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ねじの操作装置 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P110003834
整理番号 H21-121
掲載日 2011年6月30日
出願番号 特願2011-071327
公開番号 特開2012-206177
登録番号 特許第5704644号
出願日 平成23年3月29日(2011.3.29)
公開日 平成24年10月25日(2012.10.25)
登録日 平成27年3月6日(2015.3.6)
発明者
  • 岡田 学
出願人
  • 独立行政法人国立高等専門学校機構
発明の名称 ねじの操作装置 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】締付け力が均一でかつ高精度であるボルト等のねじ類の締付け方法、およびそれに用いる装置を提供すること。
【解決手段】ねじの締め付けにおける摩擦力の影響を減少させるために、振動による摩擦力低減効果を利用すること、振動の効果を高めるために振動の共振を利用すること、振動体の振動を妨げないために振動の節で支持することを特徴とするねじ類の締付け方法である。振動は、振動子1が発生させ、それにより振動体2を共振させる。ボルトまたはナットを、共振による振動振幅が極大となる位置12に置いて加振することによって、振動による摩擦低減効果を高めて締付けを行う。レンチを回転させる支持部4を、振動振幅が極小となる位置13にすることによって、振動への妨げを最小にして締付を行う。
【選択図】図4
従来技術、競合技術の概要



従来からボルト等のねじは、機械装置、電気装置、化学装置、建物、橋梁等の組み立て等、広い範囲にわたって使用されている。





ねじの締付力は、通常はJIS B 1083の「ねじの締付け通則」に規定されている「トルク法」、すなわち締付けトルクで管理するのが一般的である。しかしながら、締付けトルクを一定にしても締付力のばらつきが大きくなり、締付力管理の信頼性が十分とは言えなかった。その理由は、ねじと締結物の表面あらさのばらつきのために、表面の付着物や酸化等の変質のために、あるいは締付時に摺動面の接触圧力が不均一となり、摺動面の局所的に接触圧力の高い部分において摺動面が互いに食い込みを生じたり癒着を生じたりして、ねじ頭と座面間の摩擦係数および雄ねじと雌ねじ間の摩擦係数が一本一本異なる値となることによる。





ねじの締付力が適切でないと、ねじに緩みを生じたり、あるいは金属疲労によってねじが折れたりねじ山が潰れたりすることがある。運輸分野や構造物においては、ねじの破損は人命にかかわる重要な問題である。従って、高精度な締付けが実現すれば、機械や構造物の安全性が向上する。また、高精度の締付力が実現すれば、設計において安全係数を低くすることが可能になり、軽量化や生産費用削減が実現できる。





摩擦力の影響を減少させる手段として、振動による摩擦力低減効果(非特許文献1)が知られている。また、振動による各種効果を高める手段として、振動の共振を利用する方法(非特許文献1)、及び振動を伝える振動体の断面積を変化させる方法(非特許文献1)が知られている。





振動において大きな振幅を得る方法として、振動の共振を利用する方法(非特許文献2)と、振動を伝える振動体において振動の入力端の断面積よりも出力端の断面積を小さくすることによって振動の振幅が拡大する効果を利用する方法(非特許文献2)が知られている。

産業上の利用分野



本発明は、ねじ類を締付け、緩めるための装置に関する。特に、精度良く締付ける方法に用いられる装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
振動を発生する振動子(1)と、前記振動の半波長の整数倍の長さを有し、その一端が前記振動子(1)に結合されることにより長さ方向に共振する振動体(2)とを有し、前記振動体(2)の前記長さ方向の前記振動を利用したねじの操作装置であって、
前記振動の腹(12)に位置する前記振動体(2)の取付部(6)に取り付けられるとともに、前記長さ方向と直交する軸線を備えた締付作用部(8)と、
前記取付部(6)の前記長さ方向の両側にある前記振動の節(13,13)にそれぞれ位置する前記振動体(2)の前記長さ方向の二箇所に設けられた一対の支持部(4,4)にそれぞれ先端から二股状に分岐して接続されるとともに、前記長さ方向及び前記締付作用部(8)の前記軸線に沿った方向と直交する方向に伸びるハンドル(11)と、
を具備することを特徴とするねじの操作装置。

【請求項2】
振動を発生する振動子(1)と、前記振動の半波長の整数倍の長さを有し、その一端が前記振動子(1)に結合されることにより長さ方向に共振する振動体(2)とを有し、前記振動体(2)の前記長さ方向の前記振動を利用したねじの操作装置であって、
前記振動の腹(12)に位置する前記振動体(2)の他端に取り付けられるとともに、前記長さ方向に沿った軸線を備えた締付作用部(8)と、
前記振動の二つの節(13,13)にそれぞれ位置する前記振動体2の前記長さ方向の二箇所に設けられた一対の支持部(4,4)にそれぞれ先端から二股状に分岐して接続されるとともに、前記締付作用部(8)の前記軸線と直交する方向に伸びるハンドル(11)と、
を具備することを特徴とするねじの操作装置。

【請求項3】
振動を発生する振動子(1)と、前記振動の半波長の整数倍の長さを有し、その一端が前記振動子(1)に結合されることにより長さ方向に共振する振動体(2)とを有し、前記振動体(2)の前記長さ方向の前記振動を利用したねじの操作装置であって、
前記振動の腹(12)に位置する前記振動体(2)の他端に取り付けられるとともに、前記長さ方向に沿った軸線を備えた締付作用部(8)と、
前記振動の二つの節(13,13)にそれぞれ位置する前記振動体(2)の前記長さ方向の二箇所にそれぞれ環状に設けられた一対の支持部(4,4)を前記締付作用部(8)の前記軸線の周りにそれぞれ回転可能に軸支する一対の軸受(14,14)と、
前記締付作用部(8)に伝えられる締付トルクを加えるための動力源(16)と、
を具備することを特徴とするねじの操作装置。
産業区分
  • その他工作機器
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011071327thum.jpg
出願権利状態 登録
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