JPS618285A - ボルトの締付け方法 - Google Patents
ボルトの締付け方法Info
- Publication number
- JPS618285A JPS618285A JP13068684A JP13068684A JPS618285A JP S618285 A JPS618285 A JP S618285A JP 13068684 A JP13068684 A JP 13068684A JP 13068684 A JP13068684 A JP 13068684A JP S618285 A JPS618285 A JP S618285A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torque
- tightening
- yield point
- bolt
- gradient
- 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、？ルトを適正に締付けるための方法に関する
。
。
「従来の技術」
？ルトが所定角度締付けられる毎に締付はトルクの勾配
を検出し、このトルク勾配がその最大値よシも一定以上
減少した場合に？ルトが降伏点まで締付けられたとみな
して該Ｉルトの締付けを停止する方法が従来提案されて
いる。
を検出し、このトルク勾配がその最大値よシも一定以上
減少した場合に？ルトが降伏点まで締付けられたとみな
して該Ｉルトの締付けを停止する方法が従来提案されて
いる。
［発明が解決しようとする問題点」
ボルトを締付けている場合、該ボルトの座面が接触する
面上にがミ、傷、錆等が存在していると、上記ぎルトの
接触面の摩擦係数が変化して締付はトルクの増加度合、
つｔｂ上記トルク勾配が大きく減少する。
面上にがミ、傷、錆等が存在していると、上記ぎルトの
接触面の摩擦係数が変化して締付はトルクの増加度合、
つｔｂ上記トルク勾配が大きく減少する。
また、ボルトによって締結される各部材間に隙間が存在
していると、この隙間が無くなる間において同様にトル
ク勾配が大きく減少する。
していると、この隙間が無くなる間において同様にトル
ク勾配が大きく減少する。
上記従来方法では、かかる場合に？ルトが降伏点まで締
付けられたと判断するので、上記ボルトの締付けが完了
していないにもかかわらずその締付けが停止されるとい
う不都合を生じていた。
付けられたと判断するので、上記ボルトの締付けが完了
していないにもかかわらずその締付けが停止されるとい
う不都合を生じていた。
「問題点を解決するための手段」
本発明では、降伏点が現われるべき締付はトルクの範囲
とトルク勾配との関係を予め求めておくようにしている
。そして、実締付は時においてトルク勾配の値の減少変
化が検出されたさい、その検出時点における締付はトル
クの値が上記実締付は時のトルク勾配について予め求め
られている上記締付トルクの範囲内におるか否かを判断
し、該範囲内に６る場合には上記トルク勾配値の減少変
化が上記降伏点を示すものとして締付けを完了し、上記
範囲内に無い場合には締付けを続行するようにしている
。
とトルク勾配との関係を予め求めておくようにしている
。そして、実締付は時においてトルク勾配の値の減少変
化が検出されたさい、その検出時点における締付はトル
クの値が上記実締付は時のトルク勾配について予め求め
られている上記締付トルクの範囲内におるか否かを判断
し、該範囲内に６る場合には上記トルク勾配値の減少変
化が上記降伏点を示すものとして締付けを完了し、上記
範囲内に無い場合には締付けを続行するようにしている
。
「作 用」
４本発明によれば、トルク勾配が減少変化したさいに１
その変化時の締付はトルクの値が降伏点の現われるべき
トルクの範囲内にあるか否かの判断がなされる。つｔｂ
真の降伏点が現われるまでポルトが締付けられたか否か
の判断がなされる。
その変化時の締付はトルクの値が降伏点の現われるべき
トルクの範囲内にあるか否かの判断がなされる。つｔｂ
真の降伏点が現われるまでポルトが締付けられたか否か
の判断がなされる。
「実施例」
第１図は、本浄明に係るボルトの締付は方法の一実施例
を示したフローチャートである。第２図は、この方法を
実施するための装置の一例を示し、第１図に示す手順は
この装置のマイクロコンピュータｌによって実行される
。
を示したフローチャートである。第２図は、この方法を
実施するための装置の一例を示し、第１図に示す手順は
この装置のマイクロコンピュータｌによって実行される
。
第２図に示す装置は、モータ２と、とのモータの動力を
ソケットレンチ３に伝達させる減速機４およびクラッチ
５と、ソケットレンチ３の締付トルクを検出するトルク
検出器６と、該レンチ３が微少角度回転する毎にノＪ？
ルス信号を出力するインクリメンタルエンコーダ等のパ
ルス発生器７とで構成されたボルト締結機８を備え、ポ
ルト９はこの締結機８によって締付けられる。
ソケットレンチ３に伝達させる減速機４およびクラッチ
５と、ソケットレンチ３の締付トルクを検出するトルク
検出器６と、該レンチ３が微少角度回転する毎にノＪ？
ルス信号を出力するインクリメンタルエンコーダ等のパ
ルス発生器７とで構成されたボルト締結機８を備え、ポ
ルト９はこの締結機８によって締付けられる。
第３図は、ボルト９の締付時における摩擦係数μが大、
中および小である場合の締付は回転角θに対する締付ト
ルクの変化特性Ａ、ＢおよびＣを各々例示している。
中および小である場合の締付は回転角θに対する締付ト
ルクの変化特性Ａ、ＢおよびＣを各々例示している。
これらの特性Ａ、ＢおよびＣが示す如く、カルトがその
弾性域内に締付けられている状態下ではＴ 締付はトルクの勾配−Ｔｉ−（以下、トルク勾配という
）がほぼ一定であるが、ポルトが弾性限界（降伏点）以
上に締付けられる塑性域においてはトルク勾配が急激に
減少する。そこで、上記トルク勾配に基づいて上記弾性
域から塑性域に移行す“る境界を示す降伏点を検出する
ことができ、第１図のステップ１００〜１１１はこの降
伏点検出のための処理手順を示している。
弾性域内に締付けられている状態下ではＴ 締付はトルクの勾配−Ｔｉ−（以下、トルク勾配という
）がほぼ一定であるが、ポルトが弾性限界（降伏点）以
上に締付けられる塑性域においてはトルク勾配が急激に
減少する。そこで、上記トルク勾配に基づいて上記弾性
域から塑性域に移行す“る境界を示す降伏点を検出する
ことができ、第１図のステップ１００〜１１１はこの降
伏点検出のための処理手順を示している。
まずステラ７’１００において、サンプリング間Ｍ″、
、）ルク勾配の最大値（」り に対する掛ｄθ Ｗａ
Ｘ 数に等の条件が設定される。そして第２図に示したマイ
クロコンピュータ１の中央処理装置ｌＯ（以下、ＣＰＵ
と略称する）より■カポー）１１に締付は開始信号が出
力され、これによって駆動回路１２を介してモータ２と
クラ、チ５が起動されて、ボルト９の締付けが開始され
る（ステラ７°１０１）。
、）ルク勾配の最大値（」り に対する掛ｄθ Ｗａ
Ｘ 数に等の条件が設定される。そして第２図に示したマイ
クロコンピュータ１の中央処理装置ｌＯ（以下、ＣＰＵ
と略称する）より■カポー）１１に締付は開始信号が出
力され、これによって駆動回路１２を介してモータ２と
クラ、チ５が起動されて、ボルト９の締付けが開始され
る（ステラ７°１０１）。
同時ニランダム・アクセス・メモリ１３（以下、ＲＡＭ
と略称する）に記憶されている最大トルク勾初期化され
（ステラｆｌ ０２ ）、またＣＰＵ １０よシ！ハポ
ー）１１にトルク取込み信号が出力されて、トルク検出
器６よ多出力されている現時点のトルクＴ、が〜勺変換
器１４を介して取込まれる（ステ、プ１０３）＠さらに
ＣＰＵ １０よ、９ Ｉ１０ポートに出力された回転角
取込信号によって前記ノ４ルス発生器７の出力・母ルス
が読込まれ、そのノ４ルスの数が予設定ノＪ？ルス数り
ま夛上記サンプリング間隔θ８を示唆するノ４ルス数に
達すると、前記ＲＡＭ１３内の角度カウンタ値ａの数が
１つ増加されると同時にその時点の締付トルクの値Ｔ、
が読み込まれる。
と略称する）に記憶されている最大トルク勾初期化され
（ステラｆｌ ０２ ）、またＣＰＵ １０よシ！ハポ
ー）１１にトルク取込み信号が出力されて、トルク検出
器６よ多出力されている現時点のトルクＴ、が〜勺変換
器１４を介して取込まれる（ステ、プ１０３）＠さらに
ＣＰＵ １０よ、９ Ｉ１０ポートに出力された回転角
取込信号によって前記ノ４ルス発生器７の出力・母ルス
が読込まれ、そのノ４ルスの数が予設定ノＪ？ルス数り
ま夛上記サンプリング間隔θ８を示唆するノ４ルス数に
達すると、前記ＲＡＭ１３内の角度カウンタ値ａの数が
１つ増加されると同時にその時点の締付トルクの値Ｔ、
が読み込まれる。
アされる。そしてＴ１→Ｔ３とされたのち（ステップが
初期値０であることからＮｏであり、そとでステップ１
１０においてステ、グ１０６の演算結果Ｔ が（６９）ｍｌＬＸとしてＲＡＭ １３にストアされる
。その後、ステ、７’１０９の判断がＹＥＳとなるまで
ステップ１０４〜１１０の内容が繰９返し実行される。
初期値０であることからＮｏであり、そとでステップ１
１０においてステ、グ１０６の演算結果Ｔ が（６９）ｍｌＬＸとしてＲＡＭ １３にストアされる
。その後、ステ、７’１０９の判断がＹＥＳとなるまで
ステップ１０４〜１１０の内容が繰９返し実行される。
ステ、プ１０９の判断がＹＥＳとなると、っまシトルク
勾配が減少すると、該判断がＹＥＳとなった時点でのト
ルク勾配が最大トルク勾配（ｄ＃ ）ｍａｗに前記掛数
Ｋを掛けた値よシも小さいか否がが判断される（ステッ
プ１１１）。（１１） ×には、ｄ９ ｍａＸ トルク勾配に基づいて降伏点を検出するためのしきい値
を意味し、掛数には通常０．６〜０．４に設定される。
勾配が減少すると、該判断がＹＥＳとなった時点でのト
ルク勾配が最大トルク勾配（ｄ＃ ）ｍａｗに前記掛数
Ｋを掛けた値よシも小さいか否がが判断される（ステッ
プ１１１）。（１１） ×には、ｄ９ ｍａＸ トルク勾配に基づいて降伏点を検出するためのしきい値
を意味し、掛数には通常０．６〜０．４に設定される。
ところで、上記判断結果がＹＥＳになったとしても、必
ずしもそれが降伏点を示唆しているとは言えない。すな
わち、たとえばボルトの座面が接する部分にゴミ、傷、
錆等が存在している場合や、ボルトの締付けによって相
互に締着される各部材間に隙間が存在している場合、ボ
ルトの締付は途中にトルク勾配が急激に減少して第４図
に示す如く真の降伏点Ｐが現われる前に疑似降伏点Ｐ′
が現われる。そして上述した降伏点検出アルゴリズムに
おいては、かかる疑似降伏点Ｐ′が現われた場合でもス
テップ１１１の判断がＹＥＳとなる。それ故、ステ、ゾ
１１１の判断がＹＥＳとなっても、必ずしもそれは真の
降伏点を示唆しない。
ずしもそれが降伏点を示唆しているとは言えない。すな
わち、たとえばボルトの座面が接する部分にゴミ、傷、
錆等が存在している場合や、ボルトの締付けによって相
互に締着される各部材間に隙間が存在している場合、ボ
ルトの締付は途中にトルク勾配が急激に減少して第４図
に示す如く真の降伏点Ｐが現われる前に疑似降伏点Ｐ′
が現われる。そして上述した降伏点検出アルゴリズムに
おいては、かかる疑似降伏点Ｐ′が現われた場合でもス
テップ１１１の判断がＹＥＳとなる。それ故、ステ、ゾ
１１１の判断がＹＥＳとなっても、必ずしもそれは真の
降伏点を示唆しない。
そこで本発明では、以下のようにして真の降伏点に検出
している。
している。
すなわち、第３図に示したように弾性域のトルク勾配は
摩擦係数の大小によって相違し、この相違は降伏点の現
わ詐る締付トルクの範囲δ（以下、トルク範囲と略称す
る）の相違をもたらす、つまシ同図に示す各トルク勾配
とそれらについてのトルク範囲δ１．δｂ、δ。には相
関がある。
摩擦係数の大小によって相違し、この相違は降伏点の現
わ詐る締付トルクの範囲δ（以下、トルク範囲と略称す
る）の相違をもたらす、つまシ同図に示す各トルク勾配
とそれらについてのトルク範囲δ１．δｂ、δ。には相
関がある。
本発明ではかかる点に着目し、上記弾性域における複数
のトルク勾配値とそれらについてのトルク範Ｈの値とを
第２図に示した装置による締付は実験で測定し、かつそ
の測定データーをＲＡＭ １３に予めストアさせておき
、これを実締付は時の降伏点判断に用いるようにしてい
る。なお、上記締付は実験において締付はトルクが第３
図に示したような変化を呈する場合、上記実験データは
下表に示すような内容となる。
のトルク勾配値とそれらについてのトルク範Ｈの値とを
第２図に示した装置による締付は実験で測定し、かつそ
の測定データーをＲＡＭ １３に予めストアさせておき
、これを実締付は時の降伏点判断に用いるようにしてい
る。なお、上記締付は実験において締付はトルクが第３
図に示したような変化を呈する場合、上記実験データは
下表に示すような内容となる。
上記実験データに基づく降伏点判断は以下のとおシであ
る。実締付は時において前記ステップ１１１の判断がＹ
ＥＳとなった場合、その時点での締付はトルクＴＫヲ読
込むとともに（ステップ１１２）、ステラｆ１０７でス
トアされた各サンプリング時点でのトルク勾配置Ｆの平
均値を算出する（ステラ７”１１３）。そして算出され
た平均トルク勾配についてのトルク範囲δをＲＡＭ １
３から読出すとともに（ステップ１１４ ）、読出した
上記トルク範囲δ内にステ、ゾ１１２が読込んだ締付は
トルク値ＴＫが含まれているか否かの判断を行なう（ス
テ、プ１１５）。
る。実締付は時において前記ステップ１１１の判断がＹ
ＥＳとなった場合、その時点での締付はトルクＴＫヲ読
込むとともに（ステップ１１２）、ステラｆ１０７でス
トアされた各サンプリング時点でのトルク勾配置Ｆの平
均値を算出する（ステラ７”１１３）。そして算出され
た平均トルク勾配についてのトルク範囲δをＲＡＭ １
３から読出すとともに（ステップ１１４ ）、読出した
上記トルク範囲δ内にステ、ゾ１１２が読込んだ締付は
トルク値ＴＫが含まれているか否かの判断を行なう（ス
テ、プ１１５）。
したがりて、たとえばステラｆ１１３で算出さく９）
れた平均トルク勾配が第３図における特性Ａについての
トルク勾配（７−）、であるとすると、ステップ１１４
においてトルク範囲δ＝δ、がＲＡＭ １３から読み出
され、このトルク範囲δ１内に同図に示すトルク値ＴＫ
＆が含まれているかの判断がステップ１１５でなされる
ことになる。上記トルクＴＩ。
トルク勾配（７−）、であるとすると、ステップ１１４
においてトルク範囲δ＝δ、がＲＡＭ １３から読み出
され、このトルク範囲δ１内に同図に示すトルク値ＴＫ
＆が含まれているかの判断がステップ１１５でなされる
ことになる。上記トルクＴＩ。
は真の降伏点が現われるべき締付はトルク範囲δ１に含
まれておシ、シたがってこの場合、上記ステップ１１５
の判断がＹＥＳとなる。
まれておシ、シたがってこの場合、上記ステップ１１５
の判断がＹＥＳとなる。
一方、第４図に示す疑似降伏点Ｐ′のためにステ、ゾ１
１１の判断がＹＥＳとなった場合、ステップ１１２にお
いて同図に示すトルク値ＴＱ、が読み込まれることにな
る。この場合、上記トルク値ＴＫ＆はトルク範囲δ１内
には含まれず、したがってステップ１１５の判断はＮＱ
となる。
１１の判断がＹＥＳとなった場合、ステップ１１２にお
いて同図に示すトルク値ＴＱ、が読み込まれることにな
る。この場合、上記トルク値ＴＫ＆はトルク範囲δ１内
には含まれず、したがってステップ１１５の判断はＮＱ
となる。
上記ステップ１１５は、結局、真の降伏点Ｐであるか疑
似降伏点Ｐ′であるかを判断しておシ、真の降伏点であ
る場合にはボルト５の締付けが停止され（ステラ７°１
１６ ）、疑似降伏点である場合には真の降伏点Ｐ′が
判断されるまでボルト５の締（ｌＯ） 付けが続行される。
似降伏点Ｐ′であるかを判断しておシ、真の降伏点であ
る場合にはボルト５の締付けが停止され（ステラ７°１
１６ ）、疑似降伏点である場合には真の降伏点Ｐ′が
判断されるまでボルト５の締（ｌＯ） 付けが続行される。
この結果、この実施例によれば、従来装置の問題点、つ
まり上記疑似降伏点Ｐ′が検出されたさいにボルトの締
付けが停止されるという不都合を回避することができる
。
まり上記疑似降伏点Ｐ′が検出されたさいにボルトの締
付けが停止されるという不都合を回避することができる
。
なお、上記ボルトの締付は中において、必要なデータは
インタフェース１５を介してプリンタ１６およびＣＲＴ
に記録および表示される。
インタフェース１５を介してプリンタ１６およびＣＲＴ
に記録および表示される。
「発明の効果」
本発明によれば、ボルトの座面が接する面上に存在する
ゴミ、傷、錆等によって、あるいは該ボルトによって締
着される部材相互間の隙間等によって擬似的な降伏点が
現われたとしても、真の降伏点が現われるまでゲルトの
締付けが続行される。
ゴミ、傷、錆等によって、あるいは該ボルトによって締
着される部材相互間の隙間等によって擬似的な降伏点が
現われたとしても、真の降伏点が現われるまでゲルトの
締付けが続行される。
それ故、上記擬似降伏点のためにゲルトの締付けが停止
されるという従来方法の問題点を解消して、ゲルトを確
実に締付けることができる。
されるという従来方法の問題点を解消して、ゲルトを確
実に締付けることができる。
第１図は本発明に係るゲルトの締付は方法の一実施例を
示したフローチャート、第２図は本発明の方法を実施す
るための装置の一例を概念的に示したブロック図、第３
図は締付は回転角に対する締付はトルクの変化特性を例
示したグラフ、第４図は疑似降伏点が現われる場合の締
付はトルクの変化特性を例示したグラフである。
示したフローチャート、第２図は本発明の方法を実施す
るための装置の一例を概念的に示したブロック図、第３
図は締付は回転角に対する締付はトルクの変化特性を例
示したグラフ、第４図は疑似降伏点が現われる場合の締
付はトルクの変化特性を例示したグラフである。
Claims (1)
- 降伏点が現われるべき締付けトルクの範囲とトルク勾配
との関係を予め求めておき、実締付け時において上記ト
ルク勾配の値の減少変化が検出されたさい、その検出時
点における締付けトルクの値がこの実締付け時のトルク
勾配について予め求められている上記締付けトルクの範
囲内にあるか否かを判断し、該範囲内にある場合には上
記トルク勾配値の減少変化が上記降伏点を示すものとし
て締付けを完了し、上記範囲内に無い場合には締付けを
続行することを特徴とするボルトの締付け方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13068684A JPS618285A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | ボルトの締付け方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13068684A JPS618285A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | ボルトの締付け方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS618285A true JPS618285A (ja) | 1986-01-14 |
Family
ID=15040191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13068684A Pending JPS618285A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | ボルトの締付け方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS618285A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000088682A (ja) * | 1998-05-14 | 2000-03-31 | Atlas Copco Tools Ab | ねじ部品をその降伏点以上に締め付けた際のねじ部品における軸方向負荷を測定する方法 |
| JP2010255710A (ja) * | 2009-04-23 | 2010-11-11 | Jfe Steel Corp | 油井管用特殊ねじ継手の締め付け方法 |
-
1984
- 1984-06-25 JP JP13068684A patent/JPS618285A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000088682A (ja) * | 1998-05-14 | 2000-03-31 | Atlas Copco Tools Ab | ねじ部品をその降伏点以上に締め付けた際のねじ部品における軸方向負荷を測定する方法 |
| JP2010255710A (ja) * | 2009-04-23 | 2010-11-11 | Jfe Steel Corp | 油井管用特殊ねじ継手の締め付け方法 |
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