(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
穴付きプレート（２）、電気絶縁樹脂製の鍔付き筒状部材（３）、有孔部材（４）及び電気絶縁樹脂製の輪板状部材（５）をこの順序で挿通するボルト（１）に所定の締結力が生じるまでナット（６）を螺合させる螺合装置において、
前記ボルト（１）を前記ナット（６）に螺合させる螺合手段、前記螺合により生じる締結力を検出する締結力検出手段、前記螺合手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、まず前記締結力が所定値に達するまで前記螺合を行わせ、
それにより前記穴付きプレート（２）の内周面及び前記ボルト（１）の外周面の少なくとも一方に設けた突起部を他方により塑性変形させて前記穴付きプレート（２）及び前記ボルト（１）を相対変位規制可能に接合させることによりその後の締結緩め時に前記穴付きプレート（２）を前記ボルト（１）の動きに追従可能とし、
その後、前記締結を緩和し、
その後、再度、所定の締結力が発生するまで前記螺合を行わせることにより締結を行うことを特徴とする螺合装置。
【請求項２】
請求項１記載の螺合装置において、
前記制御手段は、前記ナット（６）を約半回転逆転させて前記締結を緩和する螺合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気絶縁可能な螺合方法及びそれを用いる螺合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気絶縁可能な螺合方法を図７、図８を用いて説明する。
ボルト１、穴付きプレート２、電気絶縁性の鍔付き筒状部材３、ケース（有孔部材）４、電気絶縁性の輪板状部材５、ナット６を準備し、穴付きプレート２、電気絶縁性の鍔付き筒状部材３、ケース４、電気絶縁性の輪板状部材５にボルト１をこの順序で挿通してなるアッセンブリを準備し、人力または螺合装置により所定の締結力が得られるまでボルト１をナット６に螺合させることが、電気端子取り付けなどにおいて広く行われている。１１はボルト１の棒部１２に設けられたローレットである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来においては、図７に示すように締結の際に、穴付きプレート２と鍔付き筒状部材３との間に傾きが生じたことに起因してボルト１がケース４の穴の中心線に対して傾斜したり、あるいは、図８に示すようにボルト１と穴付きプレート２との間に傾きが生じたことに起因してボルト１がケース４の穴の中心線に対して傾斜したりするということが生じ、このため、軟質の鍔付き筒状部材３の鍔部３１の特定の部位に鍔付き筒状部材３の長期許容最大応力値を超える大きな圧縮応力（残留応力）が生じ、この鍔付き筒状部材３の破損を生じる可能性があった。
【０００４】
締結により上述のような軸傾斜が生じた場合における鍔付き筒状部材３に生じる残留応力の変化を図９に示す。なお、本締め付け時、割れ発生残留応力以上の残留応力があった場合、鍔付き筒状部材が破損する可能性が生じる。
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであり、鍔付き筒状部材の残留応力を緩和することが可能な電気絶縁可能な螺合方法及びそれを用いた螺合装置を提供することを、その目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気絶縁可能な螺合を行う螺合装置は、穴付きプレート（２）、電気絶縁性の鍔付き筒状部材（３）、有孔部材（４）及び電気絶縁性の輪板状部材（５）をこの順序で挿通するボルト（１）に所定の締結力が生じるまでナット（６）を螺合させる螺合装置において、前記ボルト（１）を前記ナット（６）に螺合させる螺合手段、前記螺合により生じる締結力を検出する締結力検出手段、前記螺合手段を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、まず前記締結力が所定値に達するまで前記螺合を行わせ、それにより前記穴付きプレート（２）の内周面及び前記ボルト（１）の外周面の少なくとも一方に設けた突起部を他方により塑性変形させて前記穴付きプレート（２）及び前記ボルト（１）を相対変位規制可能に接合させることによりその後の締結緩め時に前記穴付きプレート（２）を前記ボルト（１）の動きに追従可能とし、その後、前記締結を緩和し、その後、再度、所定の締結力が発生するまで前記螺合を行わせることにより締結を行うことを特徴としている。
本発明の電気絶縁可能な螺合を行う螺合装置によれば、嵌合により塑性変形可能な突起部たとえばボルトの根元部の外周面に軸方向へ形成される突条（ローレット）をプレートの内周面及び前記ボルトの外周面の少なくとも一方に設けておき、所定の締結力が得られるまで締め付けた後、緩める。なお、最初の締め付け時の上記塑性変形により穴付きプレート（２）は締結緩め時にボルト（１）の動きに追従する。その後、再び所定の締結力が得られるまで締め付けを行う。
【０００６】
したがって、所定の締め付け力が得られるまでの再度の締め付けにより、図４に示すように、残留応力を割れ発生残留応力よりも低くでき、つまり、締結による鍔付き筒状部材の残留応力の緩和を実現することができ、この応力緩和により鍔付き筒状部材の破損を防止することができる。
そのうえ、この螺合装置は、既存の螺合装置の制御プログラムをわずかに変更するだけで実現することができるという効果も奏することができる。
【０００７】
【発明を実施するための態様】
最初の締結による突起部の塑性変形は、それほど強固なものである必要はなく、その後の緩め及び再締め込みの初期において穴付きプレートがボルトの動きに追従できる程度であればよい。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の好適な態様を図１〜図３を参照しつつ以下の実施例に基づいて説明する。
ボルト１、穴付きプレート２、電気絶縁性の鍔付き筒状部材３、ケース（有孔部材）４、電気絶縁性の輪板状部材５、ナット６を準備し、穴付きプレート２、電気絶縁性の鍔付き筒状部材３、ケース４、電気絶縁性の輪板状部材５にボルト１をこの順序で挿通してなるアッセンブリが準備される。
【０００９】
ボルト１は、一辺が約１７０平方ｍｍの正方形状の頭部を有し、その棒部１２の外径は８ｍｍであり、ローレット１１がボルト１の棒部１２の根元部に設けられている。ローレット１１の最大径は僅かに穴付きプレート２の貫通穴より大きく設定されており、締め付け前にはローレット１１は穴付きプレート２の貫通穴に嵌合していない。穴付きプレート２は約１７０平方ｍｍの正方形の銅薄板に貫通穴を設けてあり、ボルト１と接する面の面積は約１２０平方ｍｍとされている。
【００１０】
鍔付き筒状部材３及び輪板状部材５は、樹脂を素材として成形されており、鍔付き筒状部材３は、約２０平方ｍｍの正方形の鍔部３１と、厚さが約５ｍｍの円筒部３２とからなり、円筒部３２は、ケース（有孔部材）４の貫通孔及びボルト１の棒部１２にそれぞれ遊嵌されており、締め付け後、ボルト１、穴付きプレート２及びナット６は、これら鍔付き筒状部材３及び輪板状部材５によりケース４から電気絶縁される。
【００１１】
以下、本実施例の特徴をなす螺合工程を説明する。
まず最初にナット６を回転させて一回目の締め付けを行う。
この締め付けを行うに際し、もし図７のように穴付きプレート２と鍔付き筒状部材３との間に傾斜があった場合、穴付きプレート２の一部が鍔付き筒状部材３の鍔部３１の一部を強圧し、ここに大きな応力が生じる。もちろん、鍔部３１の上記局部的な応力発生の反力により、穴付きプレート２及びボルト１は傾斜角θ１を減らす向きに付勢され、上記傾斜はある程度は減らされる。しかし、ボルト１を保持するアタッチメントとの遊びの不足やボルト１の軸線を含む面（図５における紙面）における回動抵抗などとの関係で上記傾斜が完全に解消されることは困難であり、その結果、更に締め込むにつれて穴付きプレート２は鍔部３１の上記一部を更に強圧し、鍔部３１のこの部位に強い応力が生じる。
【００１２】
なお、本構成では、ボルト１の根元部（更に詳細にはボルト１の棒部の根元部）の外周面と穴付きプレート２の内周面とのどちらかまたは両方に、この締め付けにより塑性変形して両者を相対変位規制する突起部が設けられているため、上記締め込みにより、穴付きプレート２はボルト１の頭部になじんで密着し、更に言えば両者は半固定的な関係となる。
【００１３】
次に、ナット６を緩めると、穴付きプレート２はボルト１とともに鍔付き筒状部材３の鍔部３１から離れる。
次に、再び締め込みを行う。この時、ボルト１と一体となった穴付きプレート２の主面が鍔付き筒状部材３の鍔部３１の主面に対して傾斜をもつと、穴付きプレート２の主面のうち、鍔部３１に最も近接する部位がまず鍔部３１に接触し、すると、締め込みの持続により、穴付きプレート２のこの鍔部３１に最も近接する部位は両主面が平行となる向きに鍔部３１から反力を受ける。この反力は、鍔付き筒状部材３に半固定されたボルト１に伝達され、ボルト１は、この傾斜復元力により締め込みが本格的となる前に軸線一致方向へ回動し、ボルト１の軸線はケース４の貫通穴のそれと一致した状態でその後の締め付けが完了する。
【００１４】
この実施例の締結により鍔付き筒状部材３に生じる残留応力の変化を図４に示す。したがって、図４に示すように、本締め付け時、鍔付き筒状部材３の残留応力が割れ発生残留応力より低くなるので、鍔付き筒状部材３の残留応力が緩和され、破損が防止できる。
次に、この螺合方法を実施する螺合装置について図５を参照して以下に説明する。
【００１５】
７は螺合を行う締め付け機であり、ボルト１の頭部１０を把持するボルト側チャック７１と、ナット６を把持するナット側チャック７２と、ナット側チャック７２を回転させるモータ８と、モータ８を制御するコントローラ（本発明で言う制御手段）９とを有し、モータ８にはモータ８の回転数及び電流を検出するセンサ（本発明で言う締結力検出手段）８１が内蔵されている。
【００１６】
コントローラ９の制御動作を図６に示すフローチャートを参照して説明する。まず、ボルト１の頭部１０をチャック７１に、ナット６をチャック７２に把持させ（ｓ１００）、次に、仮締め付けを行う（ｓ１０２）。仮締め付けは、チャック７２の回転数は１００〜１５０ｒｐｍとされる。
次に、センサ８１で検出した電流、回転数からトルクを算出し（ｓ１０４）、この算出トルクが１００ｋｇ−ｃｍとなれば（ｓ１０６）、モータ８を約半回転逆転させてナット６を緩める（ｓ１０８）。なお、上記緩めは一定時間行ってもよく、回転数が逆方向に所定値まで増加するまで行ってもよく、回転数及び電流がそれぞれ所定値になるまで行ってもよい。
【００１７】
次に、再度、モータ８の回転を反転させて本締め付けを行い（ｓ１１０）、センサ８１で検出した電流、回転数からトルクを算出し（ｓ１１２）、この算出トルクが１８０ｋｇ−ｃｍとなれば（ｓ１１４）、モータ８を停止して締め付けを完了する。
なお、上記実施例では、モータの回転数と電流とからトルクを算出し、これにより締め付け力を決定していたが、モータ８のトルクをトルクセンサを用いて直接検出してもよく、または単に回転数だけでトルクを推定してもよい。
【００１８】
なお、ボルト１はたとえば貫通穴を有するような特殊な形状を有することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例で示す締結アッセンブリの締結後の側面図である。
【図２】  図１に示す締結アッセンブリの軸方向断面図である。
【図３】  図１、図２に示す締結アッセンブリの分解組み付け図である。
【図４】  図１〜図３に示す締結アッセンブリ締結時の鍔付き筒状部材３の残留応力の変化を示す図である。
【図５】  図１〜図３に示す締結アッセンブリを締結させる螺合装置のブロック図である。
【図６】  図５に示すコントローラ９の制御動作を示すフローチャートである。
【図７】  従来の締結アッセンブリの軸方向断面図である。
【図８】  従来の締結アッセンブリの軸方向断面図である。
【図９】  従来の締結アッセンブリ締結時の鍔付き筒状部材３の残留応力の変化を示す図である。
【符号の説明】
１はボルト、２は穴付きプレート、３は鍔付き筒状部材、４はケース（有孔プレート）、５は輪板状部材、６はナット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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