(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のねじを複数箇所に予め設定された設定締め付けトルクで同時に締め付けるように締め付けるねじ締め装置であって、
回転に対応してパルス信号を発生するエンコーダが取り付けられたモータによってそれぞれ駆動され、前記複数のねじをそれぞれねじ締めする複数のねじ締め手段と、
前記複数のねじ締め手段を同期しながら制御する同期制御手段とを有し、
設定締め付けトルクに達するまでの目標設定トルクを複数の段階に設定し、
前記同期制御手段は、各段階で、前記複数のねじのすべての締め付けトルクが前記目標設定トルクに達するまで、締め付けトルクを前記目標設定トルクに保持したまま、前記エンコーダからのパルス信号に基づいて、前記複数のねじ締め手段を待機させ、前記複数のねじのすべての締め付けトルクが前記目標設定トルクに達した後に、前記複数のねじ締め手段によるねじ締めを再開させ、前記複数の段階が終了して前記複数のねじのすべての締め付けトルクが前記設定締め付けトルクに達すると、更に所定のホールド時間だけ前記設定締め付けトルクに保った後に、前記複数のねじのすべてのねじ締めを終了する
ことを特徴とするねじ締め装置。
【請求項２】
複数のねじを複数箇所に予め設定された設定締め付けトルクで同時に締め付けるように締め付けるねじ締め方法であって、
前記複数のねじは、右回りのねじと、左回りのねじとから成り、
前記右回りのねじと前記左回りのねじを、被締め付け体に生じる回転トルクを抑制するようにねじ締めする
ことを特徴とするねじ締め方法。
【請求項３】
請求項２記載のねじ締め方法において、
前記複数のねじの内、前記右回りのねじの個数と前記左回りのねじの個数とが、同数で
ある
ことを特徴とするねじ締め方法。
【請求項４】
複数のねじを複数箇所に予め設定された設定締め付けトルクで同時に締め付けるように締め付けるねじ締め装置であって、
前記複数のねじは、右回りのねじと、左回りのねじとから成り、
前記右回りのねじを締める右回りねじ締め手段と、
前記左回りのねじを締める左回りねじ締め手段と、
前記右回りねじ締め手段と前記左回りねじ締め手段とを、被締め付け体に生じる回転トルクを抑制するようにねじ締め制御する制御手段と
を有することを特徴とするねじ締め装置。
【請求項５】
請求項４記載のねじ締め装置において、
前記複数のねじの内、前記右回りのねじの個数と前記左回りのねじの個数とが、同数である
ことを特徴とするねじ締め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ねじ締め方法及び装置に係り、特に複数のねじをほぼ同時に締め付けるねじ締め方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器や精密機械等の各種産業における組立て作業において、ねじ締め作業は最も基本的なものである。
従来のねじ締め方法についてＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ、固定磁気ディスク装置）装置の組立て作業を例に図６を用いて説明する。図６は、ＨＤＤ装置を示す斜視図である。
【０００３】
図６に示すように、制御用のＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）１０９等が取付けられたＨＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ）コントロール基板１１０の裏側には、ディスク１１４を回転するためのスピンドルモータ１１２が取り付けられている。一方、ＨＤコントロール基板１１０の表側には、複数のディスク１１４が設けられている。これらのディスク１１４間にはスペーサ（図示せず）が挟まれており、このスペーサにより各ディスク１１４は所定の距離ずつ離間している。
【０００４】
最上段のディスク１１４上にはディスククランプ１１６が取り付けられている。そしてディスククランプ１１６には４つのねじ穴１１８ａ乃至１１８ｄが形成されており、４本のねじを用いて締め付けることにより全てのディスク１１４がスピンドルモータ１１２の回転軸（図示せず）に固定される。ディスククランプ１１６には４つのねじ穴１１８ａ乃至１１８ｄが設けられているため、ねじ締め作業においては、ディスク１１４が歪んでしまうのを防止すべく、対角のねじを選びながら、小さなトルクから大きなトルクへと数回に分けて全部のねじ締めを行っていた。
【０００５】
そして、ＨＤコントロール基板１１０上に、磁気ヘッド１２２が設けられた複数のアーム１２４が取り付けられたヘッド駆動装置１２０を取り付け、ＨＤＤ装置が完成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなディスククランプ１１６に対してねじ締めを行う場合には、ディスククランプ１１６が歪みながら締め付けられるため、ディスク１１４に歪みが生じてしまうことがあった。ＨＤＤ装置では、磁気ヘッド１２２がディスク１１４に接近して設けられるため、ディスク１１４の歪みは致命的な障害となる。従って、ディスククランプ１１６に歪みを生じさせることなくねじ締めを行うことが求められる。
【０００７】
そこで、複数のねじを同時に締め付けることができるねじ締め装置を用い、複数のねじを同時に締め付けることが考えられる。しかし、単に複数のねじを同時に締め付けるようにしても、ねじのバラツキ、ディスククランプ等の被締め付け体のバラツキ、ねじ締め装置のビットの回転数や発生トルクのバラツキ等の様々な要素により、ディスククランプ等の被締め付け体に歪みを生じることなくねじを締め付けることは非常に困難であった。
【０００８】
また、ねじを締め付けることによりディスククランプ等の被締め付け体に回転トルクが生じるが、複数のねじを同時に締め付けると、被締め付け体の回転トルクはねじの個数倍となってしまう。このため、被締め付け体の回転を防止するために、その回転トルクに相当する力で被締め付け体を押さえなければならないという問題もあった。
【０００９】
本発明の目的は、被締め付け体に歪みを生じさせることなくねじを締め付けることができるねじ締め方法及び装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、複数のねじを同時に締め付ける場合であっても被締め付け体に生じる回転トルクを抑制することができるねじ締め方法及び装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、複数のねじを複数箇所に予め設定された設定締め付けトルクで同時に締め付けるように締め付けるねじ締め装置であって、回転に対応してパルス信号を発生するエンコーダが取り付けられたモータによってそれぞれ駆動され、前記複数のねじをそれぞれねじ締めする複数のねじ締め手段と、前記複数のねじ締め手段を同期しながら制御する同期制御手段とを有し、設定締め付けトルクに達するまでの目標設定トルクを複数の段階に設定し、前記同期制御手段は、各段階で、前記複数のねじのすべての締め付けトルクが前記目標設定トルクに達するまで、締め付けトルクを前記目標設定トルクに保持したまま、前記エンコーダからのパルス信号に基づいて、前記複数のねじ締め手段を待機させ、前記複数のねじのすべての締め付けトルクが前記目標設定トルクに達した後に、前記複数のねじ締め手段によるねじ締めを再開させ、前記複数の段階が終了して前記複数のねじのすべての締め付けトルクが前記設定締め付けトルクに達すると、更に所定のホールド時間だけ前記設定締め付けトルクに保った後に、前記複数のねじのすべてのねじ締めを終了することを特徴とするねじ締め装置により達成される。これにより、複数のねじの締め付けトルクをほぼ同じに増加することができるので、被締め付け体に歪みを生じさせることなくねじを締め付けることができる。
【００１２】
また、上記目的は、複数のねじを複数箇所に予め設定された設定締め付けトルクで同時に締め付けるように締め付けるねじ締め方法であって、前記複数のねじは、右回りのねじと、左回りのねじとから成り、前記右回りのねじと前記左回りのねじを、被締め付け体に生じる回転トルクを抑制するようにねじ締めすることを特徴とするねじ締め方法により達成される。これにより、被締め付け体に生じる右回りの回転トルクと左回りの回転トルクとが互いに打ち消しあうため、複数のねじを同時に締め付ける場合であっても被締め付け体に生じる回転トルクを抑制することができる。
また、上記のねじ締め方法において、前記複数のねじの内、前記右回りのねじの個数と前記左回りのねじの個数とが、同数であることが望ましい。
【００１３】
また、上記目的は、複数のねじを複数箇所に予め設定された設定締め付けトルクで同時に締め付けるように締め付けるねじ締め装置であって、前記複数のねじは、右回りのねじと、左回りのねじとから成り、前記右回りのねじを締める右回りねじ締め手段と、前記左回りのねじを締める左回りねじ締め手段と、前記右回りねじ締め手段と前記左回りねじ締め手段とを、被締め付け体に生じる回転トルクを抑制するようにねじ締め制御する制御手段とを有することを特徴とするねじ締め装置により達成される。これにより、被締め付け体に生じる右回りの回転トルクと左回りの回転トルクとが互いに打ち消しあうため、複数のねじを同時に締め付ける場合であっても被締め付け体に生じる回転トルクを抑制することができる。
また、上記のねじ締め装置において、前記複数のねじの内、前記右回りのねじの個数と前記左回りのねじの個数とが、同数であることが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態によるねじ締め方法及び装置を図１乃至図４を用いて説明する。図１は、本実施形態によるねじ締め装置を示すブロック図である。なお、図１におけるドライバユニット１４ａ乃至１４ｄは、ドライバユニット１４ａ乃至１４ｄの下側、即ちビット１６ａ乃至１６ｄの側から見たものである。図２は、本実施形態によるねじ締め装置のドライバユニットを示す側面図である。図３は、本実施形態によるねじ締め装置のねじ締め制御手段とドライバユニットを示すブロック図である。図４は、本実施形態によるねじ締め方法及び装置の動作を示すタイムチャートである。なお、本実施形態では、図６に示すようなＨＤＤ装置のディスククランプのねじ締めを例として説明する。
【００１５】
（全体構成）
まず、本実施形態によるねじ締め装置の全体構成を図１を用いて説明する。
本実施形態によるねじ締め装置は、同期制御手段１０と、４つのねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄと、４つのドライバユニット１４ａ乃至１４ｄとにより構成されている。
【００１６】
本実施形態によるねじ締め装置は、４つのドライバユニット１４ａ乃至１４ｄによるねじの締め付けトルクがほぼ同じに増加するように、４つのねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄを同期制御手段１０により同期制御するものである。設定締め付けトルクに達するまでの目標設定トルクを細かく、例えば８段階に設定し、各段階で４つのねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄが全て目標設定トルクに達するまで必要に応じて待機し、結果的に４つのねじの締め付けトルクが同じに増加するように同期制御することを主な特徴としている。
【００１７】
本実施形態によるねじ締め装置は、図１に示すように、工場等におけるねじ締め作業全体を制御するシーケンサ１５に接続されている。シーケンサ１５からねじ締め装置に対して、ねじ締め作業の開始・終了の命令が与えられ、この命令に基づいてねじ締め装置は所定のねじ締め動作を行う。
（ドライバユニット）
次に、本実施形態によるねじ締め装置のドライバユニットについて、図１乃至図３を用いて説明する。
【００１８】
図１に示すように、ドライバユニット１４ａ乃至１４ｄのビット１６ａ乃至１６ｄは、図６に示すＨＤＤ装置のディスククランプ１１６のねじ穴１１８ａ乃至１１８ｄの位置に対応するように位置合わせされている。
図２はドライバユニット１４の側面図である。図２からわかるように、本実施形態によるねじ締め装置のドライバユニット１４は、ビット１６が設けられたドライバヘッド部１８とサーボモータ２０とをオフセットして回転軸の位置をずらしたものである。このような構造にすることにより、複数のドライバユニット１４ａ乃至１４ｄのビット１６ａ乃至１６ｄの位置を、図６に示すディスククランプ１１６のねじ穴１１８ａ乃至１１８ｄに対応して接近させることが可能となっている。
【００１９】
また、サーボモータ２０の回転軸には、サーボモータ２０の回転に対応してパルス信号を発生するエンコーダ２２が取り付けられている。
なお、エンコーダ２２及びサーボモータ２０はコネクタ２３を介してねじ締め制御手段１２に接続されており、ドライバユニット１４はねじ締め制御手段１２により制御される（図３参照）。
【００２０】
また、ドライバユニット１４のドライバヘッド部１８の先端部には、回転軸方向にスライド可能なスリーブ２４が設けられている。スリーブ２４はビット１６を覆うように設けられており、スリーブ２４に設けられた吸気管２６から空気を吸気すると、ねじの頭がビット１６に吸着される。
（ねじ締め制御手段）
次に、本実施形態によるねじ締め装置のねじ締め制御手段について図１、図３を用いて説明する。
【００２１】
図１に示すように、ねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄはドライバユニット１４ａ乃至１４ｄに対して１つずつ設けられ、シーケンサ１５や同期制御手段１０からの命令によりドライバユニット１４ａ乃至１４ｄを制御するものである。
図３に示すように、ねじ締め制御手段１２には、操作・表示部２８が設けられている。操作・表示部２８においては、設定スイッチ（図示せず）などを用いて、締め付けトルクの設定、及びねじの回転方向の設定が行われる。そして、設定された締め付けトルク値、及び回転方向は、操作・表示部２８に設けられたＬＥＤ等により表示される。
【００２２】
操作・表示部２８は制御部３０に接続されており、制御部３０により設定内容が適宜読み込まれると共に、制御部３０からの表示情報等が操作・表示部２８により表示される。
また、制御部３０には外部制御インターフェイス部３２が接続されている。制御部３０は、外部制御インターフェイス部３２を介して同期制御手段１０やシーケンサ１５との間で信号の入出力を行う。
【００２３】
同期制御手段１０からは、例えば、８段階に分けてねじ締めを行う旨の情報が、予め外部制御インターフェイス部３２を介して制御部３０に入力される。制御部３０は、例えば８段階に分けてねじ締めを行う旨の情報と設定ねじ締めトルク値とから各段階における目標設定トルクを求め、各段階のねじ締めにおいてはそれぞれ目標設定トルクに達するようにねじ締めを行うこととなる。
【００２４】
制御部３０は、シーケンサ１５や同期制御手段１０からの命令により、サーボ回路３４を制御してドライバユニット１４のサーボモータ２０を回転させる。そしてドライバユニット１４のサーボモータ２０に取り付けられたエンコーダ２２からのパルス信号を確認しながら適切な回転数でねじ締め制御を行う。そして、ねじの締め付けトルクが各段階における目標設定トルクに達すると、同期制御手段１０に信号を出力し、同期制御手段１０からの命令があるまで待機する。再び同期制御手段１０から命令があると、ねじ締め制御手段１２は再びねじ締めを開始する。そして同様にして、段階的にねじを締め付けていく。なお、ねじ締め制御手段１２の総合的な動作については後述する。
【００２５】
（同期制御手段）
次に、本実施形態によるねじ締め装置の同期制御手段について図１及び図４を用いて説明する。
同期制御手段１０は、４つのドライバユニット１４ａ乃至１４ｄによる締め付けトルクがほぼ同じに増加するように、４つのねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄを同期制御するものである。
【００２６】
同期制御手段１０には、上記に示したように、例えば８段階に分けてねじ締めを行う旨の情報が予め記憶されている。上述したように、この情報はねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄに出力される。
ねじ締め作業においては、同期制御手段１０は、ねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄから出力されるＳＹＮＣ信号を監視し、全てのねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄからＳＹＮＣ信号が出力されると、全てのねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄにおいてねじの締め付けトルクが目標設定トルクに達したと判断し、ねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄに対してＡＣＫ信号を出力する。
【００２７】
ＡＣＫ信号が出力されると、ねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄは再びねじ締めを再開し、次の段階の目標設定トルクに達するまでねじ締めを行う。同様にして、４つのねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄは４つのねじの締め付けトルクが同じに増加するように同期制御され、４つのねじはほぼ均等な締め付けトルクで締め付けられていく。なお、同期制御手段１０の総合的な動作については後述する。
【００２８】
また、同期制御手段１０には、ホールド時間を設定するためのホールド時間設定スイッチ（図示せず）が設けられている。ホールド時間とは、最終的なねじの締め付けトルクを安定させるために、設定締め付けトルクで一定時間ねじを締め付ける時間のことである。ホールド時間設定スイッチを切り換えることにより、ホールド時間は、例えば５０ｍｓ又は２００ｍｓに設定される。
【００２９】
（シーケンサ）
次に、工場等におけるねじ締め作業全体を制御するシーケンサ１５について図１及び図４を用いて説明する。
図１に示すように、シーケンサ１５は、本実施形態によるねじ締め装置の同期制御手段１０やねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄに接続され、所定の命令を与えることによりねじ締め作業を制御する。
【００３０】
図４に示すように、シーケンサ１５は、ねじ締め作業の開始を示すＳＴＡＲＴ信号を出力する。ＳＴＡＲＴ信号が入力されると、ねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄは直ちにドライバユニット１４ａ乃至１４ｄを制御してねじ締めを開始する。
そして、シーケンサ１５は、ねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄから出力されるＭＴＤＶ（ａ）信号乃至ＭＴＤＶ（ｄ）信号を監視し、ＭＴＤＶ（ａ）信号乃至ＭＴＤＶ（ｄ）信号の出力の終了によってねじ締めが終了したことを判断し、ＳＴＡＲＴ信号の出力を終了する。これにより一連のねじ締め作業が完了することとなる。なお、ＭＴＤＶ（ａ）信号乃至ＭＴＤＶ（ｄ）信号は、ねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄが動作中であることを示す信号である。また、シーケンサ１５の総合的な動作については後述する。
【００３１】
（ねじ締め動作）
次に、本実施形態のねじ締め装置を用いたねじ締め方法について図３及び図４を用いて説明する。
まず、本実施形態によるねじ締め装置の初期設定について図３を用いて説明する。
【００３２】
ねじ締め作業の初期設定においては、まず、同期制御手段１０とねじ締め制御手段１２のパワースイッチ（図示せず）をそれぞれＯＮにする。
同期制御手段１０は、８段階に分割してねじ締めを行う旨の情報をねじ締め制御手段１２に対して出力する。これに対して、ねじ締め制御手段１２の制御部３０では、８段階に分割してねじ締めを行う旨の情報を記憶する。
【００３３】
そして、同期制御手段１０とねじ締め制御手段１２の動作設定を行う。同期制御手段１０については、ホールド時間設定スイッチを操作して、所望のホールド時間、例えば２００ｍｓに設定する。ねじ締め制御手段１２については、操作・表示部２８の操作ボタン等を操作して、締め付けトルクの設定、及びねじ締めの回転方向の設定を行う。
【００３４】
こうして本実施形態によるねじ締め装置の初期設定が完了する。
次に、本実施形態によるねじ締め装置を用いたねじ締め方法について図１、図３、及び図４を用いて説明する。
まず、図４に示すように、シーケンサ１５からねじ締めを開始する旨のＳＴＡＲＴ信号が出力される。
【００３５】
ＳＴＡＲＴ信号が入力されると、ねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄは、ねじ締めの準備段階に入り、それぞれドライバユニット１４ａ乃至１４ｄのサーボモータ２０を回転させ始める。これにより、それぞれのドライバユニット１４ａ乃至１４ｄのサーボモータ２０は、軽いトルクで回転するアイドリング状態となる。図４のタームチャートにおけるＤｒｉｖｅｒ（ａ）、Ｄｒｉｖｅｒ（ｂ）、Ｄｒｉｖｅｒ（ｃ）、Ｄｒｉｖｅｒ（ｄ）は、それぞれドライバユニット１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの動作状態を示したものである。それぞれのドライバユニット１４ａ乃至１４ｄのスリーブ２４の吸気管２６から空気を吸気すると、それぞれのビット１６ａ乃至１６ｄの先端にはねじの頭が吸着される。そして、サーボモータ２０がアイドリング状態で回転しているため、ねじの頭の溝はビット１６ａ乃至１６ｄに確実に噛み合い、これによりねじ締めの準備が完了する。
【００３６】
ねじ締めの準備が完了すると、ねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄはそれぞれＳＹＮＣ（ａ）信号乃至ＳＹＮＣ（ｄ）信号を出力し、待機状態に入る（Ｗａｉｔ）。図４のタームチャートにおいて、ＳＹＮＣ（ａ）信号、ＳＹＮＣ（ｂ）信号、ＳＹＮＣ（ｃ）信号、ＳＹＮＣ（ｄ）信号は、それぞれねじ締め制御手段１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄから出力されるＳＹＮＣ信号を示したものである。
【００３７】
一方、同期制御手段１０は、ＳＹＮＣ（ａ）信号乃至ＳＹＮＣ（ｄ）信号を監視し、全てのＳＹＮＣ信号が出力されたことを確認すると、ねじ締めの準備が整ったと判断して、１回目のＡＣＫ信号（図４におけるＡＣＫ１）を出力する。
それぞれのねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄは、１回目のＡＣＫ信号が入力されると、ドライバユニット１４ａ乃至１４ｄを制御し、ねじ締めを開始する。ねじ締めが開始されると、図４に示すように、トルクが徐々に上昇していく。そして、ねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄは、ねじの締め付けトルクが１段階目の目標設定トルクに達するまでねじ締めを行う。そして、ねじの締め付けトルクが１段階目の目標設定トルクに達すると、ねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄはそれぞれドライバユニット１４ａ乃至１４ｄのサーボモータ２０が停動し、ＳＹＮＣ（ａ）信号乃至ＳＹＮＣ（ｄ）信号を出力し、待機状態に入る（Ｗａｉｔ）。
【００３８】
一方、同期制御手段１０は、ＳＹＮＣ（ａ）信号乃至ＳＹＮＣ（ｄ）信号を監視し、全てのＳＹＮＣ信号が出力されたことを確認すると、ねじの締め付けトルクが１段階目の目標設定トルクに達したと判断して、２回目のＡＣＫ信号（図４におけるＡＣＫ２）を出力する。
これに対し、それぞれのねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄは、２回目のＡＣＫ信号が入力されると、ねじ締めを再開し、２段階目の目標設定トルクまでねじを締め付けるべくドライバユニット１４ａ乃至１４ｄを制御する。
【００３９】
この後も同様にしてねじ締めを行っていくと、結果的に４つのねじの締め付けトルクが同じに増加するように、ねじ締めが行われることとなる。
そして、７段階目のねじ締めによって、ねじの締め付けトルクがねじ締め制御手段の操作・表示部から予め設定した設定締め付けトルクに達する。
ねじの締め付けトルクが設定締め付けトルクに達すると、ねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄはその設定締め付けトルクを保ったまま、それぞれＳＹＮＣ（ａ）信号乃至ＳＹＮＣ（ｄ）信号を出力する。そして全てＳＹＮＣ信号が出力されると、同期制御手段１０は８回目のＡＣＫ信号（図４におけるＡＣＫ８）を出力する。このＡＣＫ信号はホールド時間に相当する時間、例えば２００ｍｓ間に亘って出力される。
【００４０】
ねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄは、８回目のＡＣＫ信号が出力されている間、ねじの締め付けトルクを設定締め付けトルクに保ち、ねじの締め付けトルクを安定させる。
そして、８回目のＡＣＫ信号の出力が終了すると、ねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄはねじ締めを終了する。
【００４１】
一方、シーケンサ１５は、ねじ締め制御手段１２ａ乃至１２ｄから出力されるＭＴＤＶ（ａ）信号乃至ＭＴＤＶ（ｄ）信号を監視しており、ＭＴＤＶ（ａ）信号乃至ＭＴＤＶ（ｄ）信号の出力の終了によってねじ締めが終了したことを判断し、ＳＴＡＲＴ信号の出力を終了する。これにより、ねじ締め作業が完了することとなる。
【００４２】
このように本実施形態によれば、設定締め付けトルクに達するまでの目標設定トルクを細かく設定し、ねじ締めの各段階においてねじの締め付けトルクが目標設定トルクに達するまで必要に応じて待機するので、結果的にすべてのねじの締め付けトルクが同じに増加するように同期制御することができ、これにより被締め付け体に歪みを生じさせることなくねじを締め付けることができる。
【００４３】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態によるねじ締め方法及び装置を図５を用いて説明する。図５は、本実施形態によるねじ締め装置を示すブロック図である。なお、図５におけるドライバユニット１４ａ乃至１４ｄは、ドライバユニット１４ａ乃至１４ｄの下側、即ちビット１６ａ乃至１６ｄの側から見たものである。図１乃至図４に示す第１実施形態によるねじ締め方法及び装置と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。なお、本実施形態では、図６に示すような４本のねじにより固定されるＨＤＤ装置のディスククランプのねじ締めを例に説明する。
【００４４】
図６に示すようなＨＤＤ装置のディスククランプ１１６に対して、同時に複数のねじ締めを行うと、通常はディスククランプ１１６の回転トルクはねじの個数倍となる。そこで、本実施形態では、右回りのねじの個数と左回りのねじの個数とを同数とし、これらのねじをほぼ同時にねじ締めすることにより、ディスククランプ１１６に生じる右回りの回転トルクと左回りの回転トルクとが互いに打ち消しあうようにすることに主な特徴がある。これにより複数のねじを同時に締め付ける場合であってもディスククランプ１１６に生じる回転トルクを抑制することができる。なお、本実施形態によるねじ締め方法及び装置は、ねじの回転方向が第１実施形態と異なっている他は、第１実施形態と同様である。
【００４５】
上記に示した理由から本実施形態では、右回りのねじの個数と、左回りのねじの個数とを同数とする。従って、図６に示すＨＤＤ装置のディスククランプ１１６のねじ穴１１８ａ、１１８ｃについては右回りのねじを用い、ねじ穴１１８ｂ、１１８ｄについては左回りのねじを用いる。
ねじ締め装置の初期設定にあたっては、ねじ締め制御手段１２ａ、１２ｃについては、それぞれの操作・表示部２８を操作することにより、ねじの回転方向を右回りに設定する。一方、ねじ締め制御手段１２ｂ、１２ｄについては、それぞれの操作・表示部２８を操作することにより、ねじの回転方向を左回りに設定する。
【００４６】
これにより、ディスククランプ１１６にねじを締め付ける際には、図５に矢印で示すように、ドライバユニット１４ａ、１４ｃのビット１６ａ、１６ｃは右回りに回転し、ねじは右回りに締め付けられる。一方、ドライバユニット１４ｂ、１４ｄのビット１６ｂ、１６ｄは左回りに回転し、ねじは左回りに締め付けられる。
【００４７】
右回りのねじ締めによってディスククランプ１１６にはねじ２本分の右回りの回転トルクが生じ、左回りのねじ締めによってディスククランプ１１６にはねじ２本分の左回りの回転トルクが生じる。ところが、右回りのねじの個数と、左回りのねじの個数とが同じであるため、ディスククランプ１１６の右回りの回転トルクと左回りの回転トルクとは打ち消し合うこととなる。これにより、ディスククランプ１１６に生じる回転トルクが抑制される。ディスククランプ１１６には強い回転トルクが発生しないので、強い力でディスククランプ１１６を押さえる必要がない。
【００４８】
また、ねじ締めにおいては、図４に示すように、第１実施形態と同様にして、設定締め付けトルクに達するまでの目標設定トルクを細かく設定し、ねじ締めの各段階においてねじの締め付けトルクが目標設定トルクに達するまで必要に応じて待機し、結果的にすべてのねじの締め付けトルクが同じに増加するように同期制御する。
【００４９】
このように本実施形態によれば、右回りのねじの個数と左回りのねじの個数とを同数とし、これらのねじをほぼ同時にねじ締めするので、被締め付け体に生じる右回りの回転トルクと左回りの回転トルクとが互いに打ち消しあい、これにより複数のねじを同時に締め付ける場合であっても被締め付け体に生じる回転トルクを抑制することができる。
【００５０】
［変形実施形態］
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、第１及び第２実施形態では、４つのねじを同時に締め付けるべく４つのドライバユニットを設けたが、４つに限定されるものではなく、被締め付け体に締め付けるべきねじの個数にあわせて適宜ドライバユニットやねじ締め制御手段を設ければよい。
【００５１】
また、第１及び第２実施形態では、ＨＤＤ装置のディスククランプのねじ締めを例に説明したが、ＨＤＤ装置のディスククランプのねじ締めに限定されるものではなく、例えばクッション材を挟んだガスケットカバーのねじ締め等、複数のねじ穴を有する被締め付け体であればあらゆる被締め付け体のねじ締めに適用することができる。
【００５２】
また、第１及び第２実施形態では、同期制御手段とねじ締め制御手段とドライバユニットとをそれぞれ別個に設けたが、適宜一体に形成してもよい。
また、第１及び第２実施形態では、８段階に分けてねじ締めを行う場合を例に説明したが、８段階に限定されるものではなく、被締め付け体やねじの種類・長さ等の条件に応じて適宜設定すればよい。
【００５３】
また、第１及び第２実施形態では、ＳＴＡＲＴ信号、ＭＴＤＶ信号、ＳＹＮＣ信号、及びＡＣＫ信号を図４に示すようなタイムチャートで出力したが、信号の形式やタイミング等はこれらに限定されるものではなく、上記のようにねじ締めが行えるならば適宜信号の形式やタイミング等を設定してもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、設定締め付けトルクに達するまでの目標設定トルクを細かく設定し、ねじ締めの各段階においてねじの締め付けトルクが目標設定トルクに達するまで必要に応じて待機するので、結果的にすべてのねじの締め付けトルクが同じに増加するように同期制御することができ、これにより被締め付け体に歪みを生じさせることなくねじを締め付けることができる。
【００５５】
また、本発明によれば、右回りのねじの個数と左回りのねじの個数とを同数とし、これらのねじをほぼ同時にねじ締めするので、被締め付け体に生じる右回りの回転トルクと左回りの回転トルクとが互いに打ち消しあい、これにより複数のねじを同時に締め付ける場合であっても被締め付け体に生じる回転トルクを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態によるねじ締め装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるねじ締め装置のドライバユニットを示す側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるねじ締め装置のねじ締め制御手段とドライバユニットを示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるねじ締め方法及び装置の動作を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態によるねじ締め装置を示すブロック図である。
【図６】ＨＤＤ装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０…同期制御手段
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ…ねじ締め制御手段
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ…ドライバユニット
１５…シーケンサ
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ…ビット
１８…ドライバヘッド
２０…サーボモータ
２２…エンコーダ
２３…コネクタ
２４…スリーブ
２６…吸気管
２８…操作・表示部
３０…制御部
３２…外部制御インターフェイス部
３４…サーボ回路
１０９…ＩＣ
１１０…ＨＤコントロール基板
１１２…スピンドルモータ
１１４…ディスク
１１６…ディスククランプ
１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃ、１１８ｄ…ねじ穴
１２０…ヘッド駆動装置
１２２…磁気ヘッド
１２４…アーム
【図１】
0003569619.tif 000002
【図２】
0003569619.tif 000003
【図３】
0003569619.tif 000004
【図４】
0003569619.tif 000005
【図５】
0003569619.tif 000006
【図６】
0003569619.tif 000007