JPH0343160A - ボルト・ナツトの定速締付方法 - Google Patents
ボルト・ナツトの定速締付方法Info
- Publication number
- JPH0343160A JPH0343160A JP17879689A JP17879689A JPH0343160A JP H0343160 A JPH0343160 A JP H0343160A JP 17879689 A JP17879689 A JP 17879689A JP 17879689 A JP17879689 A JP 17879689A JP H0343160 A JPH0343160 A JP H0343160A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- nut runner
- tightening
- rotation number
- constant speed
- 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.)
- Pending
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- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
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。
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〕
本発明はボルト・ナットの定速締付方法に関するもので
あり、詳しくはナツトランナによるボルト・ナットの締
付作業に於ける軸力の変動の防止手段に関するものであ
る。
あり、詳しくはナツトランナによるボルト・ナットの締
付作業に於ける軸力の変動の防止手段に関するものであ
る。
自動車のエンジン組立工程等に於いてす７トランナによ
るボルト・ナットの自動締付作業が行われている。エン
ジン構成部材、例えばシリンダヘッドとシリンダブロッ
クとを所定の締付トルクでボルト止めする手段として、
ナツトランナに予め最終締付トルクを設定しておき、ボ
ルト締め時の実トルクを検出し、最終締付トルクと実ト
ルクが一致した時点でナンドランチによるボルト締付動
作を終了させる方法（トルク法〉や第４図に示すように
ナツトランナに最終締付トルクの約Ｈの大きさのスナツ
グトルクを予め、設定しておき、スナツグポイントを過
ぎた後は一定角度だけ回転させて停止させる方法（トル
ク−角度法〉が使用されている。
るボルト・ナットの自動締付作業が行われている。エン
ジン構成部材、例えばシリンダヘッドとシリンダブロッ
クとを所定の締付トルクでボルト止めする手段として、
ナツトランナに予め最終締付トルクを設定しておき、ボ
ルト締め時の実トルクを検出し、最終締付トルクと実ト
ルクが一致した時点でナンドランチによるボルト締付動
作を終了させる方法（トルク法〉や第４図に示すように
ナツトランナに最終締付トルクの約Ｈの大きさのスナツ
グトルクを予め、設定しておき、スナツグポイントを過
ぎた後は一定角度だけ回転させて停止させる方法（トル
ク−角度法〉が使用されている。
上記トルク法は、ボルト・ナットの締付力をナツトラン
ナの締付トルクで把握し、これを制御することによって
ボルト・ナットに所定の締付強度を付与しようとしてい
る。ところが、ボルト・ナットの締付強度は、実際には
ボルト・ナットに伝達される軸力（以下、軸力と称呼）
の大きさによって決まるものであり、この軸力がネジ面
や座着面の摩擦係数によって変化することによって締付
トルクと軸力とは多くの場合同−値とならない、このた
め、第５図に示すように締付トルクを一定になるように
制御しても軸力には１００％にも及ぶバラツキが発生す
ることがある。より定量的に説明すると、締付トルク（
Ｔ）と軸力（Ｆ）との間には、 Ｔ−ＫＤＦ□■ 〔ただし、（Ｄ）はボルトの直径、（Ｋ）はトルク係数
〕なる関係が成立している。ここに於いてトルク係数（
Ｋ）のうち主要な要素である摩擦係数（μ）°は、ボル
トの座着面やネジ面の特性によって大きく変化するだけ
でなく、ボルト・ナフト締付時の回転速度の影響も受け
る。
ナの締付トルクで把握し、これを制御することによって
ボルト・ナットに所定の締付強度を付与しようとしてい
る。ところが、ボルト・ナットの締付強度は、実際には
ボルト・ナットに伝達される軸力（以下、軸力と称呼）
の大きさによって決まるものであり、この軸力がネジ面
や座着面の摩擦係数によって変化することによって締付
トルクと軸力とは多くの場合同−値とならない、このた
め、第５図に示すように締付トルクを一定になるように
制御しても軸力には１００％にも及ぶバラツキが発生す
ることがある。より定量的に説明すると、締付トルク（
Ｔ）と軸力（Ｆ）との間には、 Ｔ−ＫＤＦ□■ 〔ただし、（Ｄ）はボルトの直径、（Ｋ）はトルク係数
〕なる関係が成立している。ここに於いてトルク係数（
Ｋ）のうち主要な要素である摩擦係数（μ）°は、ボル
トの座着面やネジ面の特性によって大きく変化するだけ
でなく、ボルト・ナフト締付時の回転速度の影響も受け
る。
即ち、第６図に示すようにナツトランナの回転数が低い
静摩擦領域（通常３ＰＰＭ以下）では摩擦係数が大きく
、ナフトランナの回転数が高い動摩擦領域では摩擦係数
が小さい、この観点から、軸力（Ｆ）のバラツキを小さ
くするためには、摩擦係数（μ）の影響の少ない動摩擦
領域でしかも一定速度でナフトランナによるボルト・ナ
ットの締付を行なうことが好ましい訳であるが、従来の
トルク法によるボルト・ナット締付方法では、上記軸力
（Ｆ）と摩擦係数（μ）の関係を無視して最終締付トル
ク（Ｔ）を設定しているだけであるため、スナツグポイ
ントを過ぎたボルト締めの終期では回転数が順次減少し
て最終締付トルクに到達していた。詳しく説明すると、
従来方式ではナツトランナの駆動モータは一定の電圧で
駆動されて特に速度制御をしていないため、実締着トル
クが増大するとナンドランチの回転数は漸時減少する。
静摩擦領域（通常３ＰＰＭ以下）では摩擦係数が大きく
、ナフトランナの回転数が高い動摩擦領域では摩擦係数
が小さい、この観点から、軸力（Ｆ）のバラツキを小さ
くするためには、摩擦係数（μ）の影響の少ない動摩擦
領域でしかも一定速度でナフトランナによるボルト・ナ
ットの締付を行なうことが好ましい訳であるが、従来の
トルク法によるボルト・ナット締付方法では、上記軸力
（Ｆ）と摩擦係数（μ）の関係を無視して最終締付トル
ク（Ｔ）を設定しているだけであるため、スナツグポイ
ントを過ぎたボルト締めの終期では回転数が順次減少し
て最終締付トルクに到達していた。詳しく説明すると、
従来方式ではナツトランナの駆動モータは一定の電圧で
駆動されて特に速度制御をしていないため、実締着トル
クが増大するとナンドランチの回転数は漸時減少する。
これをＤＣモータの直巻特性で、直巻モータや整流モー
タで速度制御していないモータは全てこのような特性を
示す、このように回転数の制御をしていないナツトラン
ナは回転数の変化が起り、この回転数の変化が摩擦係数
に影響を与え軸力のバラツキの原因となる。第６図に示
すように、ナフトランナの回転数が動摩擦領域と静摩擦
領域との境界付近迷子がると、摩擦係数（μ）の変化が
急に増大し、これによって軸力（Ｆ）に大きなバラツキ
が発生する。
タで速度制御していないモータは全てこのような特性を
示す、このように回転数の制御をしていないナツトラン
ナは回転数の変化が起り、この回転数の変化が摩擦係数
に影響を与え軸力のバラツキの原因となる。第６図に示
すように、ナフトランナの回転数が動摩擦領域と静摩擦
領域との境界付近迷子がると、摩擦係数（μ）の変化が
急に増大し、これによって軸力（Ｆ）に大きなバラツキ
が発生する。
また、トルク−角度法ではスナツグポイントをトルクで
設定しているため、上記と同様な問題がある。
設定しているため、上記と同様な問題がある。
上記課題の解決手段として本発明は、ボルト・ナットの
最終締付状態を締付トルクで設定するナフトランナに於
いて、ナツトランナの回転速度を締付負荷の変動とは無
関係に一定速度に維持して締付けることを特徴とするボ
ルト・ナットの定速締付方法を提供するものである。
最終締付状態を締付トルクで設定するナフトランナに於
いて、ナツトランナの回転速度を締付負荷の変動とは無
関係に一定速度に維持して締付けることを特徴とするボ
ルト・ナットの定速締付方法を提供するものである。
ナフトランナの回転速度を、一定の速度に維持して締付
けることによって摩擦係数のバラツキの影響が少なくな
り、軸力の変動幅が従来法に比較して著減する。
けることによって摩擦係数のバラツキの影響が少なくな
り、軸力の変動幅が従来法に比較して著減する。
第１図は本発明の実施態様を示す締付トルク・時間線図
、及び回転速度・時間線図である。
、及び回転速度・時間線図である。
また、第２図はナツトランナの定速駆動装置の一具体例
を示すブロック線図である。ナツトランナの定速駆動装
置は、第２図に例示するように、速度設定器（１）、比
較器（２）、速度偏差アンプ（３）、サーボアンプ（４
）、ナツトランナ駆動モータ（５）、及びパルス発生器
（６）を直列接続し、パルス発生器（６）と比較器（２
）の間にフィードバック回路（７〉を設けることによっ
て構成されている。
を示すブロック線図である。ナツトランナの定速駆動装
置は、第２図に例示するように、速度設定器（１）、比
較器（２）、速度偏差アンプ（３）、サーボアンプ（４
）、ナツトランナ駆動モータ（５）、及びパルス発生器
（６）を直列接続し、パルス発生器（６）と比較器（２
）の間にフィードバック回路（７〉を設けることによっ
て構成されている。
速度設定器（１）に図示しないナツトランナの回転数が
設定されており、この設定回転数は比較器（２）、速度
偏差アンプ（３）、サーボアンプ（４）を経由してナツ
トランナ駆動モータ（５）に送出される。パルス発生器
（６）からはナツトランナの実回転数に対応したパルス
信号が発信され、このパルス信号はフィードバック回路
（７）を経由して比較器（２〉に送出される。比較器（
２）でパルス信号は速度設定！（１）から送出された設
定回転数と比較され、この比較演算結果に基いて速度偏
差アンプ（３）及びサーボアンプ（４〉からす７トラン
ナ駆動モータ（５）の制御回路（５Ａ）に回転数を補正
するための電圧又は電流の変換信号が送出される。速度
設定器（１）に設定するナツトランナの回転数は、ボル
ト・ナットに動摩擦領域で最終締付トルクが伝達され得
る範囲で出来る限り低速に（例えば１０ｒｐ−程度に）
設定する、ナツトランナの回転数は第１図に示すように
ボルト・ナットの締付初期から締付終期迄略−定の値に
維持することも可能であるが、少なくともスナツグポイ
ント通過時から締付終期迄を定速回転状態を接続して締
付ける方が、全体の締付所要時間を短縮できる。要する
に、本発明は、ナツトランナの回転数を締付負荷の変動
とは無関係に一定速度に維持することによって、ネジ面
や座着面に於ける摩擦係数のバラツキの影響が排除され
、軸力変動の少ないボルト・ナット締付条件が確保され
る。
設定されており、この設定回転数は比較器（２）、速度
偏差アンプ（３）、サーボアンプ（４）を経由してナツ
トランナ駆動モータ（５）に送出される。パルス発生器
（６）からはナツトランナの実回転数に対応したパルス
信号が発信され、このパルス信号はフィードバック回路
（７）を経由して比較器（２〉に送出される。比較器（
２）でパルス信号は速度設定！（１）から送出された設
定回転数と比較され、この比較演算結果に基いて速度偏
差アンプ（３）及びサーボアンプ（４〉からす７トラン
ナ駆動モータ（５）の制御回路（５Ａ）に回転数を補正
するための電圧又は電流の変換信号が送出される。速度
設定器（１）に設定するナツトランナの回転数は、ボル
ト・ナットに動摩擦領域で最終締付トルクが伝達され得
る範囲で出来る限り低速に（例えば１０ｒｐ−程度に）
設定する、ナツトランナの回転数は第１図に示すように
ボルト・ナットの締付初期から締付終期迄略−定の値に
維持することも可能であるが、少なくともスナツグポイ
ント通過時から締付終期迄を定速回転状態を接続して締
付ける方が、全体の締付所要時間を短縮できる。要する
に、本発明は、ナツトランナの回転数を締付負荷の変動
とは無関係に一定速度に維持することによって、ネジ面
や座着面に於ける摩擦係数のバラツキの影響が排除され
、軸力変動の少ないボルト・ナット締付条件が確保され
る。
トルク法によってボルト・ナットを締付けるナツトラン
ナに本発明を採用すれば、軸力のバラツキが従来方法に
比較して著減し、精度の良いネジ締め作業が実施できる
。
ナに本発明を採用すれば、軸力のバラツキが従来方法に
比較して著減し、精度の良いネジ締め作業が実施できる
。
第１図は本発明の実施態様を示す締付トルク・時間線図
、及び回転速度・時間線図、第２図はす７トランナの定
速駆動装置の一具体例を示すブロック線図である。第３
図は従来法に於ける締付トルク・時間線図及び回転速度
・時間線図、第４図はトルク−角度法のトルク・角度線
図である。また、第５図は従来法に於ける軸力・締付ト
ルク線図、第６図は摩擦係数・回転数線図である。 （１） −速度設定器、 （２） −比較器、（３）
・−速度偏差アンプ、 （４）・−・サーボアンプ、 （５） −ナンドランナ駆動モータ、 （５Ａ）−・−制御回路、 （６）・−・パルス発生器、 （７）−・フィードバック回路。 特 許 出 願 人 三洋機工株式会社 代 理 人 江 原 省 吾 第５ 図 ４にキー仝８亡 ＠顧り−
、及び回転速度・時間線図、第２図はす７トランナの定
速駆動装置の一具体例を示すブロック線図である。第３
図は従来法に於ける締付トルク・時間線図及び回転速度
・時間線図、第４図はトルク−角度法のトルク・角度線
図である。また、第５図は従来法に於ける軸力・締付ト
ルク線図、第６図は摩擦係数・回転数線図である。 （１） −速度設定器、 （２） −比較器、（３）
・−速度偏差アンプ、 （４）・−・サーボアンプ、 （５） −ナンドランナ駆動モータ、 （５Ａ）−・−制御回路、 （６）・−・パルス発生器、 （７）−・フィードバック回路。 特 許 出 願 人 三洋機工株式会社 代 理 人 江 原 省 吾 第５ 図 ４にキー仝８亡 ＠顧り−
Claims (1)
- （１）ボルト・ナットの最終締付状態を締付トルクで設
定するナットランナに於いて、ナットランナの回転速度
を締付負荷の変動とは無関係に一定速度に維持して締付
けることを特徴とするボルト・ナットの定速締付方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17879689A JPH0343160A (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | ボルト・ナツトの定速締付方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17879689A JPH0343160A (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | ボルト・ナツトの定速締付方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0343160A true JPH0343160A (ja) | 1991-02-25 |
Family
ID=16054798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17879689A Pending JPH0343160A (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | ボルト・ナツトの定速締付方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0343160A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8833329B2 (en) | 2009-05-13 | 2014-09-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fastening structure of power unit |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55150978A (en) * | 1979-05-07 | 1980-11-25 | Nitto Seiko Kk | Screw clamping device |
| JPS58171271A (ja) * | 1982-03-30 | 1983-10-07 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | ボルト締付装置 |
-
1989
- 1989-07-10 JP JP17879689A patent/JPH0343160A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55150978A (en) * | 1979-05-07 | 1980-11-25 | Nitto Seiko Kk | Screw clamping device |
| JPS58171271A (ja) * | 1982-03-30 | 1983-10-07 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | ボルト締付装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8833329B2 (en) | 2009-05-13 | 2014-09-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fastening structure of power unit |
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