JP2010058217A

JP2010058217A - ネジの焼付き防止装置

Info

Publication number: JP2010058217A
Application number: JP2008225779A
Authority: JP
Inventors: Yuki Goto; 裕紀後藤; Hideyuki Tsuchiya; 英行土屋; Daishi Sakatoku; 大志酒徳
Original assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Current assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Priority date: 2008-09-03
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2010-03-18

Abstract

【課題】本発明は、特殊なボルト等を使用せず、また工数が掛からない方法で、第１ネジ部材と第２ネジ部の焼付きを防止できるようにすることを目的とする。
【解決手段】本発明に係るネジの焼付き防止装置１０は、手持ち式の締付け工具２０における回転部２２の先端に第１ネジ部材を同軸に保持し、第１ネジ部材を所定位置に設けられた第２ネジ部に対して締付ける作業において、第１ネジ部材と第２ネジ部との焼付を防止するネジの焼付き防止装置であって、締付け工具２０に取付けられており、基準ベクトルに対する締付け工具２０の回転部２２における軸線の角度を検出可能な姿勢センサ２５と、姿勢センサ２５の信号が入力される構成であり、姿勢センサ２５により得られた締付け工具２０の回転部２２における軸線の角度が、予め登録されている基準ベクトルに対するボルトＢの許容角度内にあるときに締付け可能信号を出力する制御装置１２とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、手持ち式の締付け工具における回転部の先端に第１ネジ部材を同軸に保持し、その第１ネジ部材を所定位置に設けられた第２ネジ部に対して締付ける作業において、前記第１ネジ部材と第２ネジ部との焼付を防止するネジの焼付き防止装置に関する。

ネジの焼付き防止に関する技術が特許文献１に記載されている。
この技術は、第１ネジ部材（雄ネジ部）と第２ネジ部（雌ネジ部）との焼付きを防止するために、斜め入り防止ボルト１０１を使用している。
即ち、斜め入り防止ボルト１０１は、図４に示すように、雄ネジ部１０２と、前記雄ネジ部１０２よりも小径に形成された案内軸部１０４とから構成されている。上記構成により、斜め入り防止ボルト１０１がナット１２０に対して斜めに挿入されると、図に示すように、案内軸部１０４がナット１２０に挿入される過程で、ナット１２０に対するボルト１０１の傾きが徐々に小さくなり、雄ネジ部１０２がナット１２０の雌ネジ穴１２２の上端位置まで導かれる。これにより、ボルト１０１の雄ネジ部１０２がナット１２０の雌ネジ穴１２２に良好に螺合され、焼付が防止される。

特開２００７−３２７０６号公報

しかし、斜め入り防止ボルト１０１には、雄ネジ部１０２の先に案内軸部１０４が設けられているため、雄ネジ部１０２がナット１２０の雌ネジ穴１２２と螺合した状態で、案内軸部１０４がナット１２０から下方に突出する。このため、前記ナット１２０の裏側（下側）に案内軸部１０４を収納できるスペースが必要になり、前記スペースがない部位では斜め入り防止ボルト１０１を使用できない。
また、通常のボルトを雌ネジ穴に対して手で仮締めし、締付け工具で締付ける方法でも焼付きを防止することが可能であるが、このようにすると工数が掛かり、現実的ではない。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、特殊なボルト等を使用せず、また工数が掛からない方法で、第１ネジ部材と第２ネジ部の焼付きを防止できるようにすることである。

上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、手持ち式の締付け工具における回転部の先端に第１ネジ部材を同軸に保持し、その第１ネジ部材を所定位置に設けられた第２ネジ部に対して締付ける作業において、前記第１ネジ部材と第２ネジ部との焼付を防止するネジの焼付き防止装置であって、前記締付け工具に取付けられており、基準ベクトルに対する前記締付け工具の回転部における軸線の角度を検出可能な姿勢センサと、前記姿勢センサの信号が入力される構成であり、前記姿勢センサにより得られた前記締付け工具の回転部における軸線の角度が、予め登録されている前記基準ベクトルに対する前記第１ネジ部材の許容角度内にあるときに締付け可能信号を出力する制御装置とを有することを特徴とする。

本発明によると、制御装置は、第１ネジ部材を保持する締付け工具の回転部における軸線の角度が予め登録されている第１ネジ部材の許容角度内にあるときに締付け可能信号を出力する。したがって、制御装置が締付け可能信号を出力した状態で、作業者が締付け工具を動作させることにより、第１ネジ部材が第２ネジ部に対してスムーズに螺合され、両者の焼付を防止できる。
即ち、特殊なボルト等を使用せず、また工数が掛からない方法で、第１ネジ部材と第２ネジ部の焼付きを防止できるようになる。

請求項２の発明によると、姿勢センサは、重力加速度ベクトルを三次元で検出できる３軸加速度センサと、地磁気ベクトルを三次元で検出できる３軸磁気センサとを備え、前記重力加速度ベクトルと地磁気ベクトルを基準ベクトルとして前記締付け工具の回転部における軸線の角度を検出することを特徴とする。
このように、姿勢センサは３軸加速度センサと３軸磁気センサとからなるため、姿勢センサによって締付け工具のあらゆる姿勢における回転部の軸線の角度を検出できるようになる。

請求項３の発明によると、制御装置からの締付け可能信号を受けて、締付け工具を動作可能状態にする工具駆動装置を有することを特徴とする。
このため、仮に、制御装置からの締付け可能信号が出力されていない状態で、作業者が締付け工具を動作させようとしても、工具駆動装置が締付け工具を動作可能状態にしないため、締付け工具は動作しない。これにより、誤操作による第１ネジ部材と第２ネジ部の焼付きを防止できる。

本発明によると、特殊なボルト等を使用せず、また工数が掛からない方法で、第１ネジ部材と第２ネジ部の焼付きを防止することができる。

［実施形態１］
以下、図１から図３に基づいて本発明におけるネジの焼付き防止装置について説明する。本実施形態に係るネジの焼付き防止装置は、自動車の製造ラインにおいて、車体に対して室内の部品をボルト止めする際にボルトの雄ネジ部と車体の雌ネジ穴との焼付きを防止するための装置である。ここで、図１は締付け工具でボルトを車体の雌ネジ穴に螺合させる様子を表す側面図、図２はネジの焼付き防止装置の概要を表す模式図、図３はネジの焼付き防止装置の動作を表すフローチャートである。

＜ネジの焼付き防止装置１０について＞
ネジの焼付き防止装置１０は、車体２に形成された雌ネジ穴２ｈに対する締付け工具２０の回転部２２（ボルトＢ）の傾斜角度が許容範囲内にあるときにその締付け工具２０を動作可能にし、前記傾斜角度が許容範囲から外れたときに前記締付け工具２０を動作不能にする装置である。これにより、締付け工具２０の回転部２２に同軸に保持されたボルトＢが車体２の雌ネジ穴２ｈに対して斜めに螺合されることがなくなり、ボルトＢと雌ネジ穴２ｈとの焼付きを防止できる。
即ち、ボルトＢが本発明の第１ネジ部材に相当し、雌ネジ穴２ｈが本発明の第２ネジ部に相当する。
ネジの焼付き防止装置１０は、図２に示すように、締付け工具２０に取付けられた姿勢センサ２５と、パソコン１２と、締付け工具２０を動作させるコントローラ１４とから構成されている。

＜締付け工具２０及び姿勢センサ２５について＞
締付け工具２０は、空気圧を利用してボルト締めを行う工具であり、図１（Ａ）に示すように、回転駆動機構（図示省略）を収納する略円筒状のハウジング２１を備えている。ハウジング２１には、前記回転駆動機構の回転力を受けて回転する回転部２２が同軸に支持されており、その回転部２２がハウジング２１の先端から軸方向に突出するように構成されている。そして、前記回転部２２の先端にボルトＢの頭部Ｂｈが嵌合するソケット部２２ｓが同軸に形成されている。また、ハウジング２１の基端部には、姿勢センサ２５が収納されるセンサケース２１ｃが同軸に形成されている。さらに、ハウジング２１の基端部寄りの側面には半径方向外側に突出するグリップ部２３が設けられており、そのグリップ部２３に空気ホース２４の先端が接続されている。

締付け工具２０のハウジング２１のセンサケース２１ｃに収納される姿勢センサ２５は、基準ベクトル（重力加速度ベクトル、地磁気ベクトル）を基準にした締付け工具２０の姿勢を検出するセンサである。姿勢センサ２５は、重力加速度ベクトルを三次元で検出できる３軸加速度センサと、地磁気ベクトルを三次元で検出できる３軸磁気センサとを備える６軸複合センサであり、締付け工具２０のあらゆる姿勢状態を検出することができる。即ち、重力加速度ベクトル、地磁気ベクトルを基準にした締付け工具２０の回転部２２における軸線の角度を検出できるようになる。

＜パソコン１２とコントローラ１４について＞
パソコン１２は、図２に示すように、締付け工具２０の姿勢センサ２５からの信号を受けて基準ベクトルに対する締付け工具２０の回転部２２の角度データを記憶し、予め登録されているボルトＢの許容角度データと比較できるように構成されている。そして、締付け工具２０の回転部２２の角度（ボルトＢの角度）が予め登録されているボルトＢの許容角度内にある場合に、パソコン１２は締付け可能信号を出力する。また、締付け工具２０の回転部２２の角度が予め登録されているボルトＢの許容角度から外れている場合には、パソコン１２は締付け不能信号を出力する。

コントローラ１４は、パソコン１２からの締付け可能信号を受けて締付け工具２０を動作可能状態にする。これにより、作業者は締付け工具２０を動作できるようになる。また、コントローラ１４は、パソコン１２からの締付け不能信号を受けて締付け工具２０を動作不能状態にする。これにより、作業者が仮に締付け工具２０を操作しても、締付け工具２０の動作は禁止される。
ここで、締付け工具２０の姿勢センサ２５とパソコン１２とをつなぐ信号ケーブル１３と、締付け工具２０の回転駆動機構とコントローラ１４とをつなぐ信号ケーブル１５とは、空気ホース２４に沿わされた状態で配線される。
即ち、前記パソコン１２が本発明の制御装置に相当し、前記コントローラ１４が本発明の工具駆動装置に相当する。

＜ネジの焼付き防止装置１０の動作について＞
次に、図３のフローチャートに基づいて、ネジの焼付き防止装置１０の動作について説明する。
先ず、作業者が車体２の雌ネジ穴２ｈに対してボルトＢを螺合させる際の締付け工具２０の姿勢が姿勢センサ２５によって検出される（ステップ１３１）。パソコン１２は、姿勢センサ２５からの信号を受けて、締付け工具２０の回転部２２の角度データを記憶し、予め登録されているボルトＢの許容角度データと比較する（ステップ１３２）。そして、締付け工具２０の回転部２２の角度が予め登録されているボルトＢの許容角度内にある場合には（ステップ１３３ＹＥＳ）、パソコン１２は締付け可能信号を出力する。これにより、コントローラ１４は、パソコン１２からの締付け可能信号を受けて締付け工具２０を動作可能状態にする（ステップ１３４）。この結果、作業者は締付け工具２０を使用してボルトＢを雌ネジ穴２ｈに螺合できるようになる。

また、締付け工具２０の回転部２２の角度が、図１（Ｂ）に示すように、予め登録されているボルトＢの許容角度から外れた場合には（ステップ１３３ＮＯ）、パソコン１２は締付け不能信号を出力する。これにより、コントローラ１４は、パソコン１２からの締付け不能信号を受けて締付け工具２０を動作不能状態にする（ステップ１３５）。これにより、作業者が誤って締付け工具２０を操作しても、締付け工具２０が動作することはない。
このため、ボルトＢが雌ネジ穴２ｈに対して斜めにねじ込まれて焼付くようなトラブルを防止できる。

＜本実施形態に係るネジの焼付き防止装置１０の長所について＞
本実施形態に係るネジの焼付き防止装置１０によると、パソコン１２は締付け工具２０の回転部２２における軸線の角度が予め登録されているボルトＢの許容角度内にあるときに締付け可能信号を出力する。したがって、パソコン１２が締付け可能信号を出力した状態で、作業者が締付け工具２０を動作させることにより、ボルトＢが雌ネジ穴２ｈに対してスムーズに螺合され、両者の焼付を防止できる。
即ち、特殊なボルト等を使用せず、また工数が掛からない方法で、ボルトＢと雌ネジ穴２ｈの焼付きを防止できるようになる。
また、姿勢センサ２５は３軸加速度センサと３軸磁気センサとからなるため、姿勢センサ２５によって締付け工具２０のあらゆる姿勢を検出できるようになる。
また、パソコン１２からの締付け可能信号を受けて、締付け工具２０を動作可能にするコントローラ１４が設けられているため、仮に、パソコン１２からの締付け可能信号が出力されていない状態で、作業者が締付け工具２０を動作させようとしても、コントローラ１４が締付け工具２０を動作可能状態にしないため、締付け工具２０は動作することがない。これにより、誤操作によるボルトＢと雌ネジ穴２ｈの焼付きを防止できる。

＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、車体２に形成された所定の雌ネジ穴２ｈに対するボルトＢの焼付きを防止する例を示したが、複数箇所に用いるボルトの角度データを予めパソコン１２に記憶しておけば、複数の雌ネジ穴に対するボルトの焼付きを防止することができる。また、使用するボルト等の種類に応じてボルトと雌ネジ穴との角度差の許容範囲を変更することも可能である。
さらに、第１ネジ部材の一例としてボルトＢを例示し、第２ネジ部の一例として雌ネジ穴２ｈを例示したが、第１ネジ部材としてナットを使用し、第２ネジ部として車体２に固定されたネジ軸を使用することも可能である。
また、締付け工具２０とパソコン１２とを信号ケーブル１３で接続し、締付け工具２０とコントローラ１４とを信号ケーブル１５で接続する例を示したが、信号ケーブル１３，１５に代わりに無線を利用することも可能である。

締付け工具でボルトを車体側の雌ネジ穴に螺合させる様子を表す側面図（Ａ図、Ｂ図）である。本実施形態に係るネジの焼付き防止装置の概要を表す模式図である。ネジの焼付き防止装置の動作を表すフローチャートである。従来のネジの焼付き防止方法を表す側面図である。

符号の説明

２ｈ・・・・雌ネジ穴（第２ネジ部）
１２・・・・パソコン（制御装置）
１４・・・・コントローラ（工具駆動装置）
２０・・・・締付け工具
２２・・・・回転部
２５・・・・姿勢センサ
Ｂ・・・・・ボルト（第１ネジ部材）

Claims

手持ち式の締付け工具における回転部の先端に第１ネジ部材を同軸に保持し、その第１ネジ部材を所定位置に設けられた第２ネジ部に対して締付ける作業において、前記第１ネジ部材と第２ネジ部との焼付を防止するネジの焼付き防止装置であって、
前記締付け工具に取付けられており、基準ベクトルに対する前記締付け工具の回転部における軸線の角度を検出可能な姿勢センサと、
前記姿勢センサの信号が入力される構成であり、前記姿勢センサにより得られた前記締付け工具の回転部における軸線の角度が、予め登録されている前記基準ベクトルに対する前記第１ネジ部材の許容角度内にあるときに締付け可能信号を出力する制御装置と、
を有することを特徴とするネジの焼付き防止装置。
請求項１に記載されたネジの焼付き防止装置であって、
姿勢センサは、重力加速度ベクトルを三次元で検出できる３軸加速度センサと、地磁気ベクトルを三次元で検出できる３軸磁気センサとを備え、前記重力加速度ベクトルと地磁気ベクトルを基準ベクトルとして前記締付け工具の回転部における軸線の角度を検出することを特徴とするネジの焼付き防止装置。
請求項２に記載されたネジの焼付き防止装置であって、
前記制御装置からの締付け可能信号を受けて、前記締付け工具を動作可能状態にする工具駆動装置を有することを特徴とするネジの焼付き防止装置。