JPH0242630B2 - - Google Patents
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- JPH0242630B2 JPH0242630B2 JP60019223A JP1922385A JPH0242630B2 JP H0242630 B2 JPH0242630 B2 JP H0242630B2 JP 60019223 A JP60019223 A JP 60019223A JP 1922385 A JP1922385 A JP 1922385A JP H0242630 B2 JPH0242630 B2 JP H0242630B2
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- JP
- Japan
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- tightening
- bolt
- angle
- torque
- starting point
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 5
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、常に正確な耐力での締付けを可能に
する耐力検出ボルト締付機に関するものである。
する耐力検出ボルト締付機に関するものである。
（従来技術）
ボルトを所定の荷重で締付けるため従来より
種々の方法が提案されている。回転角法はスナツ
グポイントの検出が不正確であるため、またトル
ク法は摩擦係数のバラツキなどがあるため、共に
正確な荷重での締付けができなかつた。また軸力
法は実際上ボルト軸力を測定することが不可能で
実際的ではなかつた。
種々の方法が提案されている。回転角法はスナツ
グポイントの検出が不正確であるため、またトル
ク法は摩擦係数のバラツキなどがあるため、共に
正確な荷重での締付けができなかつた。また軸力
法は実際上ボルト軸力を測定することが不可能で
実際的ではなかつた。
耐力法はボルトの永久伸びが0.2％となるよう
に締付けるもので理論的には大変好ましいもので
ある。しかし従来はボルトの弾性域を過ぎた時点
での締付トルクの上昇率が、最大上昇率の1/2〜
１／３の設定値になつた時点を便宜的に耐力とみな
して、締付けを停止するようにしていた。このた
め、座金や被締付体などによる締付条件の相違に
より締付トルクの変化率が変化すると、正確な耐
力での締付けを行うことはできず、やはり締付け
荷重にバラツキが発生するという問題があつた。
また締付トルクの２次微分値から締付停止点を検
出するものもあるが、この場合は雑音による誤動
作が起こり異いという問題があつた。
に締付けるもので理論的には大変好ましいもので
ある。しかし従来はボルトの弾性域を過ぎた時点
での締付トルクの上昇率が、最大上昇率の1/2〜
１／３の設定値になつた時点を便宜的に耐力とみな
して、締付けを停止するようにしていた。このた
め、座金や被締付体などによる締付条件の相違に
より締付トルクの変化率が変化すると、正確な耐
力での締付けを行うことはできず、やはり締付け
荷重にバラツキが発生するという問題があつた。
また締付トルクの２次微分値から締付停止点を検
出するものもあるが、この場合は雑音による誤動
作が起こり異いという問題があつた。
（発明の目的）
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので
あり、締付条件が変わつても常に高精度に耐力で
の締付荷重に制御することを可能にする耐力検出
ボルト締付機を提供することを目的とする。
あり、締付条件が変わつても常に高精度に耐力で
の締付荷重に制御することを可能にする耐力検出
ボルト締付機を提供することを目的とする。
（発明の構成）
本発明によればこの目的は、締付トルクの締付
角度に対する上昇率を求める微分回路と、締付中
の前記上昇率をその最大値に書き換えながら記憶
する第１ホールド回路と、ボルトの弾性域内の起
点から予め記憶した所定締付角度相当量を締付け
た時点で積分開始信号を出力するタイマと、この
積分開始信号に基づき前記第１ホールド回路に記
憶した最大値を締付角度に対して積分する積分器
と、前記起点における締付トルクを記憶する第２
ホールド回路と、前記積分器と第２ホールド回路
の出力の和を求める加算器と、この加算器の出力
が締付トルクに等しくなつたことを判別する比較
器とを備え、前記比較器の出力により加算器の出
力が締付トルクと等しくなつた時に締付けを停止
することを特徴とする耐力検出ボルト締付機によ
り達成される。
角度に対する上昇率を求める微分回路と、締付中
の前記上昇率をその最大値に書き換えながら記憶
する第１ホールド回路と、ボルトの弾性域内の起
点から予め記憶した所定締付角度相当量を締付け
た時点で積分開始信号を出力するタイマと、この
積分開始信号に基づき前記第１ホールド回路に記
憶した最大値を締付角度に対して積分する積分器
と、前記起点における締付トルクを記憶する第２
ホールド回路と、前記積分器と第２ホールド回路
の出力の和を求める加算器と、この加算器の出力
が締付トルクに等しくなつたことを判別する比較
器とを備え、前記比較器の出力により加算器の出
力が締付トルクと等しくなつた時に締付けを停止
することを特徴とする耐力検出ボルト締付機によ
り達成される。
（実施例）
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は
その締付特性図である。
その締付特性図である。
第１図は１０は直流直巻電動機であり、ボルト
はこの電動機１０の回転により締付けられる。こ
の電動機１０は交流電源１２、サイリスタ１４、
電流検出用抵抗器１６および主スイツチ１８と共
に閉回路を形成する。締付トルクＴは電動機１０
の電流Ｉに比例する。この電流、すなわち締付
トルクＴは抵抗器１６により検出される。１９は
締付角度θの検出器である。
はこの電動機１０の回転により締付けられる。こ
の電動機１０は交流電源１２、サイリスタ１４、
電流検出用抵抗器１６および主スイツチ１８と共
に閉回路を形成する。締付トルクＴは電動機１０
の電流Ｉに比例する。この電流、すなわち締付
トルクＴは抵抗器１６により検出される。１９は
締付角度θの検出器である。
２０は微分回路であり締付トルクＴの上昇率α
＝dT／dθを求めるものである。この微分回路２
０は、或る角度θの締付トルクＴ（θ）を記憶す
るメモリ２０ａと、角度（θ−Δθ）の締付トル
クＴ（θ−Δθ）を記憶するメモリ２０ｂと、両者
の差Ｔ（θ）−Ｔ（θ−Δθ）を求める減算器２０ｃ
とを備え、この減算器２０ｃの出力が上昇率αと
なる。
＝dT／dθを求めるものである。この微分回路２
０は、或る角度θの締付トルクＴ（θ）を記憶す
るメモリ２０ａと、角度（θ−Δθ）の締付トル
クＴ（θ−Δθ）を記憶するメモリ２０ｂと、両者
の差Ｔ（θ）−Ｔ（θ−Δθ）を求める減算器２０ｃ
とを備え、この減算器２０ｃの出力が上昇率αと
なる。
２２は第１ホールド回路であり、上昇率αの変
化率が零となることから上昇率αの最大値α
（max）を判別して判別信号ｘを出力する判別器
２２ａと、この判別信号ｘに基づいて最大値α
（max）を記憶するメモリ２２ｂとを備える。
化率が零となることから上昇率αの最大値α
（max）を判別して判別信号ｘを出力する判別器
２２ａと、この判別信号ｘに基づいて最大値α
（max）を記憶するメモリ２２ｂとを備える。
２４はタイマであり、判別信号ｘが出力される
角度θoの点Ａを起点として、予め記憶した締付
角度Θを締付けた時点Ｂで積分開始信号ｙを出力
する。
角度θoの点Ａを起点として、予め記憶した締付
角度Θを締付けた時点Ｂで積分開始信号ｙを出力
する。
２６は積分器であり、積分開始信号ｙに基づい
て、前記メモリ２２ｂに記憶された最大値α
（max）を締付角度θについて積分していく。す
なわち点Ｂを原点とする傾きα（max）の直線を
求めるものである。
て、前記メモリ２２ｂに記憶された最大値α
（max）を締付角度θについて積分していく。す
なわち点Ｂを原点とする傾きα（max）の直線を
求めるものである。
２８は第２ホールド回路であり、前記判別信号
ｘに基づき起点Ａにおける締付トルクＴ（θo）を
記憶するメモリからなる。
ｘに基づき起点Ａにおける締付トルクＴ（θo）を
記憶するメモリからなる。
３０は加算器であり、積分器２６の出力dθと、
第２ホールド回路２８が記憶する締付トルクＴ
（θo）との和 Ｔ（θo）＋α（max）θ を求める。
第２ホールド回路２８が記憶する締付トルクＴ
（θo）との和 Ｔ（θo）＋α（max）θ を求める。
３２は比較器であり、実際の締付途中の締付ト
ルクＴ（θ）と、加算器３０の出力とを比較し、
両者が等しくなつた時（第２図の点Ｃ）に締付停
止信号ｚをゲート回路３４に送出して締付けを停
止させる。
ルクＴ（θ）と、加算器３０の出力とを比較し、
両者が等しくなつた時（第２図の点Ｃ）に締付停
止信号ｚをゲート回路３４に送出して締付けを停
止させる。
一般にボルトの種類、締付厚、等が決まつてい
る場合には、所定の永久伸びになる荷重下の伸び
を予め決めることができる。通常はこの永久伸び
は引張り力が加わる長さの0.2％に設定されるが、
遊びねじ長さ（引張り力が加わるうちねじの部分
の長さ）の１％に設定されることもある。いずれ
にしても所定の伸びεが決まれば、この伸びεを
発生させるに要する締付角度ψが決まる。本実施
例におけるタイマ２４が記憶する締付角度Θを、
この締付角度ψに等しく設定しておけば、理論に
忠実に耐力での締付けが可能になる。
る場合には、所定の永久伸びになる荷重下の伸び
を予め決めることができる。通常はこの永久伸び
は引張り力が加わる長さの0.2％に設定されるが、
遊びねじ長さ（引張り力が加わるうちねじの部分
の長さ）の１％に設定されることもある。いずれ
にしても所定の伸びεが決まれば、この伸びεを
発生させるに要する締付角度ψが決まる。本実施
例におけるタイマ２４が記憶する締付角度Θを、
この締付角度ψに等しく設定しておけば、理論に
忠実に耐力での締付けが可能になる。
本実施例によれば、起点Ａは上昇率αが最大に
なり始める点、すなわち弾性域の始点になる。し
かし本発明はこれに限らず、この起点Ａは弾性域
内にあれば所期の目的は達成可能である。例えば
締付角度θは締付速度と時間とから算出するよう
にしてもよいのは勿論である。
なり始める点、すなわち弾性域の始点になる。し
かし本発明はこれに限らず、この起点Ａは弾性域
内にあれば所期の目的は達成可能である。例えば
締付角度θは締付速度と時間とから算出するよう
にしてもよいのは勿論である。
第３図と第４図は他の実施例の構成図とその締
付特性図である。この実施例は締付トルクＴをモ
ータ電流Ｉから求め、その時間微分から上昇率α
を求めている。第１ホールド回路２２Ａは、順方
向抵抗が零の理想ダイオードと並列コンデンサを
備える。締付トルクが設定器２３ａによつて設定
された値Toになつたことから比較器２３ｂは起
点Ａを検出する。この設定器２３ａは起点Ａが弾
性域内に入るように設定されている。タイマ２４
Ａは、比較器２３ｂの出力により締付トルクが設
定値Toになつた起点Ａを基準にして、所定の永
久伸びを与える伸びに相当する締付角度相当量を
締付けるに要する時間（t1−to）を記憶する。
付特性図である。この実施例は締付トルクＴをモ
ータ電流Ｉから求め、その時間微分から上昇率α
を求めている。第１ホールド回路２２Ａは、順方
向抵抗が零の理想ダイオードと並列コンデンサを
備える。締付トルクが設定器２３ａによつて設定
された値Toになつたことから比較器２３ｂは起
点Ａを検出する。この設定器２３ａは起点Ａが弾
性域内に入るように設定されている。タイマ２４
Ａは、比較器２３ｂの出力により締付トルクが設
定値Toになつた起点Ａを基準にして、所定の永
久伸びを与える伸びに相当する締付角度相当量を
締付けるに要する時間（t1−to）を記憶する。
また起点Ａの締付トルクToは設定器２３ａの
設定値を用いて直接加算器３０Ａに入力するよう
に構成される。このためこの実施例によれば、設
定器２３ａの設定値を利用することによりこの設
定器２３ａに第２ホールド回路の機能を持たせる
ことができる。
設定値を用いて直接加算器３０Ａに入力するよう
に構成される。このためこの実施例によれば、設
定器２３ａの設定値を利用することによりこの設
定器２３ａに第２ホールド回路の機能を持たせる
ことができる。
従つてこの起点Ａからタイマ２４Ａで設定され
た（t1−to）の時間経過後に常閉スイツチ４２が
閉じると積分器２６Ａの積分が開始され、前記第
１，２図に示した実施例と同様にして締付を終了
する点Ｃが検出される。
た（t1−to）の時間経過後に常閉スイツチ４２が
閉じると積分器２６Ａの積分が開始され、前記第
１，２図に示した実施例と同様にして締付を終了
する点Ｃが検出される。
（発明の効果）
本発明は以上のように、弾性域内のある時点の
締付トルクに、この点から所定締付量の締付後か
ら締付トルクの最大上昇率を積分して加算し、こ
の加算値を締付中の締付トルクと比較する。従つ
て耐力の定義に忠実に締付終了点を検出でき、高
精度な締付けが可能になる。また第１ホールド回
路に記憶する最大上昇率は、締付中に書き換えら
れてゆくものであるから、弾性域内の起点後にお
ける上昇率の変化も締付停止点の決定に反映させ
ることができる。例えばナツト着座面に砂や錆な
どの異物を噛み込んだ場合などで、締付終期の上
昇率が急増した時にも最終締付力が過大になるこ
とがなく、常に高精度な締付力管理が可能にな
る。
締付トルクに、この点から所定締付量の締付後か
ら締付トルクの最大上昇率を積分して加算し、こ
の加算値を締付中の締付トルクと比較する。従つ
て耐力の定義に忠実に締付終了点を検出でき、高
精度な締付けが可能になる。また第１ホールド回
路に記憶する最大上昇率は、締付中に書き換えら
れてゆくものであるから、弾性域内の起点後にお
ける上昇率の変化も締付停止点の決定に反映させ
ることができる。例えばナツト着座面に砂や錆な
どの異物を噛み込んだ場合などで、締付終期の上
昇率が急増した時にも最終締付力が過大になるこ
とがなく、常に高精度な締付力管理が可能にな
る。
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は
その締付特性図、第３図と第４図は他の実施例の
構成図とその締付特性図である。 １０……直流直巻電動機、２０，２０Ａ……微
分回路、２２，２２Ａ……第１ホールド回路、２
４，２４Ａ……タイマ、２６，２６Ａ……積分
器、２８，２８Ａ……第２ホールド回路、３０，
３０Ａ……加算器。
その締付特性図、第３図と第４図は他の実施例の
構成図とその締付特性図である。 １０……直流直巻電動機、２０，２０Ａ……微
分回路、２２，２２Ａ……第１ホールド回路、２
４，２４Ａ……タイマ、２６，２６Ａ……積分
器、２８，２８Ａ……第２ホールド回路、３０，
３０Ａ……加算器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 締付トルクの締付角度に対する上昇率を求め
る微分回路と、締付中の前記上昇率をその最大値
に書き換えながら記憶する第１ホールド回路と、
ボルトの弾性域内の起点から予め記憶した所定締
付角度相当量を締付けた時点で積分開始信号を出
力するタイマと、この積分開始信号に基づき前記
第１ホールド回路に記憶した最大値を締付角度に
対して積分する積分器と、前記起点における締付
トルクを記憶する第２ホールド回路と、前記積分
器と第２ホールド回路の出力の和を求める加算器
と、この加算器の出力が締付トルクに等しくなつ
たことを判別する比較器とを備え、前記比較器の
出力により加算器の出力が締付トルクと等しくな
つた時に締付を停止することを特徴とする耐力検
出ボルト締付機。 ２ タイマが記憶する所定締付角度相当量は、ボ
ルトに所定の永久伸びを与える締付角度に設定さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の耐力検出ボルト締付機。 ３ 所定締付角度はボルトに0.2％の永久伸びを
与えるように設定されていることを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載の耐力検出ボルト締付
機。 ４ 締付けは直流直巻電動機により行われ、その
電動機の電流から締付トルクを求め、その時間微
分値から上昇率を求めることを特徴とする特許請
求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の耐力検出
ボルト締付機。 ５ タイマは締付速度と締付時間とから締付角度
を検出し所定締付角度相当量を求めることを特徴
とする特許請求の範囲第１〜４項のいずれかに記
載の耐力検出ボルト締付機。 ６ タイマは締付トルクの上昇率の変化率が零と
なつたことを判別してから所定締付角度相当量を
起算することを特徴とする特許請求の範囲第１〜
５項のいずれかに記載の耐力検出ボルト締付機。 ７ タイマが記憶する所定締付角度相当量は時間
により設定されていることを特徴とする特許請求
の範囲第４〜５項のいずれかに記載の耐力検出ボ
ルト締付機。 ８ 弾性域内の起点は、締付トルクが設定器によ
り予め設定された値になつたことから決められる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１〜７項のい
ずれかに記載の耐力検出ボルト締付機。 ９ 第２ホールド回路は、前記設定器の設定値を
起点における締付トルクとして利用することを特
徴とする特許請求の範囲第８項記載の耐力検出ボ
ルト締付機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1922385A JPS61178186A (ja) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | 耐力検出ボルト締付機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1922385A JPS61178186A (ja) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | 耐力検出ボルト締付機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61178186A JPS61178186A (ja) | 1986-08-09 |
| JPH0242630B2 true JPH0242630B2 (ja) | 1990-09-25 |
Family
ID=11993367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1922385A Granted JPS61178186A (ja) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | 耐力検出ボルト締付機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61178186A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0722904B2 (ja) * | 1988-06-28 | 1995-03-15 | 滋賀ボルト株式会社 | 耐力点検出装置 |
| JP3456949B2 (ja) | 2000-06-19 | 2003-10-14 | 株式会社エスティック | ネジ締め装置の制御方法および装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5890474A (ja) * | 1981-11-18 | 1983-05-30 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | 締付方法選択式ボルト締付装置 |
| JPS60104661A (ja) * | 1983-11-10 | 1985-06-10 | マツダ株式会社 | ナツトランナ制御回路 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5893473U (ja) * | 1981-12-16 | 1983-06-24 | 株式会社小松製作所 | 固着具締付け装置 |
-
1985
- 1985-02-05 JP JP1922385A patent/JPS61178186A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5890474A (ja) * | 1981-11-18 | 1983-05-30 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | 締付方法選択式ボルト締付装置 |
| JPS60104661A (ja) * | 1983-11-10 | 1985-06-10 | マツダ株式会社 | ナツトランナ制御回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61178186A (ja) | 1986-08-09 |
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