JPH0725038B2

JPH0725038B2 - 締付け装置

Info

Publication number: JPH0725038B2
Application number: JP61209123A
Authority: JP
Inventors: 佳生椎葉; 和義福沢; 高師渡辺
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1986-09-05
Filing date: 1986-09-05
Publication date: 1995-03-22
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: JPS6368375A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はボルト或いはナット等の締結部材を締付ける方
法及びその装置に関する。

（従来の技術）ボルト或いはナットによって部材同士を締付け固定する
には適切なトルクでもって締付けないと後に緩んだり、
分解できなくなる。このための装置として実開昭59−17
175号に開示されるものが知られている。

この装置は、圧縮空気によってベーンを回転せしめ、こ
のベーンの回転を駆動軸に伝達し、駆動軸の先端に取付
けたホルダーにて保持するボルト等を回転して締付け、
一定の締付けトルクに達したことを歪ゲージによって検
出し、この検出信号により圧縮空気の流路内に設けた弁
をソレノイドの作用で閉成しベーン及び駆動軸の回転を
停止するようにしたものである。

（発明が解決しようとする問題点）上述した従来の締付け装置によると、ボルト等が座面に
当接しても、そのまま高速回転で締付けるため、トルク
検出応答誤差及びソレノイドバルブの応答遅れが発生す
る。このため第４図の測定値のバラツキを表したグラフ
からも明らかなように締付け中の動トルク（表示トル
ク）及び締付け後の静トルクのいずれも目標値に対する
誤差が大で、且つ締付け回転速度が高いため摩擦抵抗も
一定せず、動トルクと静トルクと差が大きくなる。

（問題点を解決するための手段）上記問題点を解決すべく本発明は、ボルト或いはナット
等の締結部材を締付け駆動する駆動軸と、この駆動軸に
対して同軸に連結するエアモータと、さらに上記駆動軸
に対してワンウェイクラッチを介して同軸に連結するス
テッピングモータと、上記駆動軸の締付けトルクを検出
するトルク検出装置と、このトルク検出装置による検出
トルクを基準値と比較して上記エアモータとステッピン
グモータの駆動を切り換える比較器とを備えてなる締付
け装置において、前記エアモータには供給エア圧を変化
することなく駆動軸の回転を切換える減速部を備え、前
記比較器には駆動軸の検出トルクと比較される３つの基
準値が設定され、その第３の基準値は目標締め付けトル
クとされ、第２の基準値は目標締め付けトルクよりも小
さい値とされ、第１の基準値は第２の基準値よりも小さ
い値とされ、これら第１乃至第３の基準値はそれぞれ、
前記エアモータの減速部の高速から低速への切換え、エ
アモータからステッピングモータによる回転の切換え、
ステッピングモータの停止に対応するものとした。

（作用）駆動軸の検出トルクが第１の基準値まではエアモーター
による高速の締付けがなされ、第２の基準値までは供給
エア圧を変えることなく同じエアモーターを減速部によ
って減速し、目標トルクの近傍まで、目標トルクを越え
ることなく、能率良く締付けがなされ、次いでステッピ
ングモータにより目標トルクまで高精度の締付けがなさ
れ、したがって、本発明に係る締付け装置は、エアモー
タの速度切り換え駆動により、エアモータとステッピン
グモータを単に組み合わせた場合よりもエアモータから
ステッピングモータに切り換える際の速度変化が小さく
なり、締付け目標に対する誤差を小さく抑えることがで
きるので、高精度の締付けを能率良く行うことができ、
しかも、エアモーター用の一定圧のエアとステッピング
モータの電源とによる最小限度の環境下においても、供
給エア圧や電源の切替え調整制御等の複雑な構成を要す
ることがなく、作業性の良いエアモータとトルク精度の
高いステッヒングモータの両者の利点を生かした締付け
がなされる。

（実施例）以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る締付け装置の断面図であり、締付
け装置の外側ケース（１）は複数の筒状分割体（1a），
（1b），（1c），（1d），（1e），（1f）をボルトで軸
方向に連結一体化し、このケース（１）内に駆動軸
（２）及び主軸（３）をベアリング（４）を介して回転
自在に支承している。

これら駆動軸（２）及び主軸（３）は減速部（５）の部
分で連結され、駆動軸（２）の先端は筒状分割体（1a）
から突出し、ボルト或いはナット等の締結部材を保持す
るソケット（ホルダー）を固着するための穴（６）を形
成している。また筒状分割体（1a）には歪計又はばねを
用いたトルク検出装置（７）を取付けている。

一方筒状分割体（1d）内はベーン（８）を備えたエアー
モータ部となっており、筒状分割体（1e）の周囲に設け
た給気口（９）から取入れた圧縮空気を通路（10）を介
してベーン（８）に供給し、ベーン（８）及び主軸
（３）を回転せしめるようにしている。尚、筒状分割体
（1d）には排気口（11）を形成している。

また、主軸（３）の後端部は筒状分割体（1e）内に臨
み、筒状分割体（1f）にはステッピングモータ（12）が
取付けられ、このステッピングモータ（12）の軸と前記
主軸（３）の後端部とはワンウェイクラッチ（13）にて
連結されている。即ち、ワンウェイクラッチ（13）はキ
ー（14）にて主軸（３）に固着されるクラッチ板（15）
と、キー（16）にてステッピングモータ（12）の軸に固
着されるクラッチ板（17）とからなり、主軸（３）がエ
アーモータにて回転してもステッピングモータ（12）は
回転しないようになっている。

また第２図に示すように、トルク検出装置（７）によっ
て検出したトルク値は増幅器（18）にて増幅されて比較
器（19）に入力する。そして比較器（19）には予め第１
乃至第３の３基準値（T₁），（T₂），（T₃）が入力され
ており、これらの基準値と測定値とを比較することで第
３図に示す如き締付けを行う。

即ち、締付け開始から目標とする締付けトルク値（T₃）
の約80％のトルク値（T₁）となるまではエアーモータに
よって高速（250r.p.m.）で締付けを行う。そしてトル
ク検出装置（７）による検出値が基準値（T₁）となった
ならば比較器（19）からの信号により減速部（５）を介
して高速回転から低速回転（20〜50r.p.m.）に切換え、
更に目標とする締付けトルク値（T₃）の90〜95％の基準
値（T₂）となったならば比較器（19）からの信号により
エアーモータへの圧縮空気の供給を遮断するとともにス
テッピングモータ（12）を回転（３〜1r.p.m.）せし
め、このステッピングモータ（12）によって目標とする
締付けトルク値（T₃）となるまでボルト等の締結部材を
継続して締付ける。そして、トルク値（T₃）に達したな
らばステッピングモータ（12）を停止し、この時点のト
ルク値を表示する。

（発明の効果）以上に説明したように本発明によれば、締付け装置のエ
アモータには供給エア圧を変化することなく駆動軸の回
転を切換える減速部を備え、比較器には駆動軸の検出ト
ルクと比較される３つの基準値が設定され、その第３の
基準値は目標締め付けトルクとされ、第２の基準値は目
標締め付けトルクよりも小さい値とされ、第１の基準値
は第２の基準値よりも小さい値とされ、検出トルクが第
１の基準値に達したならば前記エアモータの減速部を高
速から低速に切換え、検出トルクが第２の基準値に達し
たならばエアモータによる駆動軸の回転をステッピング
モータによる回転に切換えるようにしたことにより、駆
動軸の検出トルクが第１の基準値までエアモータによる
高速の締付けがなされ、第２の基準値までは供給エア圧
を変えることなく同じエアモーター減速部によって減速
し、この減速駆動によって目標トルクの近傍まで目標ト
ルクを越えることなく能率良く締付けがなされ、次いで
ステッピングモータにより目標トルクまで高精度の締付
けがなされる。

したがって、本発明に係る締付け装置は、エアモータの
速度切り換え駆動により、エアモータとステッピングモ
ータを単に組み合わせた場合よりもエアモータからステ
ッピングモータに切り換える際の速度変化が小さくな
り、締付け目標に対する誤差を小さく抑えることができ
るので、高精度の締付けを能率良く行うことができ、し
かも、エアモーター用の一定圧のエアとステッピングモ
ータの電源とによる最小限度の環境下においても、供給
エア圧や電源の切替え調整制御等の複雑な構成を要する
ことがなく、作業性の良いエアモータとトルク精度の高
いステッピングモータの両者の利点を生かして締付けす
ることができるので、動力源側を含め、簡易な構成によ
って高速性とトルク精度の双方を満たすことができると
いう本願発明特有の作用効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る締付け装置の断面図、第２図は制
御回路の概略図、第３図は締付けトルクと時間との関係
を示すグラフ、第４図は締付けトルクのバラツキを示す
グラフである。尚、図面中（１）はケース、（２）は駆動軸、（３）は
主軸、（５）は減速部、（７）はトルク検出装置、
（８）はベーン（エアモータ）、（12）はステッピング
モータ、（13）はワンウェイクラッチ、（19）は比較
器、T1,T2,T3はそれぞれ、第1,第2,第３の基準値であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−109667（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−150978（ＪＰ，Ａ) 実開昭55−11847（ＪＰ，Ｕ) 特公昭53−2240（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボルト或いはナット等の締結部材を締付け
駆動する駆動軸（２）と、この駆動軸（２）に対して同
軸に連結するエアモータ（８）と、さらに上記駆動軸
（２）に対してワンウェイクラッチ（13）を介して同軸
に連結するステッピングモータ（12）と、上記駆動軸
（２）の締付けトルクを検出するトルク検出装置（７）
と、このトルク検出装置（７）による検出トルクを基準
値と比較して上記エアモータ（８）とステッピングモー
タ（12）の駆動を切り換える比較器（19）とを備えてな
る締付け装置において、前記エアモータ（８）には供給エア圧を変化することな
く駆動軸の回転を切換える減速部（５）を備え、前記比
較器（19）には駆動軸（２）の検出トルクと比較される
３つの基準値が設定され、その第３の基準値は目標締め
付けトルクとされ、第２の基準値は目標締め付けトルク
よりも小さい値とされ、第１の基準値は第２の基準値よ
りも小さい値とされ、これら第１乃至第３の基準値はそ
れぞれ、前記エアモータ（８）の減速部（５）の高速か
ら低速への切換え、エアモータ（８）からステッピング
モータ（12）による回転の切換え、ステッピングモータ
（12）の停止に対応することを特徴とする締付け装置。
【請求項２】前記比較器の第１の基準値を目標締め付け
トルクの約80％とし、前記第２の基準値を目標締め付け
トルクの90〜95％としたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の締付け装置。