ボルトの締付方法、及びその装置
【課題】ボルトの締付において、簡便でありながら、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルク双方のばらつきを抑えることができるようにする。
【解決手段】ボルトの締付中に、ボルトのスナッグトルクからの締付角度と、該締付角度でのボルトの締付トルクとが、所定の関係を満たしたとき（スナッグトルクからの締付角度が大きいほど締付トルクが小さくなる特定線Ｌ１上に位置したとき）にモータを停止させる。特定線Ｌ１は、二次元直交グラフ上において、締付トルクが所定トルクとして一定である締付トルク基準線Ｌ２よりも締付トルクが大で、かつ、スナッグトルクからの締付角度が所定角度として一定である締付角度基準線Ｌ３よりも締付角度が小である第１の領域Ａと、締付トルク基準線Ｌ２よりも締付トルクが小で、かつ、締付角度基準線Ｌ３よりも締付角度が大である第２の領域Ｂとを通る線である。
【解決手段】ボルトの締付中に、ボルトのスナッグトルクからの締付角度と、該締付角度でのボルトの締付トルクとが、所定の関係を満たしたとき（スナッグトルクからの締付角度が大きいほど締付トルクが小さくなる特定線Ｌ１上に位置したとき）にモータを停止させる。特定線Ｌ１は、二次元直交グラフ上において、締付トルクが所定トルクとして一定である締付トルク基準線Ｌ２よりも締付トルクが大で、かつ、スナッグトルクからの締付角度が所定角度として一定である締付角度基準線Ｌ３よりも締付角度が小である第１の領域Ａと、締付トルク基準線Ｌ２よりも締付トルクが小で、かつ、締付角度基準線Ｌ３よりも締付角度が大である第２の領域Ｂとを通る線である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルトの締付管理を行うためのボルトの締付方法及びその装置に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、機械部品を組み付ける際、ボルトの締付によってその部品の長期的な耐久信頼性を確保することが求められる。そのため、ボルト締付の管理が行われている。この管理手法としては、ボルトの締付トルクを、予め設定された設定トルクになるようにボルトの締付管理を行う手法（本明細書では、トルク法という）や、ボルトの締付トルクが予め設定されたスナッグトルクに達した時点からのボルトの締付角度を、予め設定された設定角度になるようにボルトの締付管理を行う手法（本明細書では、角度法という）、ボルトの締付中に、該ボルトの締付トルクが予め設定されたスナッグトルクに達した以降に、締付角度増分に対する締付トルク増分であるトルク勾配を算出し、ボルトの締付角度及び締付トルクを２軸とする二次元直交グラフ上において、該トルク勾配の傾き線とトルク値が０である線との交点を理論着座点とし、該理論着座点からのボルトの締付角度を、予め設定された設定角度になるようにボルトの締付管理を行う手法（本明細書では、トルクテンション法という）等が知られている。これらの手法をベースにした種々の手法も提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７２５１２号公報
【特許文献２】特開２００９−０８３０２５号公報
【特許文献３】特開２００９−０８３０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記トルク法等のようなボルトの締付管理手法では、ボルトの締付時のねじ面及び座面の摩擦係数の大小によって、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルクのうちの一方のばらつき量が大きくなり、このため、該締付角度又は締付トルクが、正常な締付状態として管理している角度管理範囲又はトルク管理範囲を超える場合が生じる。また、上記特許文献１〜３のような手法では、ばらつき量が改善されるものの、複雑な手法であり、簡便な方法で管理できるようにするためには改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡便でありながら、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルク双方のばらつきを抑えることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明では、ボルトの締付中に、該ボルトの締付トルクが予め設定されたスナッグトルクに達した時点からのボルトの締付角度と、該締付角度でのボルトの締付トルクとが、所定の関係を満たしたときに、上記ボルトの締付けを終了する、ボルトの締付方法を対象として、上記所定の関係は、上記スナッグトルクからの締付角度及び上記締付トルクを２軸とする二次元直交グラフ上において、上記スナッグトルクからの締付角度が大きいほど上記締付トルクが小さくなる特定線で表され、上記特定線は、上記二次元直交グラフ上において、上記締付トルクが所定トルクとして一定である締付トルク基準線よりも上記締付トルクが大で、かつ、上記スナッグトルクからの締付角度が所定角度として一定である締付角度基準線よりも上記締付角度が小である第１の領域と、上記締付トルク基準線よりも上記締付トルクが小で、かつ、上記締付角度基準線よりも上記締付角度が大である第２の領域とを通る線であり、上記所定トルクは、ボルトの締付トルクを、予め設定された設定トルクになるようにボルトの締付管理を行う場合の該設定トルクであり、上記所定角度は、上記スナッグトルクからのボルトの締付角度を、予め設定された設定角度になるようにボルトの締付管理を行う場合の該設定角度である、とした。
【０００７】
すなわち、トルク法では、ボルト締付終了時における締付トルクは、二次元直交グラフ上の締付トルク基準線上に位置して略一定になるものの、ボルトの締付時のねじ面及び座面の摩擦係数の大小によって、ボルト締付終了時におけるスナッグトルクからの締付角度（以下、スナッグトルクからの締付角度を、単に締付角度という）がばらつく。つまり、ボルト締付終了時における締付角度は、二次元直交グラフ上において、締付トルク基準線上における摩擦係数最大線（上記摩擦係数が最大である場合の、締付角度と締付トルクとの関係を示す線であって、締付角度が大きいほど締付トルクが大きくなる直線となる）と摩擦係数最小線（上記摩擦係数が最小である場合の、締付角度と締付トルクとの関係を示す線であって、締付角度が大きいほど締付トルクが大きくなる直線（摩擦係数最大線とは傾きが異なる）となる）との間でばらつく。このばらつき量は比較的大きくて、通常、正常な締付状態として管理している角度管理範囲よりも大きくなる。一方、角度法では、ボルト締付終了時における締付角度は、二次元直交グラフ上の締付角度基準線上に位置して略一定になるものの、上記摩擦係数の大小によって、ボルト締付終了時における締付トルクがばらつく。つまり、ボルト締付終了時における締付トルクは、二次元直交グラフ上において、締付角度基準線上における摩擦係数最大線と摩擦係数最小線との間でばらつく。このばらつき量は比較的大きくて、通常、正常な締付状態として管理しているトルク管理範囲よりも大きくなる。
【０００８】
これに対して、本発明では、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルクは、二次元直交グラフ上の特定線上における摩擦係数最大線と摩擦係数最小線との間でばらつく。上記特定線は、締付角度が大きいほど締付トルクが小さくなるので、特定線と摩擦係数最大線との交点及び特定線と摩擦係数最小線との交点間の、締付角度の軸に沿った距離は、締付トルク基準線と摩擦係数最大線との交点及び締付トルク基準線と摩擦係数最小線との交点間の距離よりも短くなる。また、特定線と摩擦係数最大線との交点及び特定線と摩擦係数最小線との交点間の、締付トルクの軸に沿った距離は、締付角度基準線と摩擦係数最大線との交点及び締付トルク基準線と摩擦係数最小線との交点間の距離よりも短くなる。
【０００９】
したがって、本発明では、上記摩擦係数がばらついても、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルク双方のばらつきを小さくすることができ、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルクを、それぞれ角度管理範囲内及びトルク管理範囲内に入るようにすることができる。また、ボルトの締付中に、ボルトの締付角度と、該締付角度でのボルトの締付トルクとが、所定の関係を満たしたとき（特定線上に位置したとき）にモータを停止させるという簡便な手法で、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルク双方のばらつきを抑えることができる。
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、上記特定線は、上記二次元直交グラフ上において、上記締付トルク基準線と上記締付角度基準線との交点を通る。
【００１１】
このことにより、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルクを、締付トルク基準線と締付角度基準線との交点である理想的な位置へ近付けることができ、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルクが、それぞれ角度管理範囲内及びトルク管理範囲内に入り易くなる。
【００１２】
本発明の他の実施形態によれば、上記特定線は、直線であり、上記二次元直交グラフ上において、上記特定線と上記締付角度基準線との間の鋭角の角度が、２２．５°以上６７．５°以下の範囲内にある。
【００１３】
このことで、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルクを、それぞれ角度管理範囲内及びトルク管理範囲内により一層入り易くすることができる。
【００１４】
本発明の別の態様は、ボルトを締め付けるための締付用部材を回転させるモータと、該締付用部材の回転により締め付けられるボルトの締付角度を検出する締付角度検出手段と、該ボルトの締付トルクを検出する締付トルク検出手段と、該締付角度検出手段及び締付トルク検出手段による検出情報を入力しかつ上記モータの駆動及び停止を制御するとともに、該モータの駆動によるボルトの締付中に、該ボルトの締付トルクが予め設定されたスナッグトルクに達した時点からのボルトの締付角度と、該締付角度でのボルトの締付トルクとが、所定の関係を満たしたときに、上記モータを停止させるコントローラとを備えたボルトの締付装置の発明であり、この発明では、上記所定の関係は、上記スナッグトルクからの締付角度及び上記締付トルクを２軸とする二次元直交グラフ上において、上記スナッグトルクからの締付角度が大きいほど上記締付トルクが小さくなる特定線で表され、上記特定線は、上記二次元直交グラフ上において、上記締付トルクが所定トルクとして一定である締付トルク基準線よりも上記締付トルクが大で、かつ、上記スナッグトルクからの締付角度が所定角度として一定である締付角度基準線よりも上記締付角度が小である第１の領域と、上記締付トルク基準線よりも上記締付トルクが小で、かつ、上記締付角度基準線よりも上記締付角度が大である第２の領域とを通る線であり、上記所定トルクは、ボルトの締付トルクを、予め設定された設定トルクになるようにボルトの締付管理を行う場合の該設定トルクであり、上記所定角度は、上記スナッグトルクからのボルトの締付角度を、予め設定された設定角度になるようにボルトの締付管理を行う場合の該設定角度であるものとする。
【００１５】
この発明により、上記ボルトの締付方法と同様に、簡便でありながら、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルク双方のばらつきを抑えることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によると、ボルトの締付中に、ボルトの締付角度（スナッグトルクからの締付角度）と、該締付角度でのボルトの締付トルクとが、所定の関係を満たしたとき（特定線上に位置したとき）にモータを停止させるようにしたので、簡単な方法で、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルク双方のばらつきを抑えることができ、そのボルトにより締結される部品の長期的な耐久信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るボルト締付装置を示す側面図である。
【図２】スナッグトルクからのボルトの締付角度を横軸とし、ボルトの締付トルクを縦軸とする二次元直交グラフである。
【図３】特定線における摩擦係数最大線との交点及び摩擦係数最小線との交点間の部分と管理範囲との関係を示す図２相当のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係るボルト締付装置１を示す。このボルト締付装置１は、ボルトを締め付けるための締付用部材としてのソケット２と、該ソケット２を減速ギヤ（図示せず）を介して回転させるモータ（図示せず）とを備えている。上記ソケット２は、その先端面に、ボルトの頭部外周面、又は、ボルトのねじ部に螺号するナットの外周面に嵌合する凹部（図示せず）を有していて、該嵌合状態で回転することで、ボルトを締め付ける。
【００２０】
上記ボルトにより締結される部品は、どのようなものであってもよいが、特に、長期的な耐久信頼性を確保する必要がある機械部品（例えば自動車の走行系の部品（アクスル部品等））である場合に、上記ボルト締付装置１による締付方法が有効になる。
【００２１】
上記モータ及び減速ギヤは、本体ケース３のモータ部３ａ及びギヤ部３ｂにそれぞれ収容されており、ギヤ部３ｂがモータ部３ａよりもソケット２に近い側に位置する。
【００２２】
本体ケース３のギヤ部３ｂとは反対側には、ソケット２の回転により締め付けられるボルトの締付角度を検出する締付角度検出手段としてのレゾルバ５が配設されている。また、減速ギヤ（本体ケース３のギヤ部３ｂ）とソケット２との間には、ソケット２の回転により締め付けられるボルトの締付トルクを検出する締付トルク検出手段としてのトルクトランスデューサ６が配設されている。
【００２３】
上記ボルト締付装置１は、上記レゾルバ５及びトルクトランスデューサ６による検出情報を入力するコントローラ８を更に備えている。このコントローラ８は、周知のマイクロコンピュータをベースとするものであって、プログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成されてプログラムおよびデータを格納するメモリと、種々の信号の入出力を行うための入出力（Ｉ／Ｏ）バスとを含む。
【００２４】
コントローラ８には、上記モータの駆動及び停止を制御するモータ制御部８ａと、予め設定した後述の特定線Ｌ１や、予め設定したスナッグトルクＴｓの値等を格納記憶した格納部８ｂとが設けられている。そして、コントローラ８のモータ制御部８ａは、作業者の不図示の操作スイッチの操作により上記モータを駆動させ、該モータの駆動によるボルトの締付中に、該ボルトの締付トルクが上記スナッグトルクＴｓに達した時点からのボルトの締付角度θと、該締付角度θでのボルトの締付トルクＴとが、所定の関係を満たしたときに、上記モータを停止させる。
【００２５】
上記所定の関係は、図２に示すように、上記スナッグトルクＴｓからの締付角度θ及び上記締付トルクＴを２軸とする（図２では、締付角度θを横軸とし、締付トルクＴを縦軸としている）二次元直交グラフ上において、上記締付角度θが大きいほど上記締付トルクＴが小さくなる特定線Ｌ１で表される。
【００２６】
上記特定線Ｌ１は、上記二次元直交グラフ上において、上記締付トルクＴが所定トルクＴ１として一定である締付トルク基準線Ｌ２よりも上記締付トルクＴが大で、かつ、上記スナッグトルクＴｓからの締付角度θが所定角度θ１として一定である締付角度基準線Ｌ３よりも上記締付角度θが小である第１の領域Ａと、上記締付トルク基準線Ｌ２よりも上記締付トルクＴが小で、かつ、上記締付角度基準線Ｌ３よりも上記締付角度θが大である第２の領域Ｂとを通る線である。
【００２７】
本実施形態では、上記特定線Ｌ１は、上記二次元直交グラフ上において、上記締付トルク基準線Ｌ２と上記締付角度基準線Ｌ３との交点Ｐ１を通る直線であり、上記特定線Ｌ１と上記締付角度基準線Ｌ３との間の鋭角の角度αが、２２．５°以上６７．５°以下の範囲内にある。尚、図２では、α＝４５°として、特定線Ｌ１が第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂをそれぞれ２等分している。
【００２８】
上記所定トルクＴ１は、ボルトの締付トルクを、予め設定された設定トルクになるようにボルトの締付管理を行う場合の該設定トルクである。すなわち、上記所定トルクＴ１は、ボルト締付管理をトルク法により行う場合の目標トルクである。このトルク法では、ボルト締付終了時における締付トルクは、締付トルク基準線Ｌ２上に位置して略一定になるものの、ボルトの締付時のねじ面及び座面の摩擦係数の大小によって、ボルト締付終了時における締付角度（つまりボルト締付軸力）は、締付トルク基準線Ｌ２上における摩擦係数最大線Ｕ１と摩擦係数最小線Ｕ２との間（締付トルク基準線Ｌ２と摩擦係数最大線Ｕ１との交点Ｐ４及び締付トルク基準線Ｌ２と摩擦係数最小線Ｕ２と交点Ｐ５の間）でばらつくことになる。この締付角度のばらつき量は、通常、正常な締付状態として管理している角度管理範囲（図３参照）よりも大きく、このため、ボルト締付終了時における上記締付角度が角度管理範囲を超える場合が生じ、このように角度管理範囲を超えたものは不良品となる。
【００２９】
ここで、上記摩擦係数最大線Ｕ１は、ボルトの締付時において、上記摩擦係数が最大である場合の、スナッグトルクからの締付角度と締付トルクとの関係を示す線であって、該締付角度が大きいほど締付トルクが大きくなる直線となる。また、上記摩擦係数最小線Ｕ２は、ボルトの締付時において、上記摩擦係数が最小である場合の、スナッグトルクからの締付角度と締付トルクとの関係を示す線であって、該締付角度が大きいほど締付トルクが大きくなる直線となるとともに、スナッグトルクからの締付角度を横軸とした場合、摩擦係数最小線Ｕ２の傾きが摩擦係数最大線Ｕ１よりも小さくなる。
【００３０】
上記所定角度θ１は、上記スナッグトルクＴｓからのボルトの締付角度θを、予め設定された設定角度になるようにボルトの締付管理を行う場合の該設定角度である。すなわち、上記所定角度θ１は、ボルトの締付管理を角度法により行う場合の目標角度である。この角度法においては、ボルト締付終了時におけるスナッグトルクＴｓからの締付角度θは、締付角度基準線Ｌ３上に位置して略一定になるものの、上記摩擦係数の大小によって、ボルト締付終了時における締付トルクは、締付角度基準線Ｌ３上における上記摩擦係数最大線Ｕ１と上記摩擦係数最小線Ｕ２との間（締付角度基準線Ｌ３と摩擦係数最大線Ｕ１との交点Ｐ６及び締付角度基準線Ｌ３と摩擦係数最小線Ｕ２との交点Ｐ７の間）でばらつくことになる。この締付トルクのばらつき量は、通常、正常な締付状態として管理しているトルク管理範囲（図３参照）よりも大きく、このため、ボルト締付終了時における締付トルクがトルク管理範囲を超える場合が生じ、このようにトルク管理範囲を超えたものは不良品となる。
【００３１】
本実施形態では、ボルトの締付中に、スナッグトルクＴｓからのボルトの締付角度θと、該締付角度θでのボルトの締付トルクＴとが、所定の関係を満たしたとき、つまり、上記二次元直交グラフ上において上記締付角度θ及び上記締付トルクＴ（座標）が上記特定線Ｌ１上に位置したときに、モータを停止させる。これにより、ボルト締付終了時における上記スナッグトルクＴｓからの締付角度θ及び上記締付トルクＴは、上記特定線Ｌ１上における摩擦係数最大線Ｕ１と摩擦係数最小線Ｕ２との間（特定線Ｌ１と摩擦係数最大線Ｕ１との交点Ｐ２及び特定線Ｌ１と摩擦係数最小線Ｕ２との交点Ｐ３の間）でばらつく。ここで、特定線Ｌ１と摩擦係数最大線Ｕ１との交点Ｐ２及び特定線Ｌ１と摩擦係数最小線Ｕ２との交点Ｐ３間の、締付角度の軸（横軸）に沿った距離は、締付トルク基準線Ｌ２と摩擦係数最大線Ｕ１との交点Ｐ４及び締付トルク基準線Ｌ２と摩擦係数最小線Ｕ２との交点Ｐ５間の距離よりも短くなる。また、特定線Ｌ１と摩擦係数最大線Ｕ１との交点Ｐ２及び特定線Ｌ１と摩擦係数最小線Ｕ２との交点Ｐ３間の、締付トルクの軸（縦軸）に沿った距離は、締付角度基準線Ｌ３と摩擦係数最大線Ｕ１との交点Ｐ６及び締付トルク基準線Ｌ３と摩擦係数最小線Ｕ２との交点Ｐ７間の距離よりも短くなる。この結果、ボルト締付終了時における締付角度のばらつき量を、トルク法によりボルトの締付管理を行う場合の締付角度のばらつき量よりも小さくすることができるとともに、ボルト締付終了時における締付トルクのばらつき量を、角度法によりボルトの締付管理を行う場合の締付トルクのばらつき量よりも小さくすることができる。
【００３２】
したがって、上記摩擦係数がばらついても、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルク双方のばらつき量が小さくなり、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルクが、それぞれ角度管理範囲内及びトルク管理範囲内に入り易くなる。
【００３３】
ここで、図３に示すように、上記二次元直交グラフ上に、上記角度管理範囲の最小値及び最大値をそれぞれ通る、締付角度が一定である２つの直線と、上記トルク管理範囲の最小値及び最大値をそれぞれ通る、締付トルクが一定である２つの直線とで囲まれた四角形の管理範囲Ｓを設定する。特定線Ｌ１における摩擦係数最大線Ｕ１との交点Ｐ２及び摩擦係数最小線Ｕ２との交点Ｐ３間の部分が、上記管理範囲Ｓ内に入るように、上記角度αを設定すれば、上記摩擦係数がばらついても、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルクが、それぞれ角度管理範囲内及びトルク管理範囲内に入ることになる。上記角度αを２２．５°以上６７．５°以下に設定すれば、特定線Ｌ１における摩擦係数最大線Ｕ１との交点Ｐ２及び摩擦係数最小線Ｕ２との交点Ｐ３間の部分が、一般的に設定される管理範囲Ｓ内に十分に入る。
【００３４】
したがって、本実施形態では、ボルトの締付中に、スナッグトルクからのボルトの締付角度と、該締付角度でのボルトの締付トルクとが、所定の関係を満たしたとき（特定線Ｌ１上に位置したとき）にモータを停止させるという簡便な手法で、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルク双方のばらつきを抑えることができるようになる。
【００３５】
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
【００３６】
例えば、上記実施形態では、特定線Ｌ１を、締付トルク基準線Ｌ２と締付角度基準線Ｌ３との交点Ｐ１を通る直線としたが、必ずしも締付トルク基準線Ｌ２と締付角度基準線Ｌ３との交点Ｐ１を通る必要はない。例えば、図３において破線で示すように、新たな特定線Ｌ１′を、上記管理範囲Ｓの対角線（締付角度が角度管理範囲の最小値でかつ締付トルクがトルク管理範囲の最大値である点Ｑ１と、締付角度が角度管理範囲の最大値でかつ締付トルクがトルク管理範囲の最小値である点Ｑ２とを結ぶ線）として設定してもよい。この場合、新たな特定線Ｌ１′は、締付トルク基準線Ｌ２と締付角度基準線Ｌ３との交点Ｐ１と管理範囲Ｓとの位置関係で、交点Ｐ１を通らない場合がある。このように交点Ｐ１を通らなくても、特定線Ｌ１′における摩擦係数最大線Ｕ１との交点Ｐ２′及び摩擦係数最小線Ｕ２との交点Ｐ３′間の部分が、管理範囲Ｓ内にあれば問題はない。
【００３７】
また、上記角度αが２２．５°以上６７．５°以下の範囲内にある必要は必ずしもなく、管理範囲Ｓの角度管理範囲とトルク管理範囲との大きさの関係によっては、その角度範囲外であってもよい。尚、上記新たな特定線Ｌ１′についての上記角度αは、角度管理範囲とトルク管理範囲との大きさの関係で決まる。
【００３８】
さらに、上記実施形態では、特定線Ｌ１を直線としたが、スナッグトルクＴｓからの締付角度θが大きいほど締付トルクＴが小さくなりかつ第１の領域Ａと第２の領域Ｂとを通る曲線として設定してもよい。
【００３９】
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、ボルトの締付管理を行うためのボルトの締付方法及びその装置に有用であり、特に、長期的な耐久信頼性を確保する必要がある機械部品を締結するためのボルトの締付に適用する場合に有用である。
【符号の説明】
【００４１】
１ ボルト締付装置
２ ソケット（締付用部材）
５ レゾルバ（締付角度検出手段）
６ トルクトランスデューサ（締付トルク検出手段）
８ コントローラ
Ｌ１ 特定線
Ｌ１′ 特定線
Ｌ２ 締付トルク基準線
Ｌ３ 締付角度基準線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルトの締付管理を行うためのボルトの締付方法及びその装置に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、機械部品を組み付ける際、ボルトの締付によってその部品の長期的な耐久信頼性を確保することが求められる。そのため、ボルト締付の管理が行われている。この管理手法としては、ボルトの締付トルクを、予め設定された設定トルクになるようにボルトの締付管理を行う手法（本明細書では、トルク法という）や、ボルトの締付トルクが予め設定されたスナッグトルクに達した時点からのボルトの締付角度を、予め設定された設定角度になるようにボルトの締付管理を行う手法（本明細書では、角度法という）、ボルトの締付中に、該ボルトの締付トルクが予め設定されたスナッグトルクに達した以降に、締付角度増分に対する締付トルク増分であるトルク勾配を算出し、ボルトの締付角度及び締付トルクを２軸とする二次元直交グラフ上において、該トルク勾配の傾き線とトルク値が０である線との交点を理論着座点とし、該理論着座点からのボルトの締付角度を、予め設定された設定角度になるようにボルトの締付管理を行う手法（本明細書では、トルクテンション法という）等が知られている。これらの手法をベースにした種々の手法も提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７２５１２号公報
【特許文献２】特開２００９−０８３０２５号公報
【特許文献３】特開２００９−０８３０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記トルク法等のようなボルトの締付管理手法では、ボルトの締付時のねじ面及び座面の摩擦係数の大小によって、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルクのうちの一方のばらつき量が大きくなり、このため、該締付角度又は締付トルクが、正常な締付状態として管理している角度管理範囲又はトルク管理範囲を超える場合が生じる。また、上記特許文献１〜３のような手法では、ばらつき量が改善されるものの、複雑な手法であり、簡便な方法で管理できるようにするためには改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡便でありながら、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルク双方のばらつきを抑えることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明では、ボルトの締付中に、該ボルトの締付トルクが予め設定されたスナッグトルクに達した時点からのボルトの締付角度と、該締付角度でのボルトの締付トルクとが、所定の関係を満たしたときに、上記ボルトの締付けを終了する、ボルトの締付方法を対象として、上記所定の関係は、上記スナッグトルクからの締付角度及び上記締付トルクを２軸とする二次元直交グラフ上において、上記スナッグトルクからの締付角度が大きいほど上記締付トルクが小さくなる特定線で表され、上記特定線は、上記二次元直交グラフ上において、上記締付トルクが所定トルクとして一定である締付トルク基準線よりも上記締付トルクが大で、かつ、上記スナッグトルクからの締付角度が所定角度として一定である締付角度基準線よりも上記締付角度が小である第１の領域と、上記締付トルク基準線よりも上記締付トルクが小で、かつ、上記締付角度基準線よりも上記締付角度が大である第２の領域とを通る線であり、上記所定トルクは、ボルトの締付トルクを、予め設定された設定トルクになるようにボルトの締付管理を行う場合の該設定トルクであり、上記所定角度は、上記スナッグトルクからのボルトの締付角度を、予め設定された設定角度になるようにボルトの締付管理を行う場合の該設定角度である、とした。
【０００７】
すなわち、トルク法では、ボルト締付終了時における締付トルクは、二次元直交グラフ上の締付トルク基準線上に位置して略一定になるものの、ボルトの締付時のねじ面及び座面の摩擦係数の大小によって、ボルト締付終了時におけるスナッグトルクからの締付角度（以下、スナッグトルクからの締付角度を、単に締付角度という）がばらつく。つまり、ボルト締付終了時における締付角度は、二次元直交グラフ上において、締付トルク基準線上における摩擦係数最大線（上記摩擦係数が最大である場合の、締付角度と締付トルクとの関係を示す線であって、締付角度が大きいほど締付トルクが大きくなる直線となる）と摩擦係数最小線（上記摩擦係数が最小である場合の、締付角度と締付トルクとの関係を示す線であって、締付角度が大きいほど締付トルクが大きくなる直線（摩擦係数最大線とは傾きが異なる）となる）との間でばらつく。このばらつき量は比較的大きくて、通常、正常な締付状態として管理している角度管理範囲よりも大きくなる。一方、角度法では、ボルト締付終了時における締付角度は、二次元直交グラフ上の締付角度基準線上に位置して略一定になるものの、上記摩擦係数の大小によって、ボルト締付終了時における締付トルクがばらつく。つまり、ボルト締付終了時における締付トルクは、二次元直交グラフ上において、締付角度基準線上における摩擦係数最大線と摩擦係数最小線との間でばらつく。このばらつき量は比較的大きくて、通常、正常な締付状態として管理しているトルク管理範囲よりも大きくなる。
【０００８】
これに対して、本発明では、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルクは、二次元直交グラフ上の特定線上における摩擦係数最大線と摩擦係数最小線との間でばらつく。上記特定線は、締付角度が大きいほど締付トルクが小さくなるので、特定線と摩擦係数最大線との交点及び特定線と摩擦係数最小線との交点間の、締付角度の軸に沿った距離は、締付トルク基準線と摩擦係数最大線との交点及び締付トルク基準線と摩擦係数最小線との交点間の距離よりも短くなる。また、特定線と摩擦係数最大線との交点及び特定線と摩擦係数最小線との交点間の、締付トルクの軸に沿った距離は、締付角度基準線と摩擦係数最大線との交点及び締付トルク基準線と摩擦係数最小線との交点間の距離よりも短くなる。
【０００９】
したがって、本発明では、上記摩擦係数がばらついても、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルク双方のばらつきを小さくすることができ、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルクを、それぞれ角度管理範囲内及びトルク管理範囲内に入るようにすることができる。また、ボルトの締付中に、ボルトの締付角度と、該締付角度でのボルトの締付トルクとが、所定の関係を満たしたとき（特定線上に位置したとき）にモータを停止させるという簡便な手法で、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルク双方のばらつきを抑えることができる。
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、上記特定線は、上記二次元直交グラフ上において、上記締付トルク基準線と上記締付角度基準線との交点を通る。
【００１１】
このことにより、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルクを、締付トルク基準線と締付角度基準線との交点である理想的な位置へ近付けることができ、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルクが、それぞれ角度管理範囲内及びトルク管理範囲内に入り易くなる。
【００１２】
本発明の他の実施形態によれば、上記特定線は、直線であり、上記二次元直交グラフ上において、上記特定線と上記締付角度基準線との間の鋭角の角度が、２２．５°以上６７．５°以下の範囲内にある。
【００１３】
このことで、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルクを、それぞれ角度管理範囲内及びトルク管理範囲内により一層入り易くすることができる。
【００１４】
本発明の別の態様は、ボルトを締め付けるための締付用部材を回転させるモータと、該締付用部材の回転により締め付けられるボルトの締付角度を検出する締付角度検出手段と、該ボルトの締付トルクを検出する締付トルク検出手段と、該締付角度検出手段及び締付トルク検出手段による検出情報を入力しかつ上記モータの駆動及び停止を制御するとともに、該モータの駆動によるボルトの締付中に、該ボルトの締付トルクが予め設定されたスナッグトルクに達した時点からのボルトの締付角度と、該締付角度でのボルトの締付トルクとが、所定の関係を満たしたときに、上記モータを停止させるコントローラとを備えたボルトの締付装置の発明であり、この発明では、上記所定の関係は、上記スナッグトルクからの締付角度及び上記締付トルクを２軸とする二次元直交グラフ上において、上記スナッグトルクからの締付角度が大きいほど上記締付トルクが小さくなる特定線で表され、上記特定線は、上記二次元直交グラフ上において、上記締付トルクが所定トルクとして一定である締付トルク基準線よりも上記締付トルクが大で、かつ、上記スナッグトルクからの締付角度が所定角度として一定である締付角度基準線よりも上記締付角度が小である第１の領域と、上記締付トルク基準線よりも上記締付トルクが小で、かつ、上記締付角度基準線よりも上記締付角度が大である第２の領域とを通る線であり、上記所定トルクは、ボルトの締付トルクを、予め設定された設定トルクになるようにボルトの締付管理を行う場合の該設定トルクであり、上記所定角度は、上記スナッグトルクからのボルトの締付角度を、予め設定された設定角度になるようにボルトの締付管理を行う場合の該設定角度であるものとする。
【００１５】
この発明により、上記ボルトの締付方法と同様に、簡便でありながら、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルク双方のばらつきを抑えることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によると、ボルトの締付中に、ボルトの締付角度（スナッグトルクからの締付角度）と、該締付角度でのボルトの締付トルクとが、所定の関係を満たしたとき（特定線上に位置したとき）にモータを停止させるようにしたので、簡単な方法で、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルク双方のばらつきを抑えることができ、そのボルトにより締結される部品の長期的な耐久信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るボルト締付装置を示す側面図である。
【図２】スナッグトルクからのボルトの締付角度を横軸とし、ボルトの締付トルクを縦軸とする二次元直交グラフである。
【図３】特定線における摩擦係数最大線との交点及び摩擦係数最小線との交点間の部分と管理範囲との関係を示す図２相当のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係るボルト締付装置１を示す。このボルト締付装置１は、ボルトを締め付けるための締付用部材としてのソケット２と、該ソケット２を減速ギヤ（図示せず）を介して回転させるモータ（図示せず）とを備えている。上記ソケット２は、その先端面に、ボルトの頭部外周面、又は、ボルトのねじ部に螺号するナットの外周面に嵌合する凹部（図示せず）を有していて、該嵌合状態で回転することで、ボルトを締め付ける。
【００２０】
上記ボルトにより締結される部品は、どのようなものであってもよいが、特に、長期的な耐久信頼性を確保する必要がある機械部品（例えば自動車の走行系の部品（アクスル部品等））である場合に、上記ボルト締付装置１による締付方法が有効になる。
【００２１】
上記モータ及び減速ギヤは、本体ケース３のモータ部３ａ及びギヤ部３ｂにそれぞれ収容されており、ギヤ部３ｂがモータ部３ａよりもソケット２に近い側に位置する。
【００２２】
本体ケース３のギヤ部３ｂとは反対側には、ソケット２の回転により締め付けられるボルトの締付角度を検出する締付角度検出手段としてのレゾルバ５が配設されている。また、減速ギヤ（本体ケース３のギヤ部３ｂ）とソケット２との間には、ソケット２の回転により締め付けられるボルトの締付トルクを検出する締付トルク検出手段としてのトルクトランスデューサ６が配設されている。
【００２３】
上記ボルト締付装置１は、上記レゾルバ５及びトルクトランスデューサ６による検出情報を入力するコントローラ８を更に備えている。このコントローラ８は、周知のマイクロコンピュータをベースとするものであって、プログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成されてプログラムおよびデータを格納するメモリと、種々の信号の入出力を行うための入出力（Ｉ／Ｏ）バスとを含む。
【００２４】
コントローラ８には、上記モータの駆動及び停止を制御するモータ制御部８ａと、予め設定した後述の特定線Ｌ１や、予め設定したスナッグトルクＴｓの値等を格納記憶した格納部８ｂとが設けられている。そして、コントローラ８のモータ制御部８ａは、作業者の不図示の操作スイッチの操作により上記モータを駆動させ、該モータの駆動によるボルトの締付中に、該ボルトの締付トルクが上記スナッグトルクＴｓに達した時点からのボルトの締付角度θと、該締付角度θでのボルトの締付トルクＴとが、所定の関係を満たしたときに、上記モータを停止させる。
【００２５】
上記所定の関係は、図２に示すように、上記スナッグトルクＴｓからの締付角度θ及び上記締付トルクＴを２軸とする（図２では、締付角度θを横軸とし、締付トルクＴを縦軸としている）二次元直交グラフ上において、上記締付角度θが大きいほど上記締付トルクＴが小さくなる特定線Ｌ１で表される。
【００２６】
上記特定線Ｌ１は、上記二次元直交グラフ上において、上記締付トルクＴが所定トルクＴ１として一定である締付トルク基準線Ｌ２よりも上記締付トルクＴが大で、かつ、上記スナッグトルクＴｓからの締付角度θが所定角度θ１として一定である締付角度基準線Ｌ３よりも上記締付角度θが小である第１の領域Ａと、上記締付トルク基準線Ｌ２よりも上記締付トルクＴが小で、かつ、上記締付角度基準線Ｌ３よりも上記締付角度θが大である第２の領域Ｂとを通る線である。
【００２７】
本実施形態では、上記特定線Ｌ１は、上記二次元直交グラフ上において、上記締付トルク基準線Ｌ２と上記締付角度基準線Ｌ３との交点Ｐ１を通る直線であり、上記特定線Ｌ１と上記締付角度基準線Ｌ３との間の鋭角の角度αが、２２．５°以上６７．５°以下の範囲内にある。尚、図２では、α＝４５°として、特定線Ｌ１が第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂをそれぞれ２等分している。
【００２８】
上記所定トルクＴ１は、ボルトの締付トルクを、予め設定された設定トルクになるようにボルトの締付管理を行う場合の該設定トルクである。すなわち、上記所定トルクＴ１は、ボルト締付管理をトルク法により行う場合の目標トルクである。このトルク法では、ボルト締付終了時における締付トルクは、締付トルク基準線Ｌ２上に位置して略一定になるものの、ボルトの締付時のねじ面及び座面の摩擦係数の大小によって、ボルト締付終了時における締付角度（つまりボルト締付軸力）は、締付トルク基準線Ｌ２上における摩擦係数最大線Ｕ１と摩擦係数最小線Ｕ２との間（締付トルク基準線Ｌ２と摩擦係数最大線Ｕ１との交点Ｐ４及び締付トルク基準線Ｌ２と摩擦係数最小線Ｕ２と交点Ｐ５の間）でばらつくことになる。この締付角度のばらつき量は、通常、正常な締付状態として管理している角度管理範囲（図３参照）よりも大きく、このため、ボルト締付終了時における上記締付角度が角度管理範囲を超える場合が生じ、このように角度管理範囲を超えたものは不良品となる。
【００２９】
ここで、上記摩擦係数最大線Ｕ１は、ボルトの締付時において、上記摩擦係数が最大である場合の、スナッグトルクからの締付角度と締付トルクとの関係を示す線であって、該締付角度が大きいほど締付トルクが大きくなる直線となる。また、上記摩擦係数最小線Ｕ２は、ボルトの締付時において、上記摩擦係数が最小である場合の、スナッグトルクからの締付角度と締付トルクとの関係を示す線であって、該締付角度が大きいほど締付トルクが大きくなる直線となるとともに、スナッグトルクからの締付角度を横軸とした場合、摩擦係数最小線Ｕ２の傾きが摩擦係数最大線Ｕ１よりも小さくなる。
【００３０】
上記所定角度θ１は、上記スナッグトルクＴｓからのボルトの締付角度θを、予め設定された設定角度になるようにボルトの締付管理を行う場合の該設定角度である。すなわち、上記所定角度θ１は、ボルトの締付管理を角度法により行う場合の目標角度である。この角度法においては、ボルト締付終了時におけるスナッグトルクＴｓからの締付角度θは、締付角度基準線Ｌ３上に位置して略一定になるものの、上記摩擦係数の大小によって、ボルト締付終了時における締付トルクは、締付角度基準線Ｌ３上における上記摩擦係数最大線Ｕ１と上記摩擦係数最小線Ｕ２との間（締付角度基準線Ｌ３と摩擦係数最大線Ｕ１との交点Ｐ６及び締付角度基準線Ｌ３と摩擦係数最小線Ｕ２との交点Ｐ７の間）でばらつくことになる。この締付トルクのばらつき量は、通常、正常な締付状態として管理しているトルク管理範囲（図３参照）よりも大きく、このため、ボルト締付終了時における締付トルクがトルク管理範囲を超える場合が生じ、このようにトルク管理範囲を超えたものは不良品となる。
【００３１】
本実施形態では、ボルトの締付中に、スナッグトルクＴｓからのボルトの締付角度θと、該締付角度θでのボルトの締付トルクＴとが、所定の関係を満たしたとき、つまり、上記二次元直交グラフ上において上記締付角度θ及び上記締付トルクＴ（座標）が上記特定線Ｌ１上に位置したときに、モータを停止させる。これにより、ボルト締付終了時における上記スナッグトルクＴｓからの締付角度θ及び上記締付トルクＴは、上記特定線Ｌ１上における摩擦係数最大線Ｕ１と摩擦係数最小線Ｕ２との間（特定線Ｌ１と摩擦係数最大線Ｕ１との交点Ｐ２及び特定線Ｌ１と摩擦係数最小線Ｕ２との交点Ｐ３の間）でばらつく。ここで、特定線Ｌ１と摩擦係数最大線Ｕ１との交点Ｐ２及び特定線Ｌ１と摩擦係数最小線Ｕ２との交点Ｐ３間の、締付角度の軸（横軸）に沿った距離は、締付トルク基準線Ｌ２と摩擦係数最大線Ｕ１との交点Ｐ４及び締付トルク基準線Ｌ２と摩擦係数最小線Ｕ２との交点Ｐ５間の距離よりも短くなる。また、特定線Ｌ１と摩擦係数最大線Ｕ１との交点Ｐ２及び特定線Ｌ１と摩擦係数最小線Ｕ２との交点Ｐ３間の、締付トルクの軸（縦軸）に沿った距離は、締付角度基準線Ｌ３と摩擦係数最大線Ｕ１との交点Ｐ６及び締付トルク基準線Ｌ３と摩擦係数最小線Ｕ２との交点Ｐ７間の距離よりも短くなる。この結果、ボルト締付終了時における締付角度のばらつき量を、トルク法によりボルトの締付管理を行う場合の締付角度のばらつき量よりも小さくすることができるとともに、ボルト締付終了時における締付トルクのばらつき量を、角度法によりボルトの締付管理を行う場合の締付トルクのばらつき量よりも小さくすることができる。
【００３２】
したがって、上記摩擦係数がばらついても、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルク双方のばらつき量が小さくなり、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルクが、それぞれ角度管理範囲内及びトルク管理範囲内に入り易くなる。
【００３３】
ここで、図３に示すように、上記二次元直交グラフ上に、上記角度管理範囲の最小値及び最大値をそれぞれ通る、締付角度が一定である２つの直線と、上記トルク管理範囲の最小値及び最大値をそれぞれ通る、締付トルクが一定である２つの直線とで囲まれた四角形の管理範囲Ｓを設定する。特定線Ｌ１における摩擦係数最大線Ｕ１との交点Ｐ２及び摩擦係数最小線Ｕ２との交点Ｐ３間の部分が、上記管理範囲Ｓ内に入るように、上記角度αを設定すれば、上記摩擦係数がばらついても、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルクが、それぞれ角度管理範囲内及びトルク管理範囲内に入ることになる。上記角度αを２２．５°以上６７．５°以下に設定すれば、特定線Ｌ１における摩擦係数最大線Ｕ１との交点Ｐ２及び摩擦係数最小線Ｕ２との交点Ｐ３間の部分が、一般的に設定される管理範囲Ｓ内に十分に入る。
【００３４】
したがって、本実施形態では、ボルトの締付中に、スナッグトルクからのボルトの締付角度と、該締付角度でのボルトの締付トルクとが、所定の関係を満たしたとき（特定線Ｌ１上に位置したとき）にモータを停止させるという簡便な手法で、ボルト締付終了時における締付角度及び締付トルク双方のばらつきを抑えることができるようになる。
【００３５】
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
【００３６】
例えば、上記実施形態では、特定線Ｌ１を、締付トルク基準線Ｌ２と締付角度基準線Ｌ３との交点Ｐ１を通る直線としたが、必ずしも締付トルク基準線Ｌ２と締付角度基準線Ｌ３との交点Ｐ１を通る必要はない。例えば、図３において破線で示すように、新たな特定線Ｌ１′を、上記管理範囲Ｓの対角線（締付角度が角度管理範囲の最小値でかつ締付トルクがトルク管理範囲の最大値である点Ｑ１と、締付角度が角度管理範囲の最大値でかつ締付トルクがトルク管理範囲の最小値である点Ｑ２とを結ぶ線）として設定してもよい。この場合、新たな特定線Ｌ１′は、締付トルク基準線Ｌ２と締付角度基準線Ｌ３との交点Ｐ１と管理範囲Ｓとの位置関係で、交点Ｐ１を通らない場合がある。このように交点Ｐ１を通らなくても、特定線Ｌ１′における摩擦係数最大線Ｕ１との交点Ｐ２′及び摩擦係数最小線Ｕ２との交点Ｐ３′間の部分が、管理範囲Ｓ内にあれば問題はない。
【００３７】
また、上記角度αが２２．５°以上６７．５°以下の範囲内にある必要は必ずしもなく、管理範囲Ｓの角度管理範囲とトルク管理範囲との大きさの関係によっては、その角度範囲外であってもよい。尚、上記新たな特定線Ｌ１′についての上記角度αは、角度管理範囲とトルク管理範囲との大きさの関係で決まる。
【００３８】
さらに、上記実施形態では、特定線Ｌ１を直線としたが、スナッグトルクＴｓからの締付角度θが大きいほど締付トルクＴが小さくなりかつ第１の領域Ａと第２の領域Ｂとを通る曲線として設定してもよい。
【００３９】
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、ボルトの締付管理を行うためのボルトの締付方法及びその装置に有用であり、特に、長期的な耐久信頼性を確保する必要がある機械部品を締結するためのボルトの締付に適用する場合に有用である。
【符号の説明】
【００４１】
１ ボルト締付装置
２ ソケット（締付用部材）
５ レゾルバ（締付角度検出手段）
６ トルクトランスデューサ（締付トルク検出手段）
８ コントローラ
Ｌ１ 特定線
Ｌ１′ 特定線
Ｌ２ 締付トルク基準線
Ｌ３ 締付角度基準線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボルトの締付中に、該ボルトの締付トルクが予め設定されたスナッグトルクに達した時点からのボルトの締付角度と、該締付角度でのボルトの締付トルクとが、所定の関係を満たしたときに、上記ボルトの締付けを終了する、ボルトの締付方法であって、
上記所定の関係は、上記スナッグトルクからの締付角度及び上記締付トルクを２軸とする二次元直交グラフ上において、上記スナッグトルクからの締付角度が大きいほど上記締付トルクが小さくなる特定線で表され、
上記特定線は、上記二次元直交グラフ上において、上記締付トルクが所定トルクとして一定である締付トルク基準線よりも上記締付トルクが大で、かつ、上記スナッグトルクからの締付角度が所定角度として一定である締付角度基準線よりも上記締付角度が小である第１の領域と、上記締付トルク基準線よりも上記締付トルクが小で、かつ、上記締付角度基準線よりも上記締付角度が大である第２の領域とを通る線であり、
上記所定トルクは、ボルトの締付トルクを、予め設定された設定トルクになるようにボルトの締付管理を行う場合の該設定トルクであり、
上記所定角度は、上記スナッグトルクからのボルトの締付角度を、予め設定された設定角度になるようにボルトの締付管理を行う場合の該設定角度であることを特徴とするボルトの締付方法。
【請求項２】
請求項１記載のボルトの締付方法において、
上記特定線は、上記二次元直交グラフ上において、上記締付トルク基準線と上記締付角度基準線との交点を通ることを特徴とするボルトの締付方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のボルトの締付方法において、
上記特定線は、直線であり、
上記二次元直交グラフ上において、上記特定線と上記締付角度基準線との間の鋭角の角度が、２２．５°以上６７．５°以下の範囲内にあることを特徴とするボルトの締付方法。
【請求項４】
ボルトを締め付けるための締付用部材を回転させるモータと、該締付用部材の回転により締め付けられるボルトの締付角度を検出する締付角度検出手段と、該ボルトの締付トルクを検出する締付トルク検出手段と、該締付角度検出手段及び締付トルク検出手段による検出情報を入力しかつ上記モータの駆動及び停止を制御するとともに、該モータの駆動によるボルトの締付中に、該ボルトの締付トルクが予め設定されたスナッグトルクに達した時点からのボルトの締付角度と、該締付角度でのボルトの締付トルクとが、所定の関係を満たしたときに、上記モータを停止させるコントローラとを備えたボルトの締付装置であって、
上記所定の関係は、上記スナッグトルクからの締付角度及び上記締付トルクを２軸とする二次元直交グラフ上において、上記スナッグトルクからの締付角度が大きいほど上記締付トルクが小さくなる特定線で表され、
上記特定線は、上記二次元直交グラフ上において、上記締付トルクが所定トルクとして一定である締付トルク基準線よりも上記締付トルクが大で、かつ、上記スナッグトルクからの締付角度が所定角度として一定である締付角度基準線よりも上記締付角度が小である第１の領域と、上記締付トルク基準線よりも上記締付トルクが小で、かつ、上記締付角度基準線よりも上記締付角度が大である第２の領域とを通る線であり、
上記所定トルクは、ボルトの締付トルクを、予め設定された設定トルクになるようにボルトの締付管理を行う場合の該設定トルクであり、
上記所定角度は、上記スナッグトルクからのボルトの締付角度を、予め設定された設定角度になるようにボルトの締付管理を行う場合の該設定角度であることを特徴とするボルトの締付装置。
【請求項１】
ボルトの締付中に、該ボルトの締付トルクが予め設定されたスナッグトルクに達した時点からのボルトの締付角度と、該締付角度でのボルトの締付トルクとが、所定の関係を満たしたときに、上記ボルトの締付けを終了する、ボルトの締付方法であって、
上記所定の関係は、上記スナッグトルクからの締付角度及び上記締付トルクを２軸とする二次元直交グラフ上において、上記スナッグトルクからの締付角度が大きいほど上記締付トルクが小さくなる特定線で表され、
上記特定線は、上記二次元直交グラフ上において、上記締付トルクが所定トルクとして一定である締付トルク基準線よりも上記締付トルクが大で、かつ、上記スナッグトルクからの締付角度が所定角度として一定である締付角度基準線よりも上記締付角度が小である第１の領域と、上記締付トルク基準線よりも上記締付トルクが小で、かつ、上記締付角度基準線よりも上記締付角度が大である第２の領域とを通る線であり、
上記所定トルクは、ボルトの締付トルクを、予め設定された設定トルクになるようにボルトの締付管理を行う場合の該設定トルクであり、
上記所定角度は、上記スナッグトルクからのボルトの締付角度を、予め設定された設定角度になるようにボルトの締付管理を行う場合の該設定角度であることを特徴とするボルトの締付方法。
【請求項２】
請求項１記載のボルトの締付方法において、
上記特定線は、上記二次元直交グラフ上において、上記締付トルク基準線と上記締付角度基準線との交点を通ることを特徴とするボルトの締付方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のボルトの締付方法において、
上記特定線は、直線であり、
上記二次元直交グラフ上において、上記特定線と上記締付角度基準線との間の鋭角の角度が、２２．５°以上６７．５°以下の範囲内にあることを特徴とするボルトの締付方法。
【請求項４】
ボルトを締め付けるための締付用部材を回転させるモータと、該締付用部材の回転により締め付けられるボルトの締付角度を検出する締付角度検出手段と、該ボルトの締付トルクを検出する締付トルク検出手段と、該締付角度検出手段及び締付トルク検出手段による検出情報を入力しかつ上記モータの駆動及び停止を制御するとともに、該モータの駆動によるボルトの締付中に、該ボルトの締付トルクが予め設定されたスナッグトルクに達した時点からのボルトの締付角度と、該締付角度でのボルトの締付トルクとが、所定の関係を満たしたときに、上記モータを停止させるコントローラとを備えたボルトの締付装置であって、
上記所定の関係は、上記スナッグトルクからの締付角度及び上記締付トルクを２軸とする二次元直交グラフ上において、上記スナッグトルクからの締付角度が大きいほど上記締付トルクが小さくなる特定線で表され、
上記特定線は、上記二次元直交グラフ上において、上記締付トルクが所定トルクとして一定である締付トルク基準線よりも上記締付トルクが大で、かつ、上記スナッグトルクからの締付角度が所定角度として一定である締付角度基準線よりも上記締付角度が小である第１の領域と、上記締付トルク基準線よりも上記締付トルクが小で、かつ、上記締付角度基準線よりも上記締付角度が大である第２の領域とを通る線であり、
上記所定トルクは、ボルトの締付トルクを、予め設定された設定トルクになるようにボルトの締付管理を行う場合の該設定トルクであり、
上記所定角度は、上記スナッグトルクからのボルトの締付角度を、予め設定された設定角度になるようにボルトの締付管理を行う場合の該設定角度であることを特徴とするボルトの締付装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２３６２３６（Ｐ２０１２−２３６２３６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０４９２２（Ｐ２０１１−１０４９２２）
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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