常が存在する場合には緩め工程の初期にト
ルクTが横這い状態となるため、仮締トルクT1や仮締時
の最大トルクT2、或いは仮締終了時の回転角度θ1など
を基準として予め定められた一定トルクまたは一定回転
角度だけ緩めるだけでも差支えない。
トルクT3までボルト24を締め付けるようになっている
が、予め定められた本締回転角度まで締め付けるように
したり、トルクレートに基づいて塑性締付域まで締め付
けたりするなど、従来から知られている種々の締付手法
を採用できる。
ボルト24を締め付ける場合には、前記緩め工程でトルク
Tが略零となった時の回転角度θ2を基準として本締回
転角度を設定することが望ましい。すなわち、その回転
角度θ2は、ボルト24の座面が被締付部材26の座面から
離れた時であるため、その回転角度θ2を基準として一
定の本締回転角度だけボルト24を締め付けるようにすれ
ば、ねじ面や座面の摩擦係数のばらつきに拘らず常に略
一定の軸力が得られるのである。
付ける場合について説明したが、ナットなどの他のねじ
部材を締め付ける場合にも本発明は同様に適用され得
る。
あり、各部の構成を適宜変更できることは勿論である。
基づいて種々の変更,改良を加えた態様で実施すること
ができる。
骨子図である。第2図は第1図の装置の作動を説明する
フローチャートである。第3図は第2図のS1〜S3におけ
るトルク波形を示す図である。第4図は第2図のS5〜S8
におけるトルク波形を示す図である。第5図は第2図の
S9〜S11におけるトルク波形を示す図である。第6図は
従来のねじ締付時における異常判定方法とその問題点を
説明するための図である。 24:ボルト(ねじ部材)、26:被締付部材 T:トルク、θ:回転角度 E:許容範囲 S1,S2,S3:仮締工程 S5:緩め工程 S6:異常判定工程 S9,S10,S11:本締工程
Claims (1)
- 【請求項1】ねじ部材を被締付部材に螺合して締め付け
る方法であって、 前記ねじ部材を、回転角度に対してトルクが略比例的に
増加する弾性締付域内の途中まで前記被締付部材に締め
付ける仮締工程と、 該仮締工程において仮締めされた前記ねじ部材を逆回転
させて緩める緩め工程と、 該緩め工程におけるトルクおよび回転角度が、回転角度
に対してトルクが略比例的に減少する所定の許容範囲内
で変化しているか否かによって締付異常の有無を判定す
る異常判定工程と、 該異常判定工程において異常なしと判定された場合に前
記ねじ部材を前記被締付部材に完全に締め付ける本締工
程と を有することを特徴とするねじ締付方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2096067A JP2697240B2 (ja) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | ねじ締付方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2096067A JP2697240B2 (ja) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | ねじ締付方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03294123A JPH03294123A (ja) | 1991-12-25 |
JP2697240B2 true JP2697240B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=14155081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2096067A Expired - Lifetime JP2697240B2 (ja) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | ねじ締付方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2697240B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6482351B2 (ja) * | 2015-03-27 | 2019-03-13 | 日東工器株式会社 | 螺合部材締付け工具 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0340546Y2 (ja) * | 1984-10-22 | 1991-08-26 | ||
JPS6377668A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-07 | 株式会社日立製作所 | ねじ締め方法 |
JPH02269579A (ja) * | 1989-04-11 | 1990-11-02 | Daihatsu Motor Co Ltd | ボルト締付方法 |
-
1990
- 1990-04-10 JP JP2096067A patent/JP2697240B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03294123A (ja) | 1991-12-25 |
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