JPH03277432A - ねじ締付け装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ねじ締付は装置に関する。

（従来技術） エンジン部品をエンジン本体にボルト留めする場合に用
いるねじ締付は装置は、基本的に、モータと、モータに
ギヤーを介して接続された出力軸と、出力軸に接続され
た中間軸、ジヨイント軸等のソケットアダプターと、ソ
ケットアダプターに接続された、ねじの頭を収容する穴
部を有するソケットとで構成される。

このねじ締付は装置を用いてねじを締付る場合のねじ締
付は方法として従来、所定トルクまでねじを締付けた後
、所定角度ねじを締付ける、トルク・角度法が、ねじの
締付力すなわちねじの動力のばらつきを少なくするため
の手法として、一般に用いられてきた。

（発明が解決しようとする課題） 近年のニシジンの小型化に伴う締付箇所の狭隘化により
、ソケットやソケットアダプターが細くなって、腋部に
有意なねじれ変形を生ずるようになった。このため、ね
じの締付は角度が検出されるモータの回転軸の自由端と
、ねじに接続するソケット先端との間に有意な回転角度
差を生じ、従来のトルク・角度法による締付けでは、締
付は角度不足となって、設計軸力よりも低い軸力でねじ
が締付られるという問題が生ずるようになった。

したがって本発明の目的は、ソケットやソケットアダプ
ターの捩じれ変形に影響されず、所定のねじ軸力を確保
できるねじ締付は装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明においては、締付は
トルクと締付は角度とを検ａし、所定の締付はトルクの
検出後に所定角度ねじ部材を締付けるようになったねじ
締付は装置において、前記所定の締付はトルクを検出し
た後にトルクレイトを検出する手段と、検出したトルク
レイトが所定値よりも大きい場合に、前記所定締付はト
ルク検出後のねじ部材の所定締付は角度を初期設定値よ
りも大きな値に補正する手段とを備えていることを特徴
とするねじ締付は装置を提供する。

（作用） 本発明の上記構成によれば、所定の締付はトルクを検出
した後に検出されたトルクレイトが所定値より大きい場
合、ひいてはソケットやソケットアダプターの捩じれ変
形が大きく、ねじの締付は角度が検出されるモータの回
転軸の自由端と、ねじに接続するソケット先端との間の
回転角度差が大きい場合には、所定締付はトルク検出後
のねじ部材の所定締付は角度が初期設定値よりも大きな
値に補正されるので、締付は角度不足は生じない。

（実施例） 以下添付図に基づいて、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の実施例に係る多軸ねじ締付は装置Ａの
全体正面図で、ボルト等の複数の締付は部材Ｂを同時に
締付けるため、支持本体ｌに工場エア等により駆動され
る複数のモータ２が内蔵して並設されている。支持本体
１は、吊り具３を介して天井レール４上を移動する台車
５に吊り下げられている。モータ２には、それぞれギヤ
ーボックス６か付設され、出力軸７が支持本体１の下部
に一体的に取付けられた円筒状の昇降ガイド部材８内に
突入するように配置されている。出力軸７には第２図に
示すように中間軸９が接続され、中間軸９の先端は、そ
れが摺動自在に嵌入する縦孔１０ａを形成し、軸方向に
進退自在でかつ一体回転可能なジヨイント軸１０に接続
されている。ジヨイント軸１０の先端には締付は部材Ｂ
の頭か嵌め込まれる穴１１を有するソケット１２が一体
回転するように取付けられている。

モータ２の回転軸の自由端には、該軸の回転角度を検出
し、これにギヤーボックス６のギヤ比を乗じたソケット
１２の回転角度、すなわち締付角度を出力する締付角度
センサーＩ３が取付けられており、また、ギヤーボック
ス６の出力軸には、トルクセンサー１４が取付けられて
いる。

ねじ締付は装置Ａには、該装置の作動を制御するコント
ロールユニット１５が内蔵されている。

コントロールユニット１５は、前記締付角度センサー１
３、トルクセンサー１４からの信号を受は入れる入力イ
ンターフェースと、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとから成る
マイクロコンピュータと、出力インターフェースと、モ
ータ２を駆動する駆動回路とを備えており、ＲＯＭには
モータ２の制御に必要な制御プログラムが予め格納され
ており、またＲＡＭには上記制御を実行するのに必要な
各種メモリーが設けられている。

次に以上のように構成された、本実施例に係るねじ締付
は装置への作動を第３図の締付は線図と第４図のフロー
チャートとに基づいて説明する。

尚以下の説明において、Ｓは制御ステップを意味する。

ねじ締付は装置Ａにおいてはト・ルク・角度法により締
付けが行われる。トルク・角度法では、ねじの種類ごと
に、トルクレイトすなわち締付は角度が単位角度増加し
た時の締付はトルクの増加量がほぼ一定であることに着
目して、第３図に示すように、先ず締付トルクが第１の
所定値Ｔ１になるまで締付け、その後ねじの種類ごとに
、該種類に固有の、すなわち該種類のねじの平均的な、
トルクレイトαに応じて定まる所定の設定締付角度すだ
け締付けて、所望の設定締付はトルクＴａひいては所望
のねじ軸力を得る。ところが、トルクレイトはねじの種
類によってほぼ一定ではあるが、同じ種類のねじでも、
ねじ部の表面粗度やねじ山の形状の公差等、ねじの素性
により、トルクレイトにある程度のばらつきを生ずるの
で、トルクレイトが対象とするねじに固有のトルクレイ
ト値αよりも大きい場合、最終的な締付はトルクＴｅは
設定締付トルクＴａよりも大きくなる。そして、かかる
場合に、中間軸９、ジョイント軸１０等のソケットアダ
プターやソケット１２の捩じれ変形が大きくなり、回転
角度センサ１３が取付けられねじの締付は角度が検出さ
れるモータ２の回転軸の自由端と、ねじに接続するソケ
ット１２の先端との間の回転角度差が大きくなって、所
定の設定締付角度すだけ締付けても、ねじの実際の締付
角度はｂよりも小さくなり、ひいては、所望のねじ軸力
が得られない場合を生ずる。

かかる事態の発生を防止するために、ねじ締付は装置Ａ
にあっては、コントロールユニット１５により以下のよ
うに作動か制御される。

ねじ締付は装置Ａの図示しない起動スイッチのＯＮによ
り、コントロールユニット１５による作動制御が開始さ
れる。

まず、モータ２に制御信号が送られてモータ２が駆動さ
れ、締付は部材Ｂの締付けが開始される（Ｓｌ）。

次いで、トルク信号の読み込みが開始され（Ｓ２）、締
付はトルクが第１の所定値Ｔ１に達したか否か判定され
る（Ｓ３）。この締付はトルクが第１所定値Ｔ１に達し
たか否かの判定は、締付はトルクが所定値Ｔ、に達する
まで繰り返される。

締付はトルクが所定値Ｔ１に達した時点で、トルク信号
の読み込みに加えて締付角度信号の読み込みも開始され
る（Ｓ４）。

ついで、締付はトルクが第２の所定値Ｔ２に達したか否
かの判定が、締付はトルクが第２所定値Ｔ２に達するま
で繰り返される（Ｓ５）。

締付はトルクが第２所定値Ｔ２に達した時点で、トルク
信号の読み込みが終了しくＳ６）、次いで締付はトルク
の第１所定値　Ｔ１と、第２所定値Ｔ２と、締付はトル
クが第１所定値Ｔ１から第２所定値Ｔ２に増加する間の
締付角度の増加量ａを用いて、次式で与えられるトルク
レイトＴｒを演算する（Ｓ７）。

Ｔ　ｒ＝　（Ｔ２　　Ｔｌ　）　／　８次いで、トルク
・角度法に従って、第１所定トルクＴ１から所定設定角
度すだけ締付けた場合の最終トルクＴｅの予想を、次式
に従って行う（Ｓ８）。

Ｔ　ｅ　＝　（Ｔ２　　Ｔｌ　）　ｂ／　８次に、最終
トルク予想値Ｔｅと設定締付はトルクＴａとの比較を行
い（Ｓ９）、最終トルク予想値Ｔｅが設定締付はトルク
Ｔａよりも大きい場合には、中間軸９、ジヨイント軸ｌ
Ｏ等のソケットアダプターやソトット１２の捩じれ変形
が大きくなるために所定の設定締付角度すだけ締付けて
も、ねじの実際の締付角度はｂよりも小さくなることに
鑑みて、設定締付角度すをＴｅとＴａの差に応じて増加
補正しく５１０）、第１所定トルクＴから補正後の所定
締付角度ｂ′だけ締付ける（Ｓ１１）。最終トルク予想
値Ｔｅか設定締付はトルクＴａ以下の場合には、第１所
定トルクＴ１から設定角度すだけ締付ける（Ｓ９．５１
２）。

この後、モータ２に制御信号が送られてモータ２の駆動
が停止され、締付は部材Ｂの締付けを終了すると共に締
付角度の読み込みも終了する（Ｓ１３．５１４）。

以上説明したごとく、本実施例に係る締付装置Ａにあっ
ては、最終予想トルクが設定締付トルクよりも大きく、
ソケットアダプターやソトットの捩じれが大きくなる場
合には、設定締付角度よりも大きな角度締付けられるの
で、実際のねしの締付角度が小さくなることはない。

以上本発明の詳細な説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発
明の範囲内で種々改変可能なのはいうまでもない。

（効果） 以上説明したように、本発明においては、所定の締付は
トルクを検出した後に検出されたトルクレイトが所定値
より大きい場合、ひいてはソケットやソケットアダプタ
ーの捩じれ変形が大きく、ねじの締付は角度が検出され
るモータの回転軸の自由端と、ねじに接続するソケット
先端との間〜の回転角度差が大きい場合には、所定締付
はトルク検出後のねじ部材の所定締付は角度が初期設定
値よりも大きな値に補正されるので、締付は角度不足は
生じない。

したがって本発明の目的は、ソケットやソケットアダプ
ターの捩じれ変形に影響されず、所定のねじ軸力を確保
できるねじ締付は装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る多軸ねじ締付は装置の
全体正面図である。 第２図は、第１図の要部拡大図である。 第３図は、第１図の締付は装置によるねじ締付の際の締
付線図である。 第４図は、第１図の締付は装置の制御のフローチャート
である。 Ａ・・・締付装置、 ２−・・モータ、 ９・・・中間軸、 ｌＯ・・・ジヨイント軸、 １２−　＠Φソケット、 １３・・・締付角度センサ、 １４・・・トルクセンサ、 １５・曝・コントロールユニット。 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　締付けトルクと締付け角度とを検出し、所定の締付け
   トルクの検出後に所定角度ねじ部材を締付けるようにな
   ったねじ締付け装置において、前記所定の締付けトルク
   を検出した後にトルクレイトを検出する手段と、検出し
   たトルクレイトが所定値よりも大きい場合に、前記所定
   締付けトルク検出後のねじ部材の所定締付け角度を初期
   設定値よりも大きな値に補正する手段とを備えているこ
   とを特徴とするねじ締付け装置。