| 【発明の名称】 |
ボルトの締結方法及び締結装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】西郷 史隆
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| 【要約】 |
【課題】本発明は、所要の軸力を精度良くボルトに付与することができるボルトの締結方法及び締結装置を提供することを課題とする。
【解決手段】上記課題を解決するための手段として本発明は、ボルトの頭部頂面から軸方向に測定穴を設け、レ−ザ−変位計のレ−ザ−光を前記測定穴の底部に照射して、ボルトの軸方向の伸びを測定しながら締結作業を行い、所定の伸びに達したら締結作業を終了する、ボルトの締結方法を提供する。また、ボルトの頭部頂面から軸方向に設けた測定穴の底部にレ−ザ−光を照射して、締結時におけるボルトの軸方向の伸びを測定するレ−ザ−変位計と、所定の伸びに達したらレ−ザ−変位計からの信号により自動的に締結作業を終了する締結工具とよりなる、ボルトの締結装置を提供する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ボルトの頭部頂面から軸方向に測定穴を設け、レ−ザ−変位計のレ−ザ−光を前記測定穴の底部に照射して、ボルトの軸方向の伸びを測定しながら締結作業を行い、所定の伸びに達したら締結作業を終了する、ボルトの締結方法。
【請求項２】 ボルトの頭部頂面から軸方向に設けた測定穴の底部にレ−ザ−光を照射して、締結時におけるボルトの軸方向の伸びを測定するレ−ザ−変位計と、所定の伸びに達したらレ−ザ−変位計からの信号により自動的に締結作業を終了する締結工具とよりなる、ボルトの締結装置。
【請求項３】 請求項２に記載のボルトの締結装置において、レ−ザ−変位計の収納部と、締結対象のボルト頭部の拘束部とを有する拘束治具を設け、レ−ザ−変位計のボルトに対する正確な位置決めを行うよう構成した、ボルトの締結装置。
【請求項４】 請求項３に記載のボルトの締結装置において、拘束治具によりボルト頭部を拘束した状態で、拘束治具と被締結部材の着座面との間に隙間が生じるよう構成した、ボルトの締結装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボルトの締結方法及び締結装置に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】ボルトを確実に締結するためには、ボルトの軸力（軸方向の引張力）は重要な要素となる。所要の軸力をボルトに付与する方法として、従来より、締結トルクによりボルトの軸力を管理する方法が存在する。しかしこの方法の場合は、ボルトやナットあるいは被締結部材の寸法精度の相違によって、締結トルクにバラツキが生じるため、所要の軸力を付与することができない場合がある。
【０００４】また、ボルトの長手方向に目印を付け、締め付け前後のボルトの伸び量を測定する方法があるが、これは分解式となるため簡便に量産組付工程で実施できない。さらに、超音波によりボルトの伸びを測定する方法があるが、ボルトの端面を精密に研磨した面が必要であることから、ボルト自体が高価となるという問題があった。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、所要の軸力を精度良くボルトに付与することができるボルトの締結方法及び締結装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するための手段として本発明は、ボルトの頭部頂面から軸方向に測定穴を設け、レ−ザ−変位計のレ−ザ−光を前記測定穴の底部に照射して、ボルトの軸方向の伸びを測定しながら締結作業を行い、所定の伸びに達したら締結作業を終了する、ボルトの締結方法を提供する。
【０００７】また、ボルトの頭部頂面から軸方向に設けた測定穴の底部にレ−ザ−光を照射して、締結時におけるボルトの軸方向の伸びを測定するレ−ザ−変位計と、所定の伸びに達したらレ−ザ−変位計からの信号により自動的に締結作業を終了する締結工具とよりなる、ボルトの締結装置を提供する。
【０００８】また、上記のボルトの締結装置において、レ−ザ−変位計の収納部と、締結対象のボルト頭部の拘束部とを有する拘束治具を設け、レ−ザ−変位計のボルトに対する正確な位置決めを行うよう構成した、ボルトの締結装置を提供する。
【０００９】さらに、上記のボルトの締結装置において、拘束治具によりボルト頭部を拘束した状態で、拘束治具と被締結部材の着座面との間に隙間が生じるよう構成した、ボルトの締結装置を提供する。以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
【発明の実施の形態１】＜イ＞締結装置本発明の締結装置は以下の構成要素よりなる。
【００１１】■ボルト頭部拘束治具ボルト頭部拘束治具１は、一端側にレ−ザ−変位計２を収納するための収納部１１を有し、他端側にボルト頭部の拘束部１２を有し、収納部１１と拘束部１２とは、貫通孔１３で連通されている。
【００１２】拘束部１２は、ボルト頭部を嵌合する嵌合穴１２ａと、ボルト頭部の頂面を押える丸突起状の頭部押え部１２ｂとよりなり、ボルトの軸線と貫通孔１３の軸線とが直線上に位置するようにボルト頭部を確実に固定する。
【００１３】また、拘束部１２の端面１２ｃ側の内周縁部には凹部１２ｄを設け、板バネ等の弾性を有するグリップ材１４を固定し、ボルト頭部座面の外周縁部に設けた凹部５１にこのグリップ材１４を合致させることによって、ボルト頭部をより確実に固定できるようにしてもよい。
【００１４】なお、グリップ材１４をボルト頭部の凹部５１に合致させて拘束した状態で、拘束部端面１２ｃと被締結部材７の着座面７１との間に隙間７２が生じるよう構成する。これによって、被締結部材７の着座面７１の凹凸に影響を受けることなく、ボルトの軸線と貫通孔１３の軸線とが直線上に位置するようにボルト頭部を確実に固定することができる。
【００１５】■レ−ザ−変位計レ−ザ−変位計２は、レ−ザ−光により測定対象物までの距離を計測するための公知の装置であり、ボルト頭部拘束治具１の収納部１１内に収納されている。レ−ザ−変位計２より発射されたレ−ザ−光は、貫通孔１３を介して、ボルト５の頭部頂面から軸方向に設けた測定穴５２の底部に照射され、ボルトの軸方向の伸びを測定することができる。
【００１６】ここで、測定穴５２の深さは、レ−ザ−光照射距離変動が、十分にボルトの伸びと比例する深さとし、ボルトを弾性域内で締結に使用する場合、ボルトの締結前後における伸び変化量は、ボルトの軸力変位量に比例する。このため、レ−ザ−光照射変化量をもってボルトの軸力とすることができる。
【００１７】■締結工具締結工具３としては、公知の電動レンチ等を用いることができる。この締結工具３の把持部３１によりナット６を把持して、被締結部材に取り付けられたボルト５のねじ部に螺着を行う。
【００１８】■制御装置制御装置４は、レ−ザ−変位計２で計測したボルト５の軸方向の伸びが所定の長さに達したときに、締結工具３に作動停止の信号を発し、締結作業を終了するためのものである。
【００１９】＜ロ＞締結方法所要の軸力をボルト５の締結時の軸方向の伸びに換算し、その数値を制御装置４に入力する。ボルト５を被締結部材に取り付け、ナット６をねじ部に装着し、このナット６を締結工具３の把持部３１で把持する。一方、ボルト５の頭部は、ボルト頭部拘束治具１の拘束部１２で確実に拘束する。
【００２０】レ−ザ−変位計２からレ−ザ−光をボルト５の測定穴５２の底部に照射して、ボルト５の軸方向の伸びを測定しながら締結工具３を作動させてナット６を締結する。そして、ボルト５が所定の伸びに達すると、制御装置４からの信号により締結工具３が停止し、ナット６の締結を終了する。これによって、ボルト５に所要の軸力を付与することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態２】図２は、ボルト頭部拘束治具１の拘束部の変形例である。この拘束部１５は、弾性を有し、拡張するよう付勢され、ボルト頭部５の側面の周囲に複数設けられたチャック部材１５ａと、これらのチャック部材１５ａの外周に嵌め込んで、チャック部材１５ａ群を縮径させる拘束リング１５ｂとよりなる。
【００２２】チャック部材１５ａの先端部の内面には爪１５ｃを設け、外周面の縦方向には複数のリブ１５ｄを突設する。一方、拘束リング１５ｂの内周面の縦方向にも複数のリブ１５ｅを設け、リブ同士を噛合するよう構成する。
【００２３】ボルト５の頭部を拘束する場合は、拘束リング１５ｂを上方に位置させ、チャック部材１５ａ群を拡張した状態でボルト頭部に嵌め込む。次に、拘束リング１５ｂを押し下げて、チャック部材１５ａ群の外周を締め付けて縮径させる。これによって、チャック部材１５ａの爪１５ｃが、ボルト頭部の座面側端部の外縁部に設けた凹部５３に噛み込み、ボルト頭部を確実に拘束することができる。
【００２４】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、ボルトの伸びにより軸力を管理するため、所要の軸力を精度良くボルトに付与することができ、ボルトを確実に締結することが可能となる。しかも、従来のトルク締結方法並の簡便さで締結作業を行うことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１４４４８５
【氏名又は名称】株式会社サンノハシ
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１２月２５日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 朔生 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１８３２８０ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月９日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３６７００６ |
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