JPH03184775A - ねじ継手締付方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、二つの連続した工程、すなわち、継手が一定
のトルク安定レベルに締付けられる第１工程、および継
手がさらに最終の一定予応カレベルに締付けられる第２
工程によってねじ継手を締付ける方法および装置に関す
る。

本発明の主目的は、ねし継手が第２締付は工程中一定の
予応力レベルまで締付けられ、継手ごとに変化するこわ
さが得られる予応力レベルの好ましくない不一致ならび
にオペレータによって処理されるべき厄介な急変する反
作用トルク特性を生ずるのを防止する方法および装置を
開発することである。

トルク負荷割合の増加を制御することにより、作業的な
らびに予応力精度の見地から有利な締付は工程を得るこ
とが可能である０本発明による方法および装置はとくに
手持式の、疲労および締付は工程の終わりに通常発生す
る不愉快な振動を除去した締付は工具を意図している。

トルク増大特性は工具の出力、工具の回転速度、ねじ継
手の特性等に依存する。しかしながら、ある種の工具に
対して、トルク増加はつねに、ねじ継手が回転角度に対
してトルク増加が遅い弱い特性を有するか、または回転
角度に対して急激にトルクが増大するこわい特性を有す
るとき、工具のトルク増大は対応して変化するような、
ねじ継手特性の関数である。

作業の観点から最善のトルク増加速度は、ｆ１＋　　オ
ベレー名の力、 （２）　　オペレータの迅速な反応能力、（３）トルク
レベル （４）トルク安定レベル、 （５）　　オペレータの作業位置 （６）　　停止速度 のようないくつかのパラメータに関連する。

いくつかのパラメータがあるため、作業性の見地から良
い反作用トルク特性を得るためトルク増大速度を調節し
うることか重要である。

上記課題は、本発明により、第２工程のトルク増大速度
が発生した反作用トルクに対処する作業者の能力に対応
するように制御することによって解決された。

１５〜１５ＯＮｍのトルク範囲において、適当なトルク
増加値は２５〜２５ＯＮｍ／ｓであり、一方１５ＯＮｍ
以上のトルク範囲では、０．１〜０．２秒の短い締付は
時間と組合わせて２５０　Ｎ　ｍ　／　ｓが適当である
。この場合、処理時間は短すぎてオペレータはまったく
反応しない。

以下、本発明による方法および装置を説明する。

第１図には、符号Ｍで示されたトルク、Φで示された角
速度および時間ｔの関係を示す３軸線図が示されでいる
。水平時間軸に沿って、第１締付は工程ｒが左側に示さ
れ、続いて第２締付は工程■が右側に示されている。第
１締付は工程Ｉは一定トルクＤＩをねじ継手に負荷する
ことによって開始する。ＤＩは動力工具によって発生し
たトルクを示し、一方ねし継手の反作用トルクは曲線ａ
ｂｃによって示されている。ねし継手にに加えられたト
ルク（曲線ａｂｃ）は安定レベルＭｓに達し、動力工具
のトルク負荷は停止する。そこで第１締付は工程は終了
する。

水平時間φ線図の下に示された角速度を見ると、こわさ
特性αはΦ線図のもつとも遅い加速曲ｖＡａに対応して
いる。

ねし継手はトルクＭＦに対応する最終の一定レベルまで
予応力を負荷され、実際の継手のトルク／時間特性のこ
わさの程度に従って、第２締付は工程は異なった時間間
隔で継続する。このことは、もつとも弱い継′＋Ｃが終
わりまでもつとも長い時間を要し、一方もつとも急なト
ルク／角度特性をもった継手ａはもつとも短い時間ｔａ
で終了することを意味している。

本発明のもつとも重要な特性を参照すると、締付は速度
の加速によりまた加速割合がこわい継手および弱い継手
の間で異なることのため、角速度は異なった継手の第２
締付は工程の終わりにいちしろしく異なることが認めら
れる。最終予応力レベルには急なトルク／角度特性を有
する継手ａはきわめて迅速に到達する。しかしながら、
継手の加速を生ずる動力工具の過剰なトルクは継手ａに
おいてむしろ小さく、そのことは加速度が小さいことを
意味している。このことはまた使用された時間は短く最
終角速度Φａは小さいことを意味している。一方継手Ｃ
は動力工具の一層大きい過大トルクにより大きい角速度
をうける。継手Ｃはまた予応力レベルＭＦに達するのに
一層長い時間を要するため、最終角速度ΦＣは継手ａの
最終速度よりはるかに大きい。

本発明方法および装置によって得られる利点はこわい継
手に対しては最終的予応力レベルにきわめて迅速に達し
、締付は工程の終わりにおける角速度は低く、過大なト
ルクはいちしろしく減少する一方、その最終予応カレヘ
ルに急速には達しない弱い継手Ｃの最終速度は高いこと
である。その弱い特性のため、回転部分の運動エネルギ
は比較的高い最終角速度にも係わらずいちしろしく過大
なトルクを生ずることがない。

第２図に示す装置において、電気的に付勢される締付は
工具１０は無ブラシＡＣモータ、動力供給袋Ｗ１１およ
び制御ユニット】２を有する。動力供給装置１１はＤＣ
動力源１４からＤＣ動力源１４からＤＣ動力を供給され
、可変周波数および電圧振幅のＡＣ動力を工具１０に供
給するインバータを有する。

動力検出装置１５はＤＣ動力源１４と動力供給装置１１
の間に設けられ、制御ユニット１２に接続されている。

このため、トルク量調節装置１６が接続され、それによ
ってトルク変化速度の所望値が設定される。

制御ユニット１２は、二工程締付は工程用のすべての必
要なデータが入力されたプログラムしうるプロセッサを
有する。

第３図に示された装置は、動力工具が工具の作用中実際
のトルク値を検出する検出装置２５を備えることにおい
て、第２図の装置とは異なっている。この検出装置は、
実際に感知されたトルク値を所要の設定値に比較する、
比較ユニット２６に切続される。実際に感知された値が
予め設定された値に達するとき、信号が制御ユニツ）１
２に伝達される。

ＡＣ付勢工具用インバータ駆動装置を使用するとき、負
荷されたトルクの上記制御を達成する好ましい方法は、
工具に供給されるＡＣ周波数に積極的制御を実施するこ
とである。実際に工具の角速度を決定する駆動周波数は
ある方法で増加され、継手に対する位相遅れを生ずる。

この位相遅れは工具のモータにおける駆動トルクの増加
を生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による方法および装置を使用するときの
トルク増加を示す線図であり、第２図は本発明の一実施
例による装置の路線図であり、第３図は本発明の別の実
施例を示す。 １、Ｃｌ−締付は工具、１１−・動力供給装置、１２制
御ユニツト、１４−Ｄ　Ｃ動力源、１５−　　動力検出
装置、１６−　トルク調節装置、２５−トルク検出装置
、２６−比較ユニット 手続補正書 （方式） ％式％ 事件の表示 平成２年特許願第２５２０４６号 ２゜ 発明の名称 ねじ継手を締付ける方法および装置 ３゜ 補正をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、継手が一定の予応力安定レベルに締付けられる第１
   工程、および継手がさらに最終の一定予応力レベルに締
   付けられる第２工程よりなる二つの連続した工程でねじ
   継手を締付ける方法において、前記第２工程が継手の前
   記安定レベルから前記一定の予応力レベルまたは角速度
   が一定の最高レベルに達する点まで継手に負荷されるト
   ルクが時間とともに徐々に増加することを特徴とするね
   じ継手を締付ける方法。 ２、締付けトルクは可変周波数出力供給装置によつて付
   勢される無ブラシＡＣモータ工具によつて負荷され、前
   記継手に加えられる前記徐々に増加するトルクは前記動
   力供給装置の出力周波数より進んだ連続的に増加する出
   力周波数によつて発生される請求項１に記載の方法。 ３、動力工具、前記動力工具に接続された動力供給装置
   および制御装置を有する二つの連続した工程でねじ継手
   を締付ける装置であつて、前記制御装置は締付け中前記
   動力工具に供給される動力のトルク関連パラメータを時
   間とともに変化するプログラムユニットを有するねじ継
   手を締付ける装置。 ４、前記制御ユニットは前記トルク関連パラメータを時
   間とともに変化する割合を設定する調節装置を有する請
   求項３に記載の装置。 ５、前記動力工具は無ブラシＡＣモータを有し、前記動
   力供給装置は可変周波数出力インバータを有し、前記ト
   ルク関連パラメータは前記インバータの出力周波数であ
   り、前記調節装置は前記インバータのＡＣ出力の周波数
   変化割合を設定しうるように設置された請求項３または
   ４に記載の装置。 ６、前記制御装置は締付け中前記インバータの出力周波
   数を徐々に増加する傾向を形成するように設置されたマ
   イクロプロセッサを有する請求項５に記載の装置。