JP4135678B2 - ねじ締め付け方法 - Google Patents

Description

本発明は、第一部品と第二部品を圧入状態でねじ締め付けする方法に関する。

例えば、図２に示すように、第一の部品１０と第二の部品２０を、気密性を確保した状態で互いにねじ締め固定して完成される製品がある。この場合、２つの部品１０、２０の間の気密性は、Ｏリング１２などのシールを２つの部品１０、２０の間に配置することによって保証されるのが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。

特開５−２３９２８号公報

このような２つの部品１０、２０をねじ締め付け固定するためには、図７に示すねじ締め付け装置１が採用されている。この装置１において、第一部品１０は部品保持部１３に不動に固定されており、他方、第二部品２０は、上下可動部３に連結されたチャック６に保持されており、上下方向に移動可能かつ回転可能である。この装置１を用いて、最初、不動の第一部品１０に向けて部品２０を押圧することにより、第一部品１０に向けて第二部品２０を圧入し、次に、第一部品１０に対して第二部品２０を押圧しつつ相対回転させることにより、部品１０、２０のねじ部１１、２１を噛み合わせてねじ締めする方法が採用されている。

ところで、第一部品１０と第二部品２０を互いに向けて押圧する荷重は、チャック６と可動部３の間のばね３０で生成されている。それゆえ、第一部品１０と第二部品２０のねじ部１１、２１の噛み合わせ時とねじ締め時の押圧荷重の大きさは、最初の圧入時に必要な大きさのままである。そのため、圧入時に必要な押圧荷重が大きくなってしまう場合には、部品１０、２０のねじ部１１、２１を噛み合せる時にも大きなままであり、その結果、ねじ部１１、２１が傾いた状態で噛み合わさってしまい、２つの部品１０、２０を相対的に回転させても、確実に部品１０、２０をねじ締めすることができないという問題点があった。

そこで、本発明の目的は、確実に第一部品と第二部品を圧入状態でねじ締め付けする方法を提供することである。

本発明の請求項１に係るねじ締め付けする方法によれば、ねじ部を有する第一部品と、ねじ部と係合するねじ部を有する第二部品を圧入状態でねじ締め付けする方法において、第一部品と第二部品を第一の荷重で互いに向けて押圧することにより、第一部品と第二部品を一定の相対距離まで圧入する段階と、第一部品と第二部品を、第一の荷重よりも小さな第二の荷重で互いに向けて押圧しつつ、第一部品と第二部品を相対的に回転させることにより、第一部品のねじ部と第二部品のねじ部を噛み合わせる段階と、第一部品と第二部品を、第二の荷重よりも小さな第三の荷重で互いに向けて押圧しつつ、第一部品と第二部品をさらに相対的に回転させることにより、第一部品と第二部品をねじ締めする段階とを備えている。これにより、ねじ部の噛み合わせ段階とねじ締め段階とにおいて、圧入段階中の押圧荷重よりも小さな押圧荷重で、第一部品と第二部品を相対的に回転させることができるので、確実に第一部品と第二部品をねじ締めすることができる。

また、請求項２に係るねじ締め付けする方法によれば、第二の荷重の大きさは、第一の荷重の大きさの約２分の１であり、第三の荷重の大きさは、第一の荷重の大きさの約３分の１である。

以下、本発明の実施例について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。最初に、本発明でねじ締め付けする第一部品１０と第二部品２０について図２を参照しつつ説明する。第一部品１０は、本実施例では、中実の棒状であり、先端側の外周面には、雄ねじ部１１が設けられており、この雄ねじ部１１よりも基端側において、Ｏリング１２が環状溝部内に収納されている。他方、第二部品２０は、本実施例では、上側の中実部分と、下側の筒状部分とで構成されている。さらに、下側の筒状部分には、その基部側の内周面に雌ねじ部２１が設けられている。このような構成により、第一部品１０に対して第二部品２０を圧入する際に、最初に第一部品１０のＯリング１２が第二部品２０の内周面によって潰され、次に第一部品１０の雄ねじ部１１と第二部品２０の雌ねじ部２１が噛み合わさるようになっている。

図１は、本発明のねじ締め付け方法で用いるねじ締め付け装置を示す全体図である。第一部品１０は、床に固定された第一部品保持具１３に保持されている。また、ねじ締め付け装置１は、床に不動に固定されている、装置１の本体であるベース部２と、第二部品２０を着脱自在に上下方向に移動可能かつ回転可能に保持するように、ベース部２に接続されている上下可動部３とで概ね構成されている。

上下可動部３は、本実施例では、ベース部２に固定された垂直なボールねじ（図示せず）上に搭載されたスライドテーブルの形態であり、上下可動部３は、ボールねじを介して上下駆動モータ４に連結されている。このような構成により、上下駆動モータ４の回転により、上下可動部３を垂直方向に上下に移動させることができる。なお、バランスシリンダ８が、ベース部２と上下可動部３の間に接続されており、可動部３の自重を平衡させている。

回転部５は、本実施例では歯車形状であり、歯車のハブ部の外周面において軸受を介して上下可動部３に連結されている。それゆえ、回転部５は回転自在に上下可動部３に保持されている。また、歯車の歯５１は、回転駆動モータ７の軸に連結された歯７１と係合しているので、回転駆動モータ７の回転により、回転部５を水平面内で回転させることができる。このように、回転部５は、上下方向に移動可能かつ回転可能である。

さらに、一対の把持部６１、６２からなるチャック部６が、回転部５の先端に保持されている。チャック部６の一対の把持部６１、６２は、図示しないばねによって、第二部品２０を解放する開位置に付勢されている。また、把持部６１、６２は、コンプレッサなどの圧縮空気を供給する手段（図示せず）と、回転部５の中央の空気通路を介して接続されている。これにより、コンプレッサを作動すると、チャック部６の一対の把持部６１、６２は、第二部品２０を把持する閉位置に移動し、コンプレッサを作動停止すると、把持部６１、６２は、第二部品２０を解放する開位置に移動する。以上の構成により、チャック部６で、第二部品２０を着脱自在に上下方向に移動可能にかつ回転可能に保持することができる。

また、チャック部６の位置、すなわち、第二部品２０の位置を検出するセンサ９がベース部２に配置されている。これにより、センサ９で検出したチャック部６の位置に基づいて、すなわち、圧入段階、噛み合わせ段階、ねじ締め段階などの段階に応じて、第二部品２０を第一部品１０に向けて押圧する荷重を変更すべく、上下可動部３の下降で生じる力を上下駆動モータ４で制御する。

次に、本発明のねじ締め付け方法について図３〜６を参照しつつ説明する。最初に、圧入段階では、チャック６で保持した第二部品２０を、第一部品１０に向けて下降させ、第一部品１０のＯリング１２が第二部品２０に触れていない、図３に示す位置と、第一部品１０のＯリング１２が潰されて第二部品２０の内周面に当接している、図４に示す位置を通って、第一部品１０の雄ねじ部１１と第二部品２０の雌ねじ部２１が当接する図５に示す位置まで、第二部品２０を下降させる。なお、この時に可動部３が第二部品２０を押圧する第一の荷重の大きさは、第一部品１０のＯリング１２が潰されるのに必要な大きさに選択されている。

次に、ねじ部の噛み合わせ段階では、図５に示す第一部品１０の雄ねじ部１１と第二部品２０の雌ねじ部２１が当接する位置から、第一部品１０の雄ねじ部１１の入口と第二部品２０の雌ねじ部２１の入口が一致する位置、すなわち、第一部品１０の雄ねじ部１１と第二部品２０の雌ねじ部２１が噛み合った位置まで、チャック６で保持した第二部品２０を、第一部品１０に関して相対的に回転させる。なお、この時に可動部３が第二部品２０を押圧する第二の荷重の大きさは、Ｏリング１２が潰されるのに要するほどの大きさが要求されないので、第一の荷重よりも小さな大きさが選択されている。

最後に、ねじ締め付け段階では、第一部品１０の雄ねじ部１１と第二部品２０の雌ねじ部２１が噛み合った位置から、第一部品１０の雄ねじ部１１と第二部品２０の雌ねじ部２１が係合した図６に示す位置まで、チャック６で保持した第二部品２０を、第一部品１０に関して相対的に回転させる。なお、この時に可動部３が第二部品２０を押圧する第三の荷重の大きさは、ねじ締めによる回転方向の力が第一部品１０と第二部品２０を近づける力に変換されるので、第二の荷重よりも小さくてもよい。このように、ねじ部の噛み合わせ段階とねじ締め付け段階では、圧入段階中の押圧荷重よりも小さな押圧荷重で、第一部品１０と第二部品２０を相対的に回転させることができるので、確実に第一部品１０と第二部品２０を圧入状態でねじ締め付けすることができる。

なお、上記の段階における押圧荷重は、第二の荷重の大きさは、第一の荷重の大きさの約２分の１であり、第三の荷重の大きさは、第一の荷重の大きさの約３分の１であると好ましい。

また、不動の第一部品１０と、チャック６で保持する第二部品２０の形態は、逆であってもよい。

本発明のねじ締め付け方法で用いるねじ締め付け装置を示す全体図である。 本発明のねじ締め付け方法で用いる用いる第一部品と第二部品の部分断面図である。 第一部品のＯリングが第二部品に触れていない状態を示す図である。 第一部品のＯリングが潰されて第二部品の内周面に当接している状態を示す図である。 第一部品の雄ねじ部と第二部品の雌ねじ部が当接する状態を示す図である。 第一部品の雄ねじ部と第二部品の雌ねじ部が係合した状態を示す図である。 従来のねじ締め付け装置を示す全体図である。

符号の説明

１０…第一部品
１１…第一部品のねじ部
２０…第二部品
２１…第二部品のねじ部

Claims (2)

1. ねじ部を有する第一部品と、前記ねじ部と係合するねじ部を有する第二部品を圧入状態でねじ締め付けする方法において、
   前記第一部品と前記第二部品を第一の荷重で互いに向けて押圧することにより、前記第一部品と前記第二部品を一定の相対距離まで圧入する段階と、
   前記第一部品と前記第二部品を、前記第一の荷重よりも小さな第二の荷重で互いに向けて押圧しつつ、前記第一部品と前記第二部品を相対的に回転させることにより、前記第一部品のねじ部と前記第二部品のねじ部を噛み合わせる段階と、
   前記第一部品と前記第二部品を、前記第二の荷重よりも小さな第三の荷重で互いに向けて押圧しつつ、前記第一部品と前記第二部品をさらに相対的に回転させることにより、前記第一部品と前記第二部品をねじ締めする段階とを備えていることを特徴とするねじ締め付けする方法。
2. 前記第二の荷重の大きさは、前記第一の荷重の大きさの約２分の１であり、前記第三の荷重の大きさは、前記第一の荷重の大きさの約３分の１であることを特徴とする請求項１に記載のねじ締め付けする方法。

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