JPH0780129B2 - ボルト締付機 - Google Patents
ボルト締付機Info
- Publication number
- JPH0780129B2 JPH0780129B2 JP61098260A JP9826086A JPH0780129B2 JP H0780129 B2 JPH0780129 B2 JP H0780129B2 JP 61098260 A JP61098260 A JP 61098260A JP 9826086 A JP9826086 A JP 9826086A JP H0780129 B2 JPH0780129 B2 JP H0780129B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tightening
- tightening torque
- torque
- buckling
- axial force
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trichloroethane Chemical compound CC(Cl)(Cl)Cl UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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Landscapes
- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、設計締付荷重より低い軸力で塑性変形する
荷重制御座金を用いて、ボルトを自動的に締付けるボル
ト締付機に関するものである。
荷重制御座金を用いて、ボルトを自動的に締付けるボル
ト締付機に関するものである。
（発明の背景） ボルトを締付制御する方法としては、トルクおよび回転
角法が一般に用いられている。しかしながら、トルクは
ボルトの締付軸力とトルクとの間の比例関係を利用する
ものであるが、トルクはボルト、ナット、座金の表面状
態すなわち摩擦係数の変動により大きな影響を受け、軸
力に誤差が生ずるという不都合がある。また回転角法
は、常に同一の起点を求めることが困難で、起点のバラ
ツキが直接軸力の誤差となるという不都合がある。
角法が一般に用いられている。しかしながら、トルクは
ボルトの締付軸力とトルクとの間の比例関係を利用する
ものであるが、トルクはボルト、ナット、座金の表面状
態すなわち摩擦係数の変動により大きな影響を受け、軸
力に誤差が生ずるという不都合がある。また回転角法
は、常に同一の起点を求めることが困難で、起点のバラ
ツキが直接軸力の誤差となるという不都合がある。
そこでこのような不都合を除去するため、荷重制御座金
を用いることが従来より提案されている。この荷重制御
座金は厚手の皿型形状を有し、ボルトの設計締付荷重よ
り低い荷重で塑性変形する座金であり、例えば新日本製
鉄株式会社および日鉄ボルテン株式会社製のLC座金（商
標名）等がある。
を用いることが従来より提案されている。この荷重制御
座金は厚手の皿型形状を有し、ボルトの設計締付荷重よ
り低い荷重で塑性変形する座金であり、例えば新日本製
鉄株式会社および日鉄ボルテン株式会社製のLC座金（商
標名）等がある。
第３図はこのような荷重制御座金の使用状態を示す図で
あり、同図（Ａ）はその締付け前を、（Ｂ）は締付け終
了後を示している。これらの図で１、２は被締付体、３
はこれらの被締付体１、２を貫通するボルト、４は荷重
制御座金、５はナットである。同図（Ａ）の状態からナ
ット５を締付けてゆくと座金４の塑性変形が進行し平坦
化して（Ｂ）の状態になる。この座金４の塑性変形の過
程においてはボルト３の軸力の変化は少なくトルクも略
一定となるため、このトルクがほぼ平坦になる範囲（塑
性変形域）を検出し、この平坦範囲の終期付近で締付け
停止して簡便に軸力を小さい変動範囲内に収めるように
締付けを行うことができる。
あり、同図（Ａ）はその締付け前を、（Ｂ）は締付け終
了後を示している。これらの図で１、２は被締付体、３
はこれらの被締付体１、２を貫通するボルト、４は荷重
制御座金、５はナットである。同図（Ａ）の状態からナ
ット５を締付けてゆくと座金４の塑性変形が進行し平坦
化して（Ｂ）の状態になる。この座金４の塑性変形の過
程においてはボルト３の軸力の変化は少なくトルクも略
一定となるため、このトルクがほぼ平坦になる範囲（塑
性変形域）を検出し、この平坦範囲の終期付近で締付け
停止して簡便に軸力を小さい変動範囲内に収めるように
締付けを行うことができる。
またこの種の荷重制御座金を用いた締付方法として、締
付トルクがほぼ平坦になる範囲（塑性変形域）の締付ト
ルクや、この範囲の始点を検出し、これらの締付トルク
の定数倍の締付トルクを締付けの終了点とする方法が従
来より提案されている（例えば特公昭55−37388号、特
開昭49−95299号参照）。これらの従来の方法はいずれ
も締付トルクが座金の塑性変形範囲で締付トルクが一定
になり、またこの範囲の時点あるいは終点が明確に検出
できることを前提とするものである。
付トルクがほぼ平坦になる範囲（塑性変形域）の締付ト
ルクや、この範囲の始点を検出し、これらの締付トルク
の定数倍の締付トルクを締付けの終了点とする方法が従
来より提案されている（例えば特公昭55−37388号、特
開昭49−95299号参照）。これらの従来の方法はいずれ
も締付トルクが座金の塑性変形範囲で締付トルクが一定
になり、またこの範囲の時点あるいは終点が明確に検出
できることを前提とするものである。
しかし実際の締付けでは締付トルクは塑性変形域の始点
および終点付近で、急激に変化して締付トルク特性が折
線状になるものではなく、塑性変形域でも締付トルクは
一定とならないことが判明した。すなわち実際に締付け
においては、締付トルクは塑性変形域に入る際および出
る際に緩慢に変化してなだらかな弧を描きながら増加
し、塑性変形域内でも締付トルクは漸増するのである。
このため前記の塑性変形域の締付トルクや始点あるいは
終点の締付トルクの数値を正確に特定することは不可能
となり、その結果締付け終了点のトルクも不正確になる
という問題があった。
および終点付近で、急激に変化して締付トルク特性が折
線状になるものではなく、塑性変形域でも締付トルクは
一定とならないことが判明した。すなわち実際に締付け
においては、締付トルクは塑性変形域に入る際および出
る際に緩慢に変化してなだらかな弧を描きながら増加
し、塑性変形域内でも締付トルクは漸増するのである。
このため前記の塑性変形域の締付トルクや始点あるいは
終点の締付トルクの数値を正確に特定することは不可能
となり、その結果締付け終了点のトルクも不正確になる
という問題があった。
（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、荷
重制御座金の塑性変形範囲の始点や終点が不明確になっ
たりこの塑性変形域で締付トルクが漸増する場合にも正
確な軸力での締付制御を行うことが可能なボルト締付機
を提供することを目的とする。
重制御座金の塑性変形範囲の始点や終点が不明確になっ
たりこの塑性変形域で締付トルクが漸増する場合にも正
確な軸力での締付制御を行うことが可能なボルト締付機
を提供することを目的とする。
（発明の構成） 本発明によればこの目的は、目標軸力よりも低い軸力で
塑性変形する荷重制御座金を用いるボルト締付機におい
て、 締付トルク検出器と、締付トルクの増加率が急減した直
後の締付トルク値から前記荷重制御座金が塑性変形を開
始する座屈開始点の締付トルクを検出する座屈検出器
と、前記座屈開始点の締付トルクを記憶するサンプルホ
ールド回路と、締付トルクが前記座屈開始点の締付トル
クの定数倍に達したことを判別して締付け停止する判別
回路とを備えることを特徴とするボルト締付機により達
成される。
塑性変形する荷重制御座金を用いるボルト締付機におい
て、 締付トルク検出器と、締付トルクの増加率が急減した直
後の締付トルク値から前記荷重制御座金が塑性変形を開
始する座屈開始点の締付トルクを検出する座屈検出器
と、前記座屈開始点の締付トルクを記憶するサンプルホ
ールド回路と、締付トルクが前記座屈開始点の締付トル
クの定数倍に達したことを判別して締付け停止する判別
回路とを備えることを特徴とするボルト締付機により達
成される。
（実施例） 第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は締付特性
図である。この第２図では横軸に締付時間ｔあるいは締
付角θを、縦軸に締付トルクＴをとって示す。
図である。この第２図では横軸に締付時間ｔあるいは締
付角θを、縦軸に締付トルクＴをとって示す。
第１図において符号10はユニバーサルモータなどのモー
タ、12は交流電源、14は制御回路であり、これらにより
主回路が形成される。このモータ10の回転が減速機を介
してソケット（共に図示せず）に伝えられ、ソケットを
ナット５（第３図参照）に係合して締付けを行う。
タ、12は交流電源、14は制御回路であり、これらにより
主回路が形成される。このモータ10の回転が減速機を介
してソケット（共に図示せず）に伝えられ、ソケットを
ナット５（第３図参照）に係合して締付けを行う。
16は主回路に設けられた電流検出用抵抗であり、この抵
抗16から検出されるモータ電流はモータ10の締付トルク
Ｔを示している。すなわちこの抵抗16は締付トルクを検
出するための締付トルク検出器となる。このトルクＴを
示す信号は増幅器18で増幅され、座屈検出器20と、サン
プルホールド回路22と、判別回路24とに入力される。
抗16から検出されるモータ電流はモータ10の締付トルク
Ｔを示している。すなわちこの抵抗16は締付トルクを検
出するための締付トルク検出器となる。このトルクＴを
示す信号は増幅器18で増幅され、座屈検出器20と、サン
プルホールド回路22と、判別回路24とに入力される。
座屈検出機20は、締付時間ｔあるいは締付角度θに対す
る締付トルクＴの増加率が急激に減少した直後の締付ト
ルク値から塑性変形を開始した点すなわち座屈開始点Ａ
（第２図）の締付トルクT1を検出するもので、微分回路
などで構成される。この座屈検出器20はこの座屈開始点
Ａの締付トルクT1を検出するとホールド信号ａをサンプ
ルホールド回路22に送出する。サンプルホールド回路22
はこのホールド信号ａに基づいて、この時の締付トルク
T1を記憶する。
る締付トルクＴの増加率が急激に減少した直後の締付ト
ルク値から塑性変形を開始した点すなわち座屈開始点Ａ
（第２図）の締付トルクT1を検出するもので、微分回路
などで構成される。この座屈検出器20はこの座屈開始点
Ａの締付トルクT1を検出するとホールド信号ａをサンプ
ルホールド回路22に送出する。サンプルホールド回路22
はこのホールド信号ａに基づいて、この時の締付トルク
T1を記憶する。
判別回路24は、この締付トルクT1の定数倍αT1（ただし
１＜α）を実時間の締付トルクＴと比較し、Ｔ＝αT1と
なる時に締付停止信号ｂを制御回路14に送って締付を停
止させるものである。この実施例では締付トルクT1の定
数倍αT1を求める代わりに、実時間の締付トルクＴを分
圧抵抗器24aにより定数分の１としてT/αを求め、これ
を締付トルクT1と比較器24bで比較するように構成され
る。このようにして締付停止点Ｂが求められる。
１＜α）を実時間の締付トルクＴと比較し、Ｔ＝αT1と
なる時に締付停止信号ｂを制御回路14に送って締付を停
止させるものである。この実施例では締付トルクT1の定
数倍αT1を求める代わりに、実時間の締付トルクＴを分
圧抵抗器24aにより定数分の１としてT/αを求め、これ
を締付トルクT1と比較器24bで比較するように構成され
る。このようにして締付停止点Ｂが求められる。
荷重制御座金４の塑性変形を開始する時の軸力、すなわ
ち座屈開始点Ａの軸力Ｎは座金４の種類により既知であ
るから T1＝kN 従って締付停止点Ｂでは、 T1＝T/α＝kN ∴Ｔ＝ｋ・α・Ｎ すなわちこの締付停止点Ｂでの締付トルクＴでは、軸力
はαＮとなり、座屈開始点Ａでの軸力Ｎのα倍となる。
このように締付停止点Ｂでの軸力はαＮに正確に管理で
きる。
ち座屈開始点Ａの軸力Ｎは座金４の種類により既知であ
るから T1＝kN 従って締付停止点Ｂでは、 T1＝T/α＝kN ∴Ｔ＝ｋ・α・Ｎ すなわちこの締付停止点Ｂでの締付トルクＴでは、軸力
はαＮとなり、座屈開始点Ａでの軸力Ｎのα倍となる。
このように締付停止点Ｂでの軸力はαＮに正確に管理で
きる。
（発明の効果） 本発明は以上のように、締付トルクの増加率が急減した
直後の締付トルク値から塑性変形座金の座屈開始点の締
付トルクを検出し、この時の締付トルクの定数倍に実時
間の締付トルクが到達したことから締付けを停止するよ
うにしたものであるから、座金の塑性変形域の始点およ
び終点が不明確であったりこの塑性変形域で締付トルク
が漸増する場合にもボルト・ナットを正確に締付けるこ
とが可能となり、正確な軸力管理が可能となる。
直後の締付トルク値から塑性変形座金の座屈開始点の締
付トルクを検出し、この時の締付トルクの定数倍に実時
間の締付トルクが到達したことから締付けを停止するよ
うにしたものであるから、座金の塑性変形域の始点およ
び終点が不明確であったりこの塑性変形域で締付トルク
が漸増する場合にもボルト・ナットを正確に締付けるこ
とが可能となり、正確な軸力管理が可能となる。
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図はその締付
特性図、第３図は荷重制御座金の使用状態を示す図であ
る。 16…締付トルク検出器としての抵抗、20…座屈検出器、
22…サンプルホールド回路、24…判別回路、Ａ…座屈開
始点、Ｂ…締付停止点。
特性図、第３図は荷重制御座金の使用状態を示す図であ
る。 16…締付トルク検出器としての抵抗、20…座屈検出器、
22…サンプルホールド回路、24…判別回路、Ａ…座屈開
始点、Ｂ…締付停止点。
Claims (1)
- 【請求項１】目標軸力よりも低い軸力で塑性変形する荷
重制御座金を用いるボルト締付機において、 締付トルク検出器と、締付トルクの増加率が急減した直
後の締付トルク値から前記荷重制御座金が塑性変形を開
始する座屈開始点の締付トルクを検出する座屈検出器
と、前記座屈開始点の締付トルクを記憶するサンプルホ
ールド回路と、締付トルクが前記座屈開始点の締付トル
クの定数倍に達したことを判別して締付け停止する判別
回路とを備えることを特徴とするボルト締付機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61098260A JPH0780129B2 (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | ボルト締付機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61098260A JPH0780129B2 (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | ボルト締付機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62259781A JPS62259781A (ja) | 1987-11-12 |
| JPH0780129B2 true JPH0780129B2 (ja) | 1995-08-30 |
Family
ID=14214978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61098260A Expired - Lifetime JPH0780129B2 (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | ボルト締付機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0780129B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6051406B2 (ja) * | 1978-09-11 | 1985-11-13 | 大日本印刷株式会社 | チユ−ブ容器の製造装置 |
-
1986
- 1986-04-30 JP JP61098260A patent/JPH0780129B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62259781A (ja) | 1987-11-12 |
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