JPH0430975A - ねじ締め方法 - 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 本発明はねじ締め方法に関し、詳しくは所定締付力に応
した締付トルクを求めこの締付トルクによって行うねじ
締め方法Ｑこ関するものである。

従来の技術 ねじによってワークを基材に締付ける際の締付トルクは
、ねじ軸部の摩擦により消費されるトルク（ねじ面トル
ク）と、ねじに軸方向の張力を与えるのに必要なトルク
（軸力トルク）と、ねじ頭部及びワーク座面により消費
されるトルク（座面トルク）とからなることが知られて
いる。これら各トルクは使用されたねじの呼び径及びそ
のときの締付力を夫々の係数に乗算して得られ、軸力ト
ルクは使用するねじによって一定であるが、ねじ面トル
クと座面トルクとはワークによって異なり、予め定量的
に知ることができない。

そこで従来は、締付トルクを一定にすることによって、
締付力の安定化を図っている。

又ねじ締めを行ったワークの歪みやねじ軸の伸びなどを
計測して実際の締付力を得ることにより、所望の締付力
を得るに必要な締付トルクを求めている。

発明か解決しようとする課題 しかし上記従来例では、個々のワークによってねじ面ト
ルクや座面トルクが異なるため、締付トルクを一定にし
ても締付力にハラ付きが生して安定しないという問題が
ある。

従って又、所望の締付力を得るには締付トルクを大きめ
に設定したりたりねじの使用数を多くしなければならな
いため、ねじ締め作業に多くの無駄が生しるという問題
もある。

本発明は上記従来例の問題点に鑑み、安定した締付力で
締付けることができ、しかもねじ締め作業の無駄を抑え
ることができるねじ締め方法を提供することを目的とす
る。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するため、ねじによりワークを
基材に締付けてその締付時のトルクを計測した後、前記
ねじをゆるめてその戻し時のトルクを計測し、両トルク
の差に基き所定締付力に必要な締付トルクを演算し、こ
の締付トルクによって所定締付力のねじ締めを行うこと
を特徴とする。

作用 ねじによってワークを基材に締付ける際の締付トルクが
ねじ面トルク、軸力トルク及び座面トルクからなること
は既に述べた。一方、このねじをゆるめる場合、ねじ頭
部がワーク座面から離れる直前の戻しトルクは、やはり
前記３つのトルクが関係するが、この場合は軸力トルク
がマイナスの作用を営む。

従って締付時のトルクと戻し時のトルクとの差をとるこ
とにより、軸力トルクの値を知ることができ、ねじ面ト
ルクと座面トルクとの和の値を演算することができる。

これにより、各ねじ締めごとに締付トルクと締付力との
関係を知ることができるので、所望の締付力を得るため
の締付トルクを得ることができる。

実施例 本発明の実施例を、第１図ないし第４図に基き説明する
。

第３図に示すように、ねじ１により板状のワーク２を基
材３に締付けるのに、本実施例では第４図に示すような
ねじ締め機を用いる。ねじ締めヘッド４はガイド部材５
により昇降可能に支持されている。又ねじ締めヘッド４
は、移動用モータ６により回転駆動される送りねじ７に
よって昇降可能に構成されている。ねじ締めヘッド４に
は、そのねじ締めビット８を回転駆動し、ねじ１にトル
クを与えるための駆動用モータ９が取付けられている。

前記ねじ絞めヒツト８には、トルク検出器ｌＯが付設さ
れている。移動用モータ６はサーボモータがらなり、そ
の回転位置を検出するエンコーダ１１が取付けられてい
る。

トルク検出器１０及びエンコーダ１１は制御回路１２に
接続されている。一方、この制御回路１２の）ら出力さ
れた制御信号に基き、夫々の駆動回路Ｉ３．１４を介し
て駆動用モータ９及び移動用モータ６は制御される。制
御回路１２には、使用されるねじ１のピッチ、軸長さな
どのデータが予め入力されている。

以上の構成において、第２図に示すように、締付は時の
着座寸前の最大トルクＴ。を、トルク検出器１０によっ
て検出する。この締付トルクＴｏとその際の締付力Ｐ。

との関係は、次式（１）によって表される。これについ
ては、例えば「ねじ便覧」　（日刊工業新聞社発行、昭
和４ｊ年５月２０初版、第６０３頁〜第６０６頁）に詳
しい。

Ｔ　ｏ−Ｐ　ｏ　（ｄ　　（ｋ　＋　＋　ｋ　２　＋　
ｋ　３）ｄ：ねじ１の呼び径 に１：ねじ面トルク係数 に２：軸力トルク係数 に３：座面トルク係数 次に、移動用モータ３及び駆動用モータ６を逆回転させ
てこのねじ１をゆるめ、その際の最大戻しトルクＴ０１
を検出する。この戻しトルクＴ　ｏ’と前記締付力Ｐａ
　との関係は、次式（２）によって表される。

Ｔｏ’＝Ｐｏ　（ｄ　　（ｋ＋　　ｋｚ＋　ｋ３）ｌ　
　−（２）弐（１）から式（２）を減算して、 次式（３）を得る。

Ｔ。

Ｔ、’＝Ｐθ　（２ｄ　ｋ２１ 式（３）に、 各トルクＴ。

Ｔ。

ねじ１の呼び 付方Ｐ。の値を演算する。

式（１）に式（２）を加算して、次式（４）を得る。

Ｔｏ＋Ｔｏ’＝Ｐｏ　（２ｄ　　（ｋ＋＋　ｋ３））式
（４）に、各トルクＴ。、　Ｔｏ’、締付力Ｐ。、ねじ
１の呼び径ｄの各個を代入し、未知数であるねじ面トル
ク係数に１＋座面トルク係数に３の値を演算する。

これによって得られたに、＋に３の値と、ねじ１の呼び
径ｄ、軸力トルクに２の各個とを、次の一般式（５）に
代入する。

Ｐ　　−Ｔ／　Ｉ　ｄ　　（ｋ＋＋　ｋ２＋　ｋ３）　
　）　　−（５）これにより、所定締付力Ｐに対応する
締付トルクＴを得ることができるので、この締付トルク
Ｔでねじ締めを行うことにより、ワーク２を所定締付力
Ｐによって基板３に締付けることができる。

発明の効果 本発明は上記構成、作用を有するので、所定締付力に対
応する締はトルクを予め知ることができる結果、所定締
付力でワークを基板に締付けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のフローチャート、第２図は締
付時及び戻し時のトルクを示す図、第３図はそのねじ締
め状態の概略図、第４図は本実施例に用いたねじ締め機
の概略構成図である。 ねじ ワーク 基材 締付時の最大トルク 戻し時の最大トルク 締付トルク 締付力

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ねじによりワークを基材に締付けてその締付時の
   トルクを計測した後、前記ねじをゆるめてその戻し時の
   トルクを計測し、両トルクの差に基き所定締付力に必要
   な締付トルクを演算し、この締付トルクによって所定締
   付力のねじ締めを行うことを特徴とするねじ締め方法。
2. （２）ねじ面トルク係数と座面トルク係数との和に軸力
   トルク係数が加算された値をねじの呼び径及び締付力で
   乗算して表される締付トルクの一般式に基き、締付時の
   トルクと、前記和から前記軸力トルク係数が減算された
   値を前記呼び径及び前記締付力で乗算して表される戻し
   時のトルクとの差をとることにより、未知であるねじ面
   トルク係数と座面トルク係数とを消去し、これに既知で
   ある軸力トルク係数の値を代入して前記締付力の値を算
   出し、この締付力の値と前記軸力トルク係数の値とを前
   記一般式に代入することによって、締付力と締付トルク
   との関係式を求め、この関係式に基き所定締付力に必要
   な締付トルクを演算し、この締付トルクによって所定締
   付力のねじ締めを行うことを特徴とする請求項１記載の
   ねじ締め方法。