專(zhuān)利名稱(chēng)：螺栓緊固方法及螺栓緊固裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在使用螺栓將各被連結(jié)部件連結(jié)之時(shí)的螺栓緊固方法及實(shí) 現(xiàn)該螺栓緊固方法的螺栓緊固裝置，特別涉及在為了利用各連結(jié)部件之間 的摩擦接合來(lái)防止剪切外力作用于被連結(jié)部件時(shí)的被連結(jié)部件之間的滑方法的螺栓緊固i置。
背景技術(shù)：
作為將多個(gè)被連結(jié)部件相互連結(jié)的方法之一，有使用螺栓將各被連結(jié) 部件相互連結(jié)的方法。在使用螺栓將各被連結(jié)部件相互連結(jié)的情況下，特 別是在為了利用各連結(jié)部件之間的摩擦接合來(lái)防止作用有剪切外力時(shí)的 被連結(jié)部件之間的滑移而使用螺栓將各被連結(jié)部件相互連結(jié)的情況下，使 由螺栓的緊固造成的螺栓軸線方向的力(以下稱(chēng)作螺栓軸向力)高度穩(wěn)定 是很重要的。在由螺栓的緊固造成的螺栓軸向力小的情況下，在各被連結(jié) 部件之間無(wú)法形成足夠的摩^#^,在被連結(jié)部件受到剪切外力的情況下 就會(huì)在被連結(jié)部件之間產(chǎn)生滑移，該現(xiàn)象會(huì)引起螺栓的旋轉(zhuǎn)松動(dòng)，作為其 結(jié)果，例如將很有可能導(dǎo)致部件的脫落或由被連結(jié)部件之間的掩^面的密 接不良造成的液體泄露等問(wèn)題。為了使由螺栓的緊固造成的螺栓軸向力始終穩(wěn)定，已知有在螺栓的螺玟部上附著摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑的技術(shù)(參照日本專(zhuān)利特開(kāi)平9-40991號(hào)公 報(bào))。在日本專(zhuān)利特開(kāi)平9-40991號(hào)公報(bào)中指出，通過(guò)在螺紋部件等連結(jié) 材料上附著摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑，就可以使該螺玟部件的連結(jié)時(shí)的摩擦系數(shù)穩(wěn) 定化，而且可以賦予任意的摩擦系數(shù)值，可以消除螺紋部件之類(lèi)的連結(jié)部 件的松動(dòng)或斷裂等問(wèn)題。但是，在像日本專(zhuān)利特開(kāi)平9 - 40991號(hào)公報(bào)中所示的那樣的通過(guò)使用 摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑來(lái)實(shí)現(xiàn)螺栓軸向力的穩(wěn)定化的情況下，會(huì)在螺栓軸向力的 高軸向力化方面殘留有問(wèn)題?？梢哉J(rèn)為，在利用螺栓將各被連結(jié)部件相互連結(jié)的情況下，需要使得 在螺栓緊固后螺故部不會(huì)輕易地松動(dòng)，至少需要滿(mǎn)足在螺栓緊固后，螺紋
部必須是獨(dú)立的這樣的M。這里，"螺紋部是獨(dú)立的，，這樣的表達(dá)是指如下的狀態(tài)，即，在將螺栓 的外螺紋部從鉛直方向插入內(nèi)螺玟部之時(shí)，不會(huì)有因外螺紋部與內(nèi)螺紋部 所結(jié)合的面(以下稱(chēng)作螺紋面)的摩擦系數(shù)過(guò)小，從而盡管不對(duì)螺栓頭部 施加轉(zhuǎn)矩，螺栓也會(huì)僅因螺栓的自重而旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)?？梢哉J(rèn)為，在螺紋部不獨(dú)立的狀態(tài)下，即使對(duì)螺栓頭部施加轉(zhuǎn)矩而進(jìn) 行螺栓的緊固，在解除了對(duì)螺栓頭部的轉(zhuǎn)矩的施加時(shí)，也會(huì)因由螺栓的緊向力降低。在為了實(shí)現(xiàn)螺栓軸向力的高軸向力化，而在螺玟部附著摩擦系數(shù)極小 的摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑，以減少螺紋面本身的摩擦系數(shù)的情況下，螺栓緊固后 的上面所述的螺紋部的獨(dú)立就會(huì)成為問(wèn)題，為了消除該問(wèn)題，在利用摩擦 系數(shù)穩(wěn)定劑的對(duì)螺紋面的摩擦系數(shù)的減少中，可以考慮根據(jù)設(shè)計(jì)條件，加 以一定的限制。由此可以認(rèn)為，對(duì)于利用摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑實(shí)現(xiàn)的螺栓軸向 力的高軸向力化，可以加以一定的限制。在使用螺栓將各被連結(jié)部件相互連結(jié)的情況下，在螺栓緊固之時(shí)所造 成的螺栓軸向力越高，則會(huì)形成越牢固的各被連結(jié)部件之間的摩##合。從而，在為了利用各被連結(jié)部件之間的摩M合防止作用有剪切外力 時(shí)的各被連結(jié)部件之間的滑移而使用螺栓將各被連結(jié)部件相互連結(jié)的情況下，可以i^為以下的事項(xiàng)成為重要的i果題，即，找出一種能夠?qū)崿F(xiàn)在緊 固螺栓之時(shí)所造成的螺栓軸向力的高軸向力化的機(jī)構(gòu)，而不需要考慮螺栓 緊固后的螺紋部的獨(dú)立這方面的機(jī)構(gòu)，也就是說(shuō)，找出一種可以造成與在 使用了摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑的情況下所能夠造成的螺栓軸向力相比更高的螺 檢軸向力的機(jī)構(gòu)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于所述問(wèn)題，目的在于，提供一種為了實(shí)現(xiàn)在緊固螺栓之時(shí) 所造成的螺栓軸向力的高軸向力化，不改變螺紋面的摩擦系數(shù)本身而能夠 帶來(lái)與減小了螺紋面的摩擦系數(shù)的情況相同的效果的螺栓緊固方法及實(shí) 現(xiàn)該螺栓緊固方法的螺栓緊固裝置，而且是以作業(yè)性良好地容易地實(shí)施的 螺栓緊固方法及實(shí)現(xiàn)該螺栓緊固方法的螺栓緊固裝置。根據(jù)技術(shù)方案l的發(fā)明，提供一種螺栓緊固方法，是在使用具有螺 頭部、和具備外螺紋部的螺栓桿部的螺栓來(lái)將被連結(jié)體連結(jié)之時(shí)的螺栓緊 固方法，其特征是，在為了有意地使在緊固上述螺栓之時(shí)造成的螺紋面及 螺栓支承面的表面壓力偏倚，而對(duì)上述螺栓頭部施加了與上述螺栓支承面 平行的橫向載荷的狀態(tài)下，對(duì)上述螺栓頭部施加使上述外螺紋部旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn) 矩而將上述螺栓上緊。即，技術(shù)方案l的發(fā)明中，在使用螺栓將被連結(jié)體連結(jié)之時(shí)，通iM"表面壓力偏倚的狀態(tài)下，對(duì)螺栓頭部施加使螺栓的外螺紋部旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩， 將螺栓上緊。通過(guò)在對(duì)螺栓頭部施加與螺栓支承面平行的規(guī)定的橫向載荷的同時(shí)， 對(duì)螺栓頭部施加轉(zhuǎn)矩而將螺栓上緊，就可以在使螺栓軸線相對(duì)于螺栓支承 面的垂線以雖然極為微小的角度但仍具有規(guī)定的角度地傾斜的同時(shí)，另 外，在使螺栓頭部相對(duì)于螺栓支承面以雖然極為微小的角度但仍具有規(guī)定 的角度地傾斜的同時(shí)，將螺栓上緊，這樣，就能夠使上緊螺栓之時(shí)所造成 的螺紋面及螺栓支承面的表面壓力以所需的狀態(tài)偏倚。通過(guò)有意地使螺栓的緊固之時(shí)所造成的螺紋面及螺栓支承面的表面壓 力以所需的狀態(tài)偏倚，就可以使上緊螺栓之時(shí)的實(shí)際的螺栓的旋轉(zhuǎn)中心線 從螺栓的中心軸線向螺紋面及螺栓支承面的高表面壓力側(cè)方向移動(dòng)，這 樣，就可以減小螺栓的緊固轉(zhuǎn)矩，降低在螺紋部產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，可以充 分地發(fā)揮螺紋部所具有的拉伸容許應(yīng)力并提高發(fā)生屈服的極限螺栓軸向 力，從而能夠?qū)崿F(xiàn)螺栓軸向力的高軸向力化。另外，在結(jié)束了螺栓的緊固，解除了對(duì)螺栓頭部所施加的轉(zhuǎn)矩后，可 以利用與螺紋面本身的摩擦系數(shù)對(duì)應(yīng)地造成的摩擦力來(lái)維持外螺紋部與 內(nèi)螺故部之間的結(jié)合。這樣，就不會(huì)受到在為了實(shí)現(xiàn)螺栓軸向力的高軸向 力化而使用摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑的情況下成為問(wèn)題的螺紋的獨(dú)立對(duì)高軸向力 化的限制，與使用了摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑的情況相比，可以造成更高的螺栓軸 向力。這里，所謂螺紋面是指螺栓的外螺紋部與對(duì)應(yīng)于該外螺紋部的內(nèi)螺紋 部結(jié)合的面。所謂螺栓支承面是指被連結(jié)體與螺栓頭部結(jié)合的面，另外， 在螺栓頭部與被連結(jié)體之間，例如配置有平墊圏或彈簧墊圏等墊圏的情況 下，是指該墊圏與螺栓或者該墊圏與被連結(jié)體結(jié)合的面。根據(jù)技術(shù)方案2所述的發(fā)明，提供如下的技術(shù)方案1中所述的螺栓緊固方法，其特征是，與上述外螺故部結(jié)合的內(nèi)螺紋部被配設(shè)成該內(nèi)螺紋部 的中心軸線相對(duì)于上述螺栓支承面的垂線傾斜。即，技術(shù)方案2的發(fā)明中，通過(guò)將與螺栓的外螺故部結(jié)合的內(nèi)螺紋部 的中心軸線相對(duì)于螺栓支承面的垂線具有規(guī)定的角度地傾斜地配設(shè)，就可另外，在使螺栓頭部相對(duì)于支承面具有規(guī)定的角度地傾斜的同時(shí)，將螺栓 上緊。這樣，與將與螺栓的外螺紋部結(jié)合的內(nèi)螺紋部的中心軸線配設(shè)成平 行于螺栓支承面的垂線的情況相比，能夠以對(duì)螺栓頭部施加更小的橫向載狀態(tài)偏倚。根據(jù)技術(shù)方案3所述的發(fā)明，提供如下的技術(shù)方案2中所述的螺栓緊 固方法，其特征是，為了使與上述外螺玟部結(jié)合的內(nèi)螺玟部的中心軸線相 對(duì)于上述螺栓支承面的垂線傾斜，而在上述內(nèi)螺玟部的螺牙的一部分中附著粒子。即，技術(shù)方案3的發(fā)明中，通過(guò)在與螺栓的外螺玟部結(jié)合的內(nèi)螺紋部 的螺牙的規(guī)定的部分附著粒子，來(lái)4吏該內(nèi)螺紋部的中心軸線相對(duì)于螺栓支 承面的垂線傾斜。根據(jù)技術(shù)方案4所述的發(fā)明，提供如下的技術(shù)方案1中所述的螺栓緊 固方法，其特征是，上述外螺紋部形成為該外螺紋部的中心軸線相對(duì)于上 述螺栓頭部的中心軸線傾斜。即，技術(shù)方案4的發(fā)明中，通過(guò)將螺栓的外螺紋部的中心軸線相對(duì)于 螺栓頭部的中心軸線具有規(guī)定的角度地傾斜而形成，就可以在使螺栓頭部 相對(duì)于螺栓支承面具有規(guī)定的角度地傾斜的同時(shí)，將螺栓上緊。這樣，與 使用螺栓的外螺紋部的中心軸線與螺栓頭部的中心軸線一致的螺栓的情 況相比，能夠以對(duì)螺栓頭部施加更小的橫向載荷，使螺栓上緊之時(shí)所造成 的螺紋面及螺栓支承面的表面壓力以所需的狀態(tài)偏倚。根據(jù)技術(shù)方案5所述的發(fā)明，提供如下的技術(shù)方案1中所述的螺栓緊 固方法，其特征是，為了減少上述螺輕，桿部相對(duì)于上述橫向載荷的彎曲剛 性，上述螺栓桿部形成為在其局部具有孔部。即，技術(shù)方案5的發(fā)明中，通過(guò)在螺栓桿部設(shè)置適當(dāng)?shù)目撞?，就可?減少螺栓桿部的相對(duì)螺栓支承面平行的橫向載荷的彎曲剛性。這樣，與使用在螺栓桿部沒(méi)有該孔部的螺栓的情;;U目比，能夠以對(duì)螺栓頭部施加更小 的橫向載荷，使螺栓上緊之時(shí)所造成的螺紋面及螺栓支承面的表面壓力以 所需的狀態(tài)偏倚。根據(jù)技術(shù)方案6所述的發(fā)明，提供如下的技術(shù)方案1中所述的螺栓緊 固方法，其特征是，平行于上述螺栓支承面地施加的上述橫向載荷被控制 成，能夠有意地使上述螺紋面及上述螺栓支承面的表面壓力偏倚，并且在 上述螺栓頭部相對(duì)于上述螺栓支承面平行地滑動(dòng)的狀態(tài)下，將上述螺栓上 緊。即，技術(shù)方案6的發(fā)明中，在上緊螺栓之時(shí)，可以有意地使螺紋面及 螺栓支承面的表面壓力偏倚，并且在螺栓頭部相對(duì)于螺栓支承面平行地滑 動(dòng)的狀態(tài)下，將螺栓上緊。這樣，就可以防止例如由于對(duì)螺栓頭部施加了 過(guò)大的橫向載荷，而將螺栓桿部向設(shè)于被連結(jié)構(gòu)件上的螺栓孔的緣部強(qiáng)力 地推壓，且因螺栓桿部與螺栓孔的緣部之間的接觸部的各表面狀態(tài)等而產(chǎn) 生意想不到的較M擦的情況。另外，能夠進(jìn)一步減小上緊螺栓之時(shí)所需 的緊固轉(zhuǎn)矩，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在上緊螺栓之時(shí)所造成的螺栓軸向力的進(jìn)一步 的高軸向力化。根據(jù)技術(shù)方案7所述的發(fā)明，提供一種螺栓緊固裝置，是在使用具有 螺栓頭部、和具備外螺紋部的螺栓桿部的螺栓來(lái)將被連結(jié)體連結(jié)之時(shí)所用 的螺栓緊固裝置，其特征是，具有對(duì)上述螺栓頭部施加使上述外螺紋部 旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩的緊固轉(zhuǎn)矩施加機(jī)構(gòu)；為了在利用上述緊固轉(zhuǎn)矩施加機(jī)構(gòu)來(lái)旋 轉(zhuǎn)上述外螺紋部之時(shí)，有意地使所造成的螺紋面及螺栓支承面的表面壓力 偏倚，而對(duì)上述螺栓頭部施加平行于上述螺栓支承面的橫向載荷的橫向載 荷施;MM^J。即，技術(shù)方案7的發(fā)明中，通過(guò)螺栓緊固裝置具有對(duì)螺栓頭部施加 使螺栓的外螺紋部旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩的緊固轉(zhuǎn)矩施加^;為了在利用該緊固轉(zhuǎn) 矩施加機(jī)構(gòu)使螺栓的外螺故部旋轉(zhuǎn)之時(shí)，有意地使螺紋面及螺栓支承面的 表面壓力偏倚，而對(duì)螺栓頭部施加平行于螺栓支承面的橫向載荷的橫向載 荷施加機(jī)構(gòu)，就可以在使用螺栓來(lái)連結(jié)被連結(jié)體之時(shí)，在使螺紋面及螺栓 支承面的表面壓力偏倚的狀態(tài)下，對(duì)螺栓頭部施加使螺栓的外螺紋部旋轉(zhuǎn) 的轉(zhuǎn)矩，而將螺栓上緊。這樣，就可以與技術(shù)方案l涉及的發(fā)明相同，使 上緊螺栓之時(shí)所造成的螺紋面及螺栓支承面的表面壓力以所需的狀態(tài)偏 倚，能夠使上緊螺栓之時(shí)的實(shí)際的螺栓的旋轉(zhuǎn)中心從螺栓軸向螺紋面及螺 栓支承面的高表面壓力側(cè)方向移動(dòng)。這樣，就可以降低在螺紋部產(chǎn)生的扭 轉(zhuǎn)應(yīng)力，能夠充分地發(fā)揮螺故部所具有的拉伸容許應(yīng)力并提高發(fā)生屈服的
極限螺栓軸向力，從而可以實(shí)現(xiàn)螺栓軸向力的高軸向力化。另外，與技術(shù)方案l相同地，在結(jié)束了螺栓的緊固，解除了對(duì)螺栓頭 部施加的轉(zhuǎn)矩后，可以利用與螺紋面本身的摩擦系數(shù)對(duì)應(yīng)地造成的摩擦力 來(lái)維持外螺紋部與內(nèi)螺紋部的結(jié)合，與使用了摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑的情況相 比，能夠造成更高的螺栓軸向力。根據(jù)技術(shù)方案8的發(fā)明，提供如下的技術(shù)方案7所述的螺栓緊固裝置， 其特征是，上述橫向載荷施加機(jī)構(gòu)具有檢測(cè)出在利用上述緊固轉(zhuǎn)矩施加 機(jī)構(gòu)緊固上述螺栓之時(shí)的、上述螺栓頭部的平行于上述螺栓支承面的移動(dòng) 的位移檢測(cè)機(jī)構(gòu)；基于由該位移檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出的上述螺栓頭部的平行于 上述螺栓支承面的移動(dòng)，來(lái)控制上述橫向載荷的橫向載荷控制枳韻，其中， 利用上述橫向載荷控制機(jī)構(gòu)控制上述橫向載荷，使得能夠在上緊上述螺栓 之時(shí)，有意地使上述螺紋面及上述螺栓支承面的表面壓力偏倚，并且在上 述螺栓頭部相對(duì)于上述螺栓支承面平行地滑動(dòng)的狀態(tài)下，將上述螺栓上 緊。即，技術(shù)方案8的發(fā)明中，橫向載荷施加機(jī)構(gòu)具有位移檢測(cè)機(jī)構(gòu)及橫 向載荷控制機(jī)構(gòu)，從而可以在上緊螺栓之時(shí)，有意地使螺紋面及螺栓支承 面的表面壓力偏倚，并且在螺栓頭部相對(duì)于螺栓支承面平行地滑動(dòng)的狀態(tài) 下，將螺栓上緊。根據(jù)備技術(shù)方案所述的發(fā)明，能夠起到如下的共同的效果，即，可以 在有意地使螺紋面及螺栓支承面的表面壓力偏倚的狀態(tài)下，將螺栓上緊， 不改變螺故部的摩擦系數(shù)本身的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)螺栓軸向力的高軸向力化。從而，根據(jù)^^支術(shù)方案的發(fā)明，不會(huì)受到在為了實(shí)現(xiàn)螺栓軸向力的高 軸向力化而使用摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑的情況下成為問(wèn)題的螺紋的獨(dú)立對(duì)高軸 向力化的限制，與使用了摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑的情況相比，可以造成更高的螺 栓軸向力。


圖1是表示對(duì)螺栓頭部施加與螺栓支承面平行的橫向載荷之前的螺栓 的一個(gè)狀態(tài)的圖。圖2是表示從圖l所示的狀態(tài)開(kāi)始，對(duì)螺栓頭部施加與螺栓支承面平 行的橫向載荷，進(jìn)而對(duì)套筒(socket)施加使螺栓頭部旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩之時(shí)的 螺栓的狀態(tài)的圖。 圖3是表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的螺栓的緊固方法的第一實(shí)施方式的圖。圖4是表示圖3所示的第一實(shí)施方式的緊固轉(zhuǎn)矩施加^J及橫向載荷 施加機(jī)構(gòu)的更為具體的一個(gè)實(shí)施方式的圖。圖5是表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的螺栓的緊固方法的第二實(shí)施方式中的內(nèi) 螺紋部的圖。圖6是表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的螺栓的緊固方法的第三實(shí)施方式中的內(nèi) 螺紋部的圖。圖7是表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的螺栓的緊固方法的第四實(shí)施方式中的外 螺紋部的圖。圖8是第四實(shí)施方式的螺栓、與成為能夠使對(duì)螺栓頭部施加的橫向載 荷的施加方向與螺栓的旋轉(zhuǎn)同步的螺栓緊固裝置的旋轉(zhuǎn)錘的組裝圖。圖9是在圖8中的線A-A處切取的旋轉(zhuǎn)錘裝置的剖視圖。圖10是表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的螺栓的緊固方法的第五實(shí)施方式中的 外螺絞部的圖。圖ll是表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的螺栓的緊固方法的第六實(shí)施方式的圖。圖12是表示在圖ll所示的本發(fā)明的螺栓緊固裝置中所執(zhí)行的螺栓緊 固的控制程序的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖。圖13是表示執(zhí)行了圖12所示的螺栓緊固的控制程序時(shí)的套筒的與螺 栓支承面平行的移動(dòng)即位移的時(shí)間推移的 一例的圖。
具體實(shí)施方式
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。首先，參照?qǐng)Dl及圖2對(duì)本發(fā)明的螺栓緊固方法的基4Mft念進(jìn)行說(shuō)明。圖l是表示對(duì)螺栓頭部施加與螺栓支承面平行的橫向載荷之前的螺栓 的一個(gè)狀態(tài)的圖。圖1中，l表示螺栓，2表示螺栓頭部，3表示螺栓桿部， 4表示設(shè)于螺栓桿部3的外螺紋部，5表示各被連結(jié)部件，6表示與外螺紋 部結(jié)合的內(nèi)螺紋部，7表示向螺栓頭部2傳遞轉(zhuǎn)矩的套筒，8表示成為螺栓 頭部2與被連結(jié)部件5結(jié)合的面的螺栓支承面，9表示成為外螺紋部4與 內(nèi)螺紋部6結(jié)合的面的螺紋面，10表示各被連結(jié)部件之間的摩員合面。圖2是表示從圖1所示的狀態(tài)開(kāi)始，對(duì)螺栓頭部2施加與螺栓支承面 8平行的橫向載荷，進(jìn)而對(duì)套筒7施加使螺栓頭部2旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩之時(shí)的螺 栓的狀態(tài)的圖。如圖2中所示，當(dāng)借助套筒7對(duì)螺栓頭部2施加與螺栓支承面8平行 的橫向載荷時(shí)，螺栓軸線11相對(duì)于螺栓支承面的垂線12傾斜，另外，螺 栓頭部2處于相對(duì)于螺栓支承面8傾斜的狀態(tài)。其中，雖然在圖2中為了闡明這些傾斜的狀態(tài)而進(jìn)行圖示，但在實(shí)際上，這些傾斜所具有的角度ei例如是O.Ol。那樣的極為微小的角度。在此種狀態(tài)下，即，在螺栓軸線11相對(duì)于螺栓支承面的垂線12傾斜， 另外，螺栓頭部2相對(duì)于螺栓支承面8傾斜的狀態(tài)下，當(dāng)借助套筒7對(duì)螺 栓頭部2施加轉(zhuǎn)矩時(shí)，則會(huì)在螺栓支承面8及螺紋面9的表面壓力偏倚的 狀態(tài)下，將螺栓上緊。本申請(qǐng)人利用有限元法分析(FEM)發(fā)現(xiàn)，在對(duì)螺栓頭部2施加與螺 栓支承面8平行的橫向載荷，且使螺栓1的上緊之時(shí)所造成的螺栓支承面 8及螺紋面9的表面壓力偏倚的狀態(tài)下，將螺栓1上緊，由此因螺栓支承 面8和螺紋面9的表面壓力的偏倚，而可以使實(shí)際的螺栓的旋轉(zhuǎn)中心線(也 稱(chēng)作瞬間旋轉(zhuǎn)中心線)從螺栓軸線11向螺紋面9及螺栓支承面8的高表面 壓力側(cè)移動(dòng)，這樣，與未對(duì)螺栓頭部2施加橫向載荷的情況相比，能夠用 更小的緊固轉(zhuǎn)矩iMt成更高的螺栓軸向力。在導(dǎo)出該結(jié)論時(shí)，本申請(qǐng)人首先利用有限元法分析進(jìn)行了針對(duì)在對(duì)用 螺栓連結(jié)了的被連結(jié)部件施加了剪切型載荷的情況下的螺栓的上緊中所 需的轉(zhuǎn)矩的特性的^E。已知當(dāng)對(duì)用螺栓連結(jié)了的被連結(jié)體施加剪切型載荷時(shí)，會(huì)有產(chǎn)生螺栓 很容易旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，也就是產(chǎn)生螺栓的旋轉(zhuǎn)松動(dòng)的情況。此外，有該現(xiàn)象 是由繞著螺栓軸線的旋轉(zhuǎn)方向的摩擦系數(shù)的降低引起的說(shuō)法。根據(jù)該說(shuō) 法，認(rèn)為在螺紋面及螺栓支承面都存在橫向滑移的情況下，繞著螺栓軸線 的旋轉(zhuǎn)方向的摩擦系數(shù)降低至0.005~0.02這樣極小的值，該結(jié)果會(huì)造成螺 栓的松動(dòng)旋轉(zhuǎn)。本申請(qǐng)人建立了 一種分析模型，其是與對(duì)用螺栓連結(jié)了的被連結(jié)體施 加及未施加剪切型載荷的情況相當(dāng)?shù)姆治瞿Ｐ?，?duì)于螺栓支承面及螺紋面 的摩擦系數(shù)，賦予了如下的約束條件，即，其值并非為0.005-0.02這樣極 小的值，而是維持螺栓支承面及螺紋面本來(lái)所具有的實(shí)際的摩擦系數(shù)，例 如維持0.1左右的摩擦系數(shù)，并對(duì)該說(shuō)法進(jìn)行了g。 其結(jié)果是，判明了在通iW"被連結(jié)體施加了剪切型載荷而對(duì)螺栓支 承面及螺紋面的表面壓力造成偏倚的狀態(tài)下，盡管螺栓支承面及螺紋面的 摩擦系數(shù)被維持為本來(lái)的摩擦系數(shù)，即，盡管螺栓支承面及螺紋面的摩擦 系數(shù)未被設(shè)為0.005 0.02這樣極小的值，但通過(guò)將螺栓的旋轉(zhuǎn)中心線從螺 栓軸線向高表面壓力部側(cè)方向移動(dòng)，與^J"被連結(jié)體施加剪切型載荷的情 況相比，為旋轉(zhuǎn)螺栓而所需的轉(zhuǎn)矩也會(huì)降低。根據(jù)該情況，本申請(qǐng)人導(dǎo)出了如下的基4*念，即，在對(duì)用螺栓連結(jié) 了的被連結(jié)體施加了剪切型載荷的狀態(tài)下螺栓很容易旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，并不是 因?yàn)槔@著螺栓軸線的旋轉(zhuǎn)方向的摩擦系數(shù)降低，而是由施加剪切型載荷的 做法對(duì)螺栓支承面及螺紋面的表面壓力的偏倚所造成的，另外，因螺栓支 承面及螺紋面的表面壓力偏倚，而實(shí)際的螺栓的旋轉(zhuǎn)中心線就會(huì)從螺栓軸 線向靠近螺栓支承面及螺紋面的高表面壓力部的方向移動(dòng)，這樣，為旋轉(zhuǎn) 螺栓而所需的轉(zhuǎn)矩就會(huì)減少。可以認(rèn)為，因螺栓支承面及螺紋面的表面壓力偏倚所造成的實(shí)際的螺 栓的旋轉(zhuǎn)中心線，在理想情況下成為連結(jié)螺栓支承面的高表面壓力部與螺 紋面的高表面壓力部的直線。這是因?yàn)?，表面壓力高的部分難以移動(dòng)，考 慮以高表面壓力部作為旋轉(zhuǎn)中心而旋轉(zhuǎn)是妥當(dāng)?shù)?。但是，難以認(rèn)為螺栓支 承面及螺紋面的表面壓力的偏倚是集中于一點(diǎn)而造成的， 一般來(lái)說(shuō)是在一 定程度的面積中具有分布地造成的。從而，可以認(rèn)為，推定由螺栓支承面 及螺紋面的表面壓力偏倚造成的實(shí)際的螺栓的旋轉(zhuǎn)中心線成為連結(jié)靠近 螺栓支承面的高表面壓力部的部分與靠近螺紋面的高表面壓力部的部分 的直線;l妥當(dāng)?shù)?。另外，通過(guò)認(rèn)為由螺栓支承面及螺紋面的表面壓力偏倚造成的實(shí)際的 螺栓的旋轉(zhuǎn)中心線成為連結(jié)靠近螺栓支承面的高表面壓力部的部分與靠 近螺紋面的高表面壓力部的部分的直線，而實(shí)際的螺栓的旋轉(zhuǎn)中心線就從 螺栓軸線向靠近高表面壓力部的方向移動(dòng)，從實(shí)際的螺栓的旋轉(zhuǎn)中心線到 高表面壓力部的最短距離變短，這樣，就可以很容易地導(dǎo)出對(duì)為使螺栓旋 轉(zhuǎn)而所需的轉(zhuǎn)矩變小的現(xiàn)象的"^兌明。在^f^i殳^人為實(shí)際的螺栓旋轉(zhuǎn)中心線向 遠(yuǎn)離高表面壓力部的方向移動(dòng)的情況下，從螺栓的旋轉(zhuǎn)中心軸線到高表面 壓力部的最短距離變長(zhǎng)，為使螺栓旋轉(zhuǎn)而所需的轉(zhuǎn)矩必然增大，從而與分 析結(jié)果不符。另外，本申請(qǐng)人，為了發(fā)江能否以實(shí)現(xiàn)緊固螺栓之時(shí)的螺栓軸向力的 高軸向力化作為目的，將本基4Mlt念應(yīng)用于螺栓緊固方法中，利用有限
法分析，針對(duì)在對(duì)螺栓頭部2施加了與螺栓支承面8平行的橫向載荷的狀 態(tài)下的、螺栓支承面8及螺紋面9的表面壓力及為使螺栓1旋轉(zhuǎn)而所需的 轉(zhuǎn)矩的特性，進(jìn)行了發(fā)汪。
在該驗(yàn)證中，建立了一種分析模型，即，其是與對(duì)螺栓頭部2施加及 未施加平行于螺栓支承面8的橫向載荷的情況相當(dāng)?shù)姆治瞿Ｐ?，且?duì)于螺 栓支承面8及螺紋面9的摩擦系數(shù)，賦予了如下的約束條件，即，其值并 非0.005-0.02這樣極小的值，而是維持螺栓支承面8及螺紋面9本來(lái)所具 有的實(shí)際的摩擦系數(shù)，例如維持0.1左右的摩擦系數(shù)，并進(jìn)行了B。
其結(jié)果是，判明了與對(duì)用螺栓連結(jié)了的被連結(jié)體施加了剪切型載荷 的情況相同，在通過(guò)對(duì)螺栓頭部2施加橫向載荷而對(duì)螺栓支承面8及螺紋 面9的表面壓力造成偏倚的狀態(tài)下，盡管螺栓支承面8及螺紋面9的摩擦 系數(shù)被維持為本來(lái)的摩擦系數(shù)，即，盡管螺栓支承面8及螺紋面9的摩擦 系數(shù)未被設(shè)為0.005 0.02這樣極小的值，也可以通過(guò)將螺栓的旋轉(zhuǎn)中心線 從螺栓軸線11向高表面壓力部側(cè)方向移動(dòng)，與未對(duì)螺栓頭部2施加橫向載 荷的情況相比，使螺栓l旋轉(zhuǎn)而所需的轉(zhuǎn)矩降低。
從而，可以認(rèn)為驗(yàn)汪了可以將本基4*念應(yīng)用于螺栓緊固方法中， 通過(guò)在對(duì)螺栓頭部2施加了與螺栓支承面8平行的橫向載荷，使螺栓1的 上緊之時(shí)所造成的螺栓支承面8及螺紋面9的表面壓力偏倚的狀態(tài)下，將 螺栓l上緊，就可以利用螺栓支承面8及螺紋面9的表面壓力的偏倚，將 實(shí)際的螺栓的旋轉(zhuǎn)中心線從螺栓軸線11向高表面壓力側(cè)方向移動(dòng)，這樣， 與未對(duì)螺栓頭部2施加橫向載荷的情況相比，能夠用更小的緊固轉(zhuǎn)矩來(lái)上 緊螺栓。
下面，對(duì)于能夠通過(guò)減少在上緊螺栓之時(shí)所需的緊固轉(zhuǎn)矩，來(lái)實(shí)現(xiàn)上 緊螺栓之時(shí)所造成的螺栓軸向力的高軸向力化的情況進(jìn)行說(shuō)明。在緊固螺栓時(shí)，在螺栓桿部作用有與螺栓的緊固轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 t 、和與螺栓軸向力對(duì)應(yīng)的拉伸應(yīng)力a 。該組合后的等效應(yīng)力06—般來(lái)說(shuō) 可以用<formula>formula see original document page 13</formula>的橢圓的式子來(lái)表示，可以作為彈性變形至螺栓 材料的屈服點(diǎn)o1來(lái)處理。
從而，為了提高螺栓發(fā)生屈服的極限螺栓軸向力，只要減少在緊固螺 栓之時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力t即可。在上緊螺栓之時(shí)所需的轉(zhuǎn)矩減少，將會(huì)減 少在螺栓的緊固之時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力t ,與螺栓軸向力對(duì)應(yīng)的拉伸應(yīng)力a 的容許范圍變寬，該結(jié)果將會(huì)提高螺栓發(fā)生屈服的極限螺栓軸向力，與未
對(duì)螺栓頭部2施加橫向載荷的情況相比，能夠造成更高的螺栓軸向力。如上所述，根據(jù)本發(fā)明中的螺栓的緊固方法，不是改變摩擦系數(shù)本身， 而是改變緊固方法，具體來(lái)說(shuō)，是通過(guò)在對(duì)螺栓支承面8及螺紋面9的表 面壓力造成偏倚的狀態(tài)下將螺栓上緊，而起到與減小螺紋面9的摩擦系數(shù) 的做法相同的效果，即，起到實(shí)現(xiàn)上緊螺栓l之時(shí)的螺栓軸向力的高軸向 力化的效果。另外，在結(jié)束了螺栓l的緊固，解除了對(duì)螺栓頭部2施加的緊固轉(zhuǎn)矩 后，可以利用與螺紋面9其本身的摩擦系數(shù)對(duì)應(yīng)地造成的摩擦力來(lái)維持外 螺玟部與內(nèi)螺紋部的結(jié)合。這樣，就不會(huì)受到在為了實(shí)現(xiàn)螺栓軸向力的高軸向力化而使用摩擦系 數(shù)穩(wěn)定劑的情況下成為問(wèn)題的螺紋的獨(dú)立對(duì)高軸向力化的限制，與使用了 摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑的情況相比，可以造成更高的螺栓軸向力。更高的螺栓軸向力對(duì)各被連結(jié)部件之間的摩擦結(jié)合面10造成牢固的 摩##合，利用該牢固的摩^#^,就可以更為可靠地防止作用有剪切外 力時(shí)的各被連結(jié)部件之間的滑移，這樣，就能夠避免各被連結(jié)部件之間的 滑移，更為可靠地防止螺紋的旋轉(zhuǎn)松動(dòng)。而且，在基于本發(fā)明的螺栓緊固方法中，在結(jié)束了螺栓的緊固時(shí)，在 螺栓頭部2與螺栓支承面8之間，雖然是極為微小，但仍有可能殘存有間 隙。但是，可以設(shè)想，在該螺栓緊固結(jié)束時(shí)所殘存的間隙在解除對(duì)螺栓頭 部2施加的轉(zhuǎn)矩之時(shí)，或者在對(duì)被連結(jié)部件作用有剪切外力之時(shí)，因此時(shí) 螺栓自身將會(huì)移動(dòng)而取得平衡，從而實(shí)質(zhì)上會(huì)消失，例如認(rèn)為，除了對(duì)如 眼鏡的鉸鏈部等那樣的頻繁地對(duì)螺栓作用轉(zhuǎn)矩的連結(jié)部的適應(yīng)以外，該間 隙對(duì)螺栓軸向力的影響可以忽略。另外，在基于本發(fā)明的螺栓緊固方法中，在緊固螺栓之時(shí)，外螺玟部 相對(duì)于對(duì)應(yīng)的內(nèi)螺紋部?jī)A斜地被插入，然而有可能因該傾斜的程度而使螺 紋咬合成為問(wèn)題。該情況下，通過(guò)在螺栓緊固后的螺紋的獨(dú)立不會(huì)成為問(wèn) 題的范圍中對(duì)螺紋面應(yīng)用摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑，就能夠緩解螺紋咬合。下面，對(duì)應(yīng)用了如上所示的本發(fā)明的螺栓的緊固方法的基4*念的幾 個(gè)實(shí)施方式說(shuō)明如下。圖3表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的螺栓的緊固方法的第一實(shí)施方式，該圖中， 21表示緊固轉(zhuǎn)矩施加機(jī)構(gòu)，22表示橫向載荷施加機(jī)構(gòu)。用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的螺栓緊固方法的最為 基本的構(gòu)成。螺栓l是通常所用的帶頭螺栓，例如六角形帶頭螺栓，緊固作用，橫向載荷施加機(jī)構(gòu)22在利用緊固轉(zhuǎn)矩施加機(jī)構(gòu)21將螺栓1緊固之 時(shí)，起到隔著套筒7對(duì)螺栓頭部2始終沿著一個(gè)方向施加與螺栓支承面8 平行的橫向載荷的作用。因具有緊固轉(zhuǎn)矩施加機(jī)構(gòu)21及橫向載荷施加機(jī)構(gòu)22，就能夠在對(duì)螺 栓頭部2施加平行于螺栓支承面8的橫向載荷的狀態(tài)下，對(duì)螺栓頭部2施 加使外螺故部4旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩，將螺栓上緊。這樣，就可以在使螺栓軸線ll 相對(duì)于螺栓支承面的垂線12以雖然極為微小的角度但仍具有規(guī)定的角度 地傾斜的同時(shí)，另外，在使螺栓頭部2相對(duì)于螺栓支承面8以雖然極為微 小的角度但仍具有規(guī)定的角度地傾斜的同時(shí)，將螺栓1上緊，且能夠使上 緊螺栓1之時(shí)所造成的螺紋面9及螺栓支承面8的表面壓力以所需的狀態(tài) 偏倚。將緊固轉(zhuǎn)矩施加機(jī)構(gòu)21及橫向載荷施加機(jī)構(gòu)22的更為具體的一個(gè)實(shí) 施方式表示于圖4中。圖4中，31表示旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)，32表示旋轉(zhuǎn)控制器， 33表示旋轉(zhuǎn)軸，34表示電磁鐵裝置，35表示橫向載荷控制部，36表示反 作用力承受部。圖4中所示的實(shí)施方式中，緊固轉(zhuǎn)矩施加機(jī)構(gòu)21具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)31、 旋轉(zhuǎn)控制器32及旋轉(zhuǎn)軸33。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)31起到產(chǎn)生在上緊螺栓1之時(shí)所 需的緊固轉(zhuǎn)矩的作用，可以^使用電動(dòng)式或壓縮空氣式等各種形式的旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動(dòng)機(jī)。旋轉(zhuǎn)控制器32起到控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)31所造成的緊固轉(zhuǎn)矩的大小的作用。緊固轉(zhuǎn)矩施加機(jī)構(gòu)21因具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)31及旋轉(zhuǎn)軸33,而能夠在緊 固螺栓之時(shí)，將緊固轉(zhuǎn)矩M轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)31經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸33向套筒7傳遞， 另夕卜，因具有旋轉(zhuǎn)控制器32,而可以控制向套筒7傳遞的緊固轉(zhuǎn)矩的大小， 這樣，就可以防止向套筒7傳遞會(huì)4吏螺栓1破損的過(guò)大的緊固轉(zhuǎn)矩。圖4中所示的實(shí)施方式中，橫向載荷施加機(jī)構(gòu)22具有電磁鐵裝置34、 橫向載荷控制部35 ;5L^作用力承受部36。電磁鐵裝置34對(duì)套筒7始終沿 著一個(gè)方向施加平行于螺栓支承面8的橫向載荷，起到將套筒7平行于螺 栓支承面8地強(qiáng)制性地移動(dòng)的作用。橫向載荷控制部35起到控制對(duì)套筒7的橫向載荷的大小的作用。>^作用力承受部36 起到防止電磁鐵裝置34相對(duì)于螺栓支承面8的相對(duì)的移動(dòng)的作用，在上緊 螺栓之時(shí)，電磁鐵裝置34被臨時(shí)固定于被連結(jié)體上的情況下，則不需要本 反作用力承受部。橫向載荷施加機(jī)構(gòu)22因具有電磁鐵裝置34 M作用力承受部36，就 可以將套筒7平行于螺栓支承面8地強(qiáng)制性地移動(dòng)，這樣，就能夠?qū)⒙菟?軸線11相對(duì)于螺栓支承面的垂線12以雖然極為微小的角度但仍具有規(guī)定 的角度地傾斜，另外，能夠?qū)⒙菟^部2相對(duì)于螺栓支承面8以雖然極為 微小的角度但仍具有規(guī)定的角度地傾斜。另外，橫向載荷施加機(jī)構(gòu)22因具有橫向載荷控制部35，而可以控制 對(duì)套筒7施加的橫向載荷的大小、對(duì)套筒7施加該橫向載荷的時(shí)期。在螺 栓緊固的初始階段，為使螺栓l旋轉(zhuǎn)而所需的轉(zhuǎn)矩小，可以認(rèn)為不需要對(duì) 套筒7施加橫向載荷，隨著接近螺栓緊固的最終階段，為使螺栓l旋轉(zhuǎn)而 所需的轉(zhuǎn)矩逐漸變大，優(yōu)選為與該轉(zhuǎn)矩的變化對(duì)應(yīng)地控制對(duì)套筒7施加的 橫向載荷的大小，通過(guò)具有橫向載荷控制部35，就可以實(shí)現(xiàn)此種控制。用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的螺栓的緊固方法的第二實(shí)施方式，特別是將與螺栓 1的外螺紋部4結(jié)合的內(nèi)螺玟部4的構(gòu)造作為特征，將該第二實(shí)施方式中 的內(nèi)螺紋部6表示于圖5中。其他的構(gòu)成要素與圖3所示的第一實(shí)施方式 相同，其作用效果也相同。圖5中所示的第二實(shí)施方式中的內(nèi)螺統(tǒng)部6被配設(shè)成該內(nèi)螺紋部6 的中心線41相對(duì)于螺栓支承面的垂線12具有角度63。這樣，在利用緊固 轉(zhuǎn)矩施加機(jī)構(gòu)21將螺栓1上緊之時(shí)，就可以在將螺栓軸線11相對(duì)于螺栓 支承面的垂線12具有角度63地傾斜的同時(shí)，另外，可以在將螺栓頭部2 相對(duì)于螺栓支承面8也具有角度地傾斜的同時(shí)，將螺栓1上緊，這樣，與 將與螺栓1的外螺紋部4結(jié)合的內(nèi)螺紋部6的中心軸線41配設(shè)成平行于螺 栓支承面的垂線12的情況相比，能夠通過(guò)對(duì)螺栓頭部2施加更小的橫向載 荷，來(lái)使上緊螺栓1之時(shí)所造成的螺紋面9及螺栓支承面8的表面壓力以 所需的狀態(tài)偏倚。用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的螺栓的緊固方法的第三實(shí)施方式，與第二實(shí)施方式 相同，特別是將與螺栓1的外螺故部4結(jié)合的內(nèi)螺玟部6的構(gòu)造作為特征， 將該第三實(shí)施方式的內(nèi)螺紋部6表示于圖6中。其他的構(gòu)成要素與圖3所 示的第一實(shí)施方式相同，其作用效果也相同。
圖6中所示的第三實(shí)施方式中的內(nèi)螺紋部6,與第二實(shí)施方式相同， 為了使得與外螺紋部4結(jié)合的內(nèi)螺紋部6的中心軸線41相對(duì)于螺栓支承面 的垂線12具有角度64,在該內(nèi)螺紋部6的螺牙的一部分中，最好在螺紋 部的單側(cè)半圓周部附著形成粒子。在附著于單側(cè)半圃周部來(lái)實(shí)施粒子的附 著的情況下，可以將螺栓緊固之時(shí)所造成的螺紋面的表面壓力的分布，形 成為螺玟部的圓周的一半的部分設(shè)為高表面壓力部，剩余的一半的部分 設(shè)為低表面壓力部。另外，為了在上緊螺栓l之時(shí)在所需的部位形成螺紋 面9中的高表面壓力部，也可以將該粒子附著于內(nèi)螺紋部6的螺牙的適當(dāng) 的部位。為了精度優(yōu)良地實(shí)現(xiàn)內(nèi)螺玟部6的中心軸線41的傾斜，最好所用 的粒子適當(dāng)?shù)厥褂媒饘倩蚋叻肿拥鹊?^立子。通過(guò)使內(nèi)螺統(tǒng)部6的中心軸 線41相對(duì)于螺栓支承面的垂線12具有角度6 4而帶來(lái)的作用效果與第二 實(shí)施方式相同。用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的螺栓緊固方法的第四實(shí)施方式，特別是將螺栓的構(gòu) 造作為特征，將該第四實(shí)施方式中的螺栓表示于圖7中。圖7中，50表示 螺栓，51表示螺栓頭部，52表示外螺紋部，53表示螺栓頭部51的中心軸 線，54表示外螺玟部52的中心軸線。如圖7中所示，第四實(shí)施方式的外螺玟部52形成為，該外螺故部的中 心軸線53相對(duì)于螺栓頭部的中心軸線54具有角度64。這樣，在利用緊固 轉(zhuǎn)矩施加機(jī)構(gòu)將螺栓50上緊之時(shí)，就可以在使螺栓頭部51相對(duì)于螺栓支 承面8具有角度地傾斜的同時(shí)，將螺栓50上緊，這樣，與將螺栓頭部的中 心軸線平行于螺栓支承面的垂線地配設(shè)的情況相比，能夠用對(duì)螺栓頭部51 施加更小的橫向載荷，來(lái)使螺栓50上緊之時(shí)所造成的螺紋面9及螺栓支承 面8的表面壓力以所需的狀態(tài)偏倚。第四實(shí)施方式中，由于螺栓頭部的中心軸線54相對(duì)于外螺玟部的中心 軸線53傾斜，所以與第一實(shí)施方式到第三實(shí)施方式不同，在旋轉(zhuǎn)螺栓50 而緊固之時(shí)，螺栓頭部51與螺栓支承面8的結(jié)合部分也隨著螺栓50的旋 轉(zhuǎn)一起旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。所以，為了向螺栓頭部51與螺栓支承面8的結(jié)合部方向 施加橫向載荷，就需JH吏對(duì)螺栓頭部51施加的橫向載荷的施加方向與螺栓 50的旋轉(zhuǎn)同步。參照?qǐng)D8及圖9，對(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)此種橫向載荷的施加的螺栓 緊固裝置的一個(gè)實(shí)施方式說(shuō)明如下。圖8是第四實(shí)施方式的螺栓50、與成為能夠使對(duì)螺栓頭部51施加的 橫向載荷的施加方向與螺栓50的旋轉(zhuǎn)同步的螺栓緊固裝置的旋轉(zhuǎn)錘的組 裝圖。另外，圖9是在圖8中的線A-A處切取的旋轉(zhuǎn)錘裝置的剖視圖。
圖8及圖9中，61表示旋轉(zhuǎn)錘裝置，62表示錘，63表示滾柱軸承，64表 示彈簧，65表示套筒，66表示槽部，67表示旋轉(zhuǎn)軸。旋轉(zhuǎn)錘裝置61具有錘62、套筒62及旋轉(zhuǎn)軸67,另外，錘62具有滾 柱軸承63及彈簧64。套筒65起到對(duì)螺栓頭部51施加在上緊螺栓50之時(shí) 所需的轉(zhuǎn)矩的作用，在該套筒65的外側(cè)面部，設(shè)有與后面說(shuō)明的滾柱軸承 63碰撞結(jié)合的槽部66。錘62起到在與經(jīng)由套筒65向螺栓頭部51傳遞緊 固轉(zhuǎn)矩的同時(shí)施加橫向載荷的作用，且具有彈簧64和滾柱軸承63。旋轉(zhuǎn) 軸67起到形成套筒65的旋轉(zhuǎn)中心線的作用。彈簧64起到將滾柱軸承63向套筒65的一方施力的作用，其一端,皮固 定于錘62上，其另一端被固定于滾柱軸承63上。滾柱軸承63通過(guò)利用彈 簧64的作用力與套筒65的槽部66碰撞結(jié)合，而起到對(duì)套筒65同時(shí)地施 加對(duì)螺栓頭部51施加的轉(zhuǎn)矩和橫向載荷的作用。以下，參照?qǐng)D9對(duì)旋轉(zhuǎn)錘裝置61的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)錘62相對(duì)于套筒65旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾柱軸承63與錘62 —起旋轉(zhuǎn)而遇到 套筒65的槽部66。此時(shí)，滾柱軸承63利用彈簧64的作用力與套筒65的 槽部66碰撞結(jié)合，這樣，就可以對(duì)套筒65同時(shí)地施加對(duì)螺栓50的緊固所 需的轉(zhuǎn)矩、和將套筒65與螺栓支承面8平行地推壓的橫向載荷。在對(duì)螺栓50的緊固所需的轉(zhuǎn)矩低的緊固初始階段，通it^滾柱軸承 63與套筒65的槽部66結(jié)合的狀態(tài)下，并且在滾柱軸承凈皮彈簧64向槽部 66推壓的狀態(tài)下，使套筒65與錘62—起旋轉(zhuǎn)，就可以對(duì)螺栓頭部51施 加緊固轉(zhuǎn)矩及橫向栽荷。此后，當(dāng)對(duì)螺栓50的緊固所需的轉(zhuǎn)矩提高而達(dá)到一定的值以上時(shí)，則 滾柱軸承63與槽部66的結(jié)合被解除，與錘62 —起在套筒65的外側(cè)面部 上滑動(dòng)，直至再次遇到槽部66，當(dāng)再次遇到槽部6時(shí)，即利用彈簧64的 作用力與套筒65的槽部66碰撞結(jié)合，這樣，就可以對(duì)套筒65同時(shí)地施加 繞著旋轉(zhuǎn)軸67的轉(zhuǎn)矩、和將套筒65與螺栓支承面8平行地推壓的橫向載 荷。通過(guò)反復(fù)執(zhí)行該動(dòng)作，就可以將螺栓50完全地上緊。如上所述，通過(guò)使用旋轉(zhuǎn)錘裝置61,就可以使對(duì)螺栓頭部51施加的 橫向載荷的方向與螺栓50的旋轉(zhuǎn)同步，即使是在螺栓50的緊固之時(shí)，螺 栓頭部51與螺栓支承面8的結(jié)合面隨著螺栓的旋轉(zhuǎn)而一起移動(dòng)的第四實(shí)施 方式的情況下，也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的螺栓緊固方法。另夕卜，此種旋轉(zhuǎn)錘裝置61被推測(cè)其自身將達(dá)到很大的重量，可以認(rèn)為，
能夠用旋轉(zhuǎn)錘裝置61自身的重量來(lái)承受因?qū)β菟^部2施加橫向載荷而產(chǎn) 生的Jl作用力，這樣，在圖8所示的本實(shí)施方式中，作為構(gòu)成要素可以不 包含防止緊固螺栓之時(shí)的旋轉(zhuǎn)錘裝置61相對(duì)于螺栓支承面8的相對(duì)移動(dòng)的 反作用力承受部。但是，在因旋轉(zhuǎn)錘裝置61自身的重量很輕，而需要該反 作用力承受部的情況下，可以根據(jù)其必要性來(lái)設(shè)置該反作用力承受部。此外，在從第二實(shí)施方式到第四實(shí)施方式中，即使不對(duì)螺栓頭部施加 由外力形成的橫向載荷，在上緊螺栓之時(shí)，也可以在使螺栓軸線相對(duì)于螺 栓支承面的垂線具有角度地傾斜的同時(shí)，并且/或者在使螺栓頭部相對(duì)于螺 栓支承面具有角度地傾斜的同時(shí)，將螺栓上緊。但是，在不施加由外力形 成的橫向載荷而緊固螺栓的情況下，螺栓自身在伴隨著能夠取得螺栓的上 緊之時(shí)所造成的螺紋面及螺栓支承面的高表面壓力部與低表面壓力部的 平衡的變形同時(shí)，即在伴隨著能夠消除表面壓力的偏倚的變形的同時(shí)^Lh 緊的可能性很大，可認(rèn)為難以在所需的區(qū)域形成高表面壓力部。為了防止此種螺松自身的變形，認(rèn)為需要對(duì)螺栓的頭部強(qiáng)制性地施加 一定程度的由外力形成的橫向載荷。這樣，在從第二實(shí)施方式到第四實(shí)施 方式的螺栓緊固方法中，都以在緊固螺栓之時(shí)，對(duì)螺栓頭部施加由外力造 成的橫向載荷作為要件。但是，認(rèn)為根據(jù)設(shè)計(jì)條件、緊固環(huán)境條件，在從 第二實(shí)施方式到第四實(shí)施方式中，可以不用施加由外力形成的橫向載荷， 而容易地在所需的區(qū)域形成高表面壓力部，此種情況下，就不需要對(duì)螺栓 頭部施加由外力形成的橫向載荷，可以實(shí)現(xiàn)本螺栓緊固作業(yè)的容易化/有效 化。用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的螺栓緊固方法的第五實(shí)施方式，特別是將螺栓的構(gòu) 造作為特征，將該第五實(shí)施方式中的螺栓表示于圖10中。圖10中，70表 示螺栓，71表示螺栓頭部，72表示螺栓桿部，73表示孔部。如圖10中所示，第五實(shí)施方式中的螺栓70的螺栓桿部72形成為在其 一部分具有孔部73。該孔部73起到降低螺栓桿部72對(duì)于施加在螺栓頭部 71的橫向載荷的彎曲剛性的作用，其形狀及數(shù)量等可以依賴(lài)于設(shè)計(jì)恥洛而 適當(dāng)?shù)貨Q定。例如，孔部73既可以是將螺^r桿部72貫穿的形式，另外也 可以是不將螺栓桿部73貫穿的設(shè)于螺栓桿部73的側(cè)面上的凹部之類(lèi)的形 式。因螺栓桿部72具有孔部73，與在螺栓桿部不具有孔部的情況相比， 相對(duì)于施加在螺栓頭部71的橫向載荷，螺栓桿部72更容易彎曲變形。這 樣，與使用在螺栓桿部不具有孔部的螺栓的情況相比，能夠以對(duì)螺栓頭部71施加更小的橫向載荷，而使在螺栓70的上緊之時(shí)所造成的螺紋面及螺 栓支承面的表面壓力以所需的狀態(tài)偏倚。以下，對(duì)用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的螺栓緊固方法的第六實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。 本實(shí)施方式的特征是，對(duì)螺栓頭部施加平行于螺栓支承面的橫向載荷的橫 向載荷施加機(jī)構(gòu)具有檢測(cè)出螺栓頭部的相對(duì)螺栓支承面平行的移動(dòng)的位 移檢測(cè)機(jī)構(gòu)；基于由該位移檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出的螺栓頭部相對(duì)螺栓支承面平 行的移動(dòng)來(lái)控制上述橫向載荷的橫向載荷控制機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的螺栓緊固方法中，通過(guò)在螺栓的緊固之時(shí)，對(duì)螺栓頭部施加 平行于螺栓支承面的橫向載荷，就能夠以更小的緊固轉(zhuǎn)矩將螺栓上緊，然 而可以認(rèn)為，才艮據(jù)狀況的不同，可能有無(wú)法充分地獲得該效果的情況。例 如，由于對(duì)螺栓頭部施加過(guò)大的平行于螺栓支承面的橫向載荷，所以螺栓 桿部被向設(shè)于被連接構(gòu)件上的螺栓孔的緣部強(qiáng)力地推壓，從而有因螺栓桿 部與螺栓孔的緣部的接觸部的各表面狀態(tài)等而產(chǎn)生意想不到的較大摩擦 的情況。此種狀況下，可以認(rèn)為，在對(duì)螺栓頭部施加平行于螺栓支承面的 橫向載荷的同時(shí)緊固螺栓的做法，無(wú)法充分地獲得能夠以更小的緊固轉(zhuǎn)矩 將螺栓上緊的效果?；谠撉闆r，第六實(shí)施方式中，通過(guò)使橫向載荷施加機(jī)構(gòu)具有上述位 移檢測(cè)^J及上述橫向載荷控制機(jī)構(gòu)，就可以在上緊螺栓之時(shí)，在有意地 使螺紋面及螺栓支承面的表面壓力偏倚的狀態(tài)下，并且在螺栓頭部相對(duì)于 螺栓支承面平行地滑動(dòng)的狀態(tài)下，將螺栓上緊?？梢哉J(rèn)為，在螺栓頭部相 對(duì)于螺栓支承面平行地滑動(dòng)的狀態(tài)下，就不會(huì)有螺栓桿部被向設(shè)于被連結(jié) 構(gòu)件上的螺栓孔的緣部強(qiáng)力地推壓的情況，另外可以認(rèn)為，也不會(huì)有如很 大地阻礙螺栓的緊固轉(zhuǎn)矩的降低那樣的、螺栓桿部與螺栓孔的緣部以外的 其他部位之間的接觸。這樣，根據(jù)如下的第六實(shí)施方式，即，通過(guò)使橫向載荷施加機(jī)構(gòu)具有 上述位移檢測(cè)機(jī)構(gòu)及上述橫向載荷控制機(jī)構(gòu)，就可以在上緊螺栓之時(shí)，在 有意地使螺紋面及螺栓支承面的表面壓力偏倚的狀態(tài)下，并且在螺栓頭部 相對(duì)于螺栓支承面平行地滑動(dòng)的狀態(tài)下，將螺栓上緊，則可以防止例如由 于對(duì)螺栓頭部施加過(guò)大的平行于螺栓支承面的橫向載荷，而將螺栓桿部向 設(shè)于被連結(jié)構(gòu)件上的螺栓孔的緣部強(qiáng)力地推壓，因螺栓桿部與螺栓孔的緣 部之間的接觸部的各表面狀態(tài)等而產(chǎn)生意想不到的較大摩擦。
另外，已知在物體平面因平移力而直進(jìn)滑移之時(shí)，追加旋轉(zhuǎn)力后的該 物體的旋轉(zhuǎn)方向的^J見(jiàn)的摩擦系數(shù)就會(huì)變得非常小。即已知，在物體直進(jìn) 滑移之時(shí)，與在物體靜止之時(shí)將該物體旋轉(zhuǎn)的情況相比，可以用更小的轉(zhuǎn) 矩使該物體旋轉(zhuǎn)。這樣，根據(jù)如下的第六實(shí)施方式，即，在將螺栓上緊之時(shí)，通過(guò)對(duì)螺 栓頭部施加平行于螺栓支承面的橫向載荷，即使在未造成螺紋面及螺栓支 承面的表面壓力偏倚的狀況下，因橫向栽荷施加機(jī)構(gòu)具有上述位移檢測(cè)機(jī) 構(gòu)及上述橫向載荷控制機(jī)構(gòu)，也可以在螺栓頭部相對(duì)于螺栓支承面平行地滑動(dòng)的狀態(tài)下將螺栓上緊，則與在螺栓頭部^M目對(duì)于螺栓支承面平行地滑 動(dòng)的狀態(tài)下將螺栓上緊的情況相比，可以進(jìn)一步降低上緊螺栓之時(shí)所需的 緊固轉(zhuǎn)矩，能夠?qū)崿F(xiàn)上緊螺栓之時(shí)所造成的螺栓軸向力的高軸向力化。圖ii是表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的螺栓的緊固方法的第六實(shí)施方式的圖。圖ll中，131表示旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)，132表示旋轉(zhuǎn)控制器，133表示旋轉(zhuǎn)軸， 134表示電磁鐵裝置，135表示橫向載荷控制部，136表示反作用力承受部， 137表示位移傳感器。圖11中所示的實(shí)施方式中，起到對(duì)螺栓頭部2施加緊固螺栓之時(shí)所需 的緊固轉(zhuǎn)矩的作用的緊固轉(zhuǎn)矩施加機(jī)構(gòu)具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)131、旋轉(zhuǎn)控制 器132及旋轉(zhuǎn)軸133。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)131起到產(chǎn)生上緊螺栓1之時(shí)所需的緊 固轉(zhuǎn)矩的作用，且可以使用電動(dòng)式或壓縮空氣式等各種形式的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng) 機(jī)。旋轉(zhuǎn)控制器132起到控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)131所造成的緊固轉(zhuǎn)矩的大小的 作用。旋轉(zhuǎn)軸133起到將由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)131造成的緊固轉(zhuǎn)矩向套筒7傳遞 的作用。緊固轉(zhuǎn)矩施加機(jī)構(gòu)因具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)131及旋轉(zhuǎn)軸133，由此可以在 緊固螺栓之時(shí)從旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)131經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸133向套筒7傳遞緊固轉(zhuǎn)矩， 另外，因具有旋轉(zhuǎn)控制器132，而可以控制向套筒7傳遞的緊固轉(zhuǎn)矩的大 小，這樣，就能夠防止向套筒7傳遞會(huì)使螺栓1破損的過(guò)大的緊固轉(zhuǎn)矩的 情況。圖11中所示的實(shí)施方式中，橫向載荷施加^具有位移檢測(cè)^I和橫 向載荷控制機(jī)構(gòu)，且起到在利用緊固轉(zhuǎn)矩施加機(jī)構(gòu)緊固螺栓1之時(shí)經(jīng)由套 筒7向螺栓頭部2施加平行于螺栓支承面8的橫向載荷的作用。螺栓:部2的相對(duì)螺栓支承面8平行"移動(dòng)的作用。本'i施方式中:位移
檢測(cè)機(jī)構(gòu)如下構(gòu)成，即，具有檢測(cè)出螺栓1被緊固之時(shí)的套筒7的相對(duì)螺 栓支承面8平行的移動(dòng)的量即位移量的位移傳感器137,且基于由該位移 傳感器137檢測(cè)出的信息，例如位移量的變化狀態(tài)等，來(lái)檢測(cè)出螺栓頭部 2的相對(duì)螺栓支承面8平行的移動(dòng)。橫向栽荷控制機(jī)構(gòu)起到如下的作用，即，基于由上述位移檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢 測(cè)出的螺栓頭部2的相對(duì)螺栓支承面8平行的移動(dòng)，來(lái)控制對(duì)螺栓頭部2 施加的平行于螺栓支承面8的橫向載荷。本實(shí)施方式中，橫向載荷控制機(jī) 構(gòu)具有電磁鐵裝置134、橫向載荷控制部135及反作用力承受部136。電磁鐵裝置134起到對(duì)套筒7施加平行于螺栓支承面8的橫向載荷， 將套筒7相對(duì)于螺栓支承面8平行地強(qiáng)制性地移動(dòng)的作用。該電磁鐵裝置 134如下構(gòu)成，即，可以從任意的方向，對(duì)套筒7施加平行于螺栓支承面8 的橫向載荷。這樣，就可以從任意的方向?qū)β菟^部2施加平行于螺栓支 承面8的橫向載荷。橫向載荷控制部135起到如下的作用，即，基于由上述位移檢測(cè)^J 檢測(cè)出的螺栓頭部2的相對(duì)螺栓支承面8平行的移動(dòng)，來(lái)控制由電磁鐵裝 置34對(duì)套筒7施加的橫向載荷的大小。具體來(lái)說(shuō)，橫向載荷控制部135 如下地控制對(duì)套筒7施加的橫向載荷，即，在上緊螺栓l之時(shí)，可以有意 地使螺紋面9及螺栓支承面8的表面壓力偏倚，并且在螺栓頭部2相對(duì)于 螺栓支承面8平行地滑動(dòng)的狀態(tài)下，將螺栓1上緊。反作用力承受部136起到防止電磁鐵裝置134的相對(duì)螺栓支承面8的 相對(duì)移動(dòng)的效果，本實(shí)施方式中，在將螺栓上緊之時(shí)，電磁鐵裝置134被 與被連結(jié)體形狀匹配地臨時(shí)固定。以下，對(duì)在具備上述各構(gòu)成要件的圖11中所示的螺栓緊固裝置中執(zhí)行 的、螺栓緊固的控制程序的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖12是表示在圖11 中所示的本發(fā)明涉及的螺栓緊固裝置中執(zhí)行的、螺栓緊固的控制程序的一 個(gè)實(shí)施方式的流程圖。圖12中所示的螺栓緊固的控制程序中，利用橫向載荷施加機(jī)構(gòu)對(duì)螺栓 頭部2施加橫向載荷，基于來(lái)自位移傳感器137的檢測(cè)信息來(lái)檢測(cè)有無(wú)螺 栓頭部2的相對(duì)螺栓支承面8平行的移動(dòng)，在處于有該移動(dòng)的狀態(tài)時(shí)，則 一邊對(duì)螺栓頭部2施加位移控制下的橫向載荷， 一邊執(zhí)行螺栓的緊固。另 外，在螺栓的緊固執(zhí)行中，在判定為螺栓頭部2的相對(duì)螺栓支承面8平行 的移動(dòng)消失的情況下，則利用橫向載荷控制機(jī)構(gòu)控制為，改變對(duì)螺栓頭部
2的橫向載荷的施加方向，以造成螺栓頭部2的相對(duì)螺栓支承面8平行的 移動(dòng)。例如控制為，將施加在螺栓頭部2的橫向載荷的方向設(shè)為與迄今所 施加的橫向載荷方向完全相反的方向。這樣，在將螺栓上緊之時(shí)，就可以 有意地使螺紋面及螺栓支承面的表面壓力偏倚，并且在螺栓頭部相對(duì)于螺 栓支承面平行地滑動(dòng)的狀態(tài)下，將螺栓上緊。以下，將對(duì)圖12中所示的 各步驟進(jìn)行說(shuō)明。步驟201中，將螺栓頭部2就位于螺栓支承面8上，使得螺栓頭部2 與螺栓支承面8接觸。而且，在螺栓頭部2與螺栓支承面8之間配置有墊 圏等的情況下，則以使螺栓頭部2與該墊圏等接觸的方式將螺栓頭部2就 位。步驟201中， 一旦螺栓頭部2就位于螺栓支承面8上，就繼續(xù)前進(jìn)到 步驟202。步驟202中，利用橫向載荷施加機(jī)構(gòu)對(duì)螺栓頭部2施加平行于螺栓支 承面8的橫向載荷。具體來(lái)說(shuō)，利用橫向載荷施加機(jī)構(gòu)，對(duì)套筒7施加平 行于螺栓支承面8的橫向載荷，并將該橫向載荷經(jīng)由套筒7向螺栓頭部2 傳遞，由此對(duì)螺栓頭部2施加平行于螺栓支承面8的橫向載荷。步驟202 中， 一旦對(duì)螺栓頭部2開(kāi)始施加橫向載荷，就繼續(xù)前進(jìn)到步驟203。步驟203中，基于來(lái)自位移傳感器137的檢測(cè)信息來(lái)檢測(cè)有無(wú)螺栓頭 部2的相對(duì)螺栓支承面8平行的移動(dòng)，確認(rèn)該移動(dòng)的開(kāi)始。具體來(lái)說(shuō)，利 用位移傳感器137,檢測(cè)出以jrni單位表示的套筒7的相對(duì)螺栓支承面8 平行的移動(dòng)的量即位移量，基于該位移量的變化狀態(tài)，來(lái)確認(rèn)螺栓頭部2 的相對(duì)螺栓支承面8平行的移動(dòng)已經(jīng)開(kāi)始，或者確認(rèn)有該移動(dòng)。這里，所 謂有螺栓頭部2的相對(duì)螺栓支承面8平行的移動(dòng)的狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于螺栓頭部 2相對(duì)于螺栓支承面8接觸的同時(shí)平行地移動(dòng)的狀態(tài)，即，對(duì)應(yīng)于螺栓頭 部2相對(duì)于螺栓支承面8平行地滑動(dòng)的狀態(tài)。步驟203中， 一旦確認(rèn)螺栓 頭部2的相對(duì)螺栓支承面8平行的移動(dòng)已經(jīng)開(kāi)始，就繼續(xù)前進(jìn)到步驟204。步驟204中，在利用橫向載荷控制機(jī)構(gòu)對(duì)螺栓頭部2施加位移控制下 的橫向載荷的同時(shí)，利用緊固轉(zhuǎn)矩施加^I執(zhí)行螺栓的緊固。另外，監(jiān)測(cè) 螺栓被緊固之時(shí)的橫向載荷的變化。這里所謂位移控制下的橫向載荷是 指，將螺栓頭部2的相對(duì)螺栓支承面8的每單位時(shí)間的平行的移動(dòng)的量即 位移量控制成達(dá)到恒定的橫向載荷。即，利用橫向載荷控制機(jī)構(gòu)控制橫向 載荷，使得螺栓頭部2每單位時(shí)間的相對(duì)螺栓支承面8平行的移動(dòng)的量即 位移量達(dá)到恒定。本實(shí)施方式中，將在確認(rèn)螺栓頭部2的相對(duì)螺栓支承面 8平行的移動(dòng)的開(kāi)始后的螺栓頭部2的相對(duì)螺栓支承面8平行的移動(dòng)，作 為與套筒7的相對(duì)螺栓支承面8平行的移動(dòng)對(duì)應(yīng)的移動(dòng)，并利用橫向載荷 控制機(jī)構(gòu)控制橫向載荷，使得由位移檢測(cè)傳感器137檢測(cè)出的套筒7每單 位時(shí)間的相對(duì)螺栓支承面8平行的移動(dòng)的量達(dá)到恒定。螺栓的緊固利用緊 固轉(zhuǎn)矩施加^J來(lái)執(zhí)行。另外，對(duì)于螺栓被緊固之時(shí)的橫向載荷的變化， 利用橫向載荷控制機(jī)構(gòu)的橫向載荷控制器135來(lái)監(jiān)視。在接在步驟204后的步驟205中，判定在步驟204中的螺栓的緊固執(zhí) 行中有無(wú)螺栓頭部2的相對(duì)螺栓支承面8平行的移動(dòng)的停止。有無(wú)螺栓頭 部2的相對(duì)螺栓支承面8平行的移動(dòng)的停止的判定，既可以基于來(lái)自位移 傳感器137的檢測(cè)信息并利用位移檢測(cè)機(jī)構(gòu)來(lái)判定，也可以根據(jù)有無(wú)被進(jìn) 行位移控制的橫向載荷的急劇的變化來(lái)判定。步驟205中， 一旦在螺栓的緊固執(zhí)行中確認(rèn)有螺栓頭部2的相對(duì)螺栓 支承面8平行的移動(dòng)的停止，即前進(jìn)到步驟206，利用橫向載荷控制^J 進(jìn)行控制，以改變對(duì)螺栓頭部2的橫向載荷的施加方向。本實(shí)施方式中控 制為，對(duì)螺栓頭部2施加的橫向載荷的方向被逆轉(zhuǎn)，設(shè)為與迄今所施加的 橫向載荷方向完全相反的方向。這樣，在上緊螺栓之時(shí)，就可以有意地使 螺紋面及螺栓支承面的表面壓力偏倚，并且在螺栓頭部2相對(duì)于螺栓支承 面8平行地滑動(dòng)的狀態(tài)下，將螺栓上緊。步驟205中，當(dāng)確認(rèn)沒(méi)有螺栓頭部2的相對(duì)螺栓支承面8平行的移動(dòng) 的停止，則繼續(xù)前進(jìn)到步驟207中，利用緊固轉(zhuǎn)矩施加機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)控制器 132來(lái)判定螺栓的緊固轉(zhuǎn)矩是否達(dá)到了規(guī)定值。 一旦判定為螺栓的緊固轉(zhuǎn) 矩達(dá)到了規(guī)定值時(shí)，則結(jié)束本控制程序。圖13是表示執(zhí)行了圖12中所示的螺栓緊固的控制程序時(shí)的、套筒7 的相對(duì)螺栓支承面8平行的移動(dòng)即位移的時(shí)間推移的一個(gè)例子的圖。圖13中所示的a區(qū)域?qū)?yīng)于步驟202中的套筒7的位移。在螺栓頭部 2安裝有套筒7， 一旦對(duì)套筒7施加平行于螺栓支承面8的橫向載荷，首先， 套筒7就相對(duì)于螺栓頭部2急劇地移動(dòng)，直至螺栓頭部和與該螺栓頭部結(jié) 合的套筒7的結(jié)合面之間的間隙消失。此后， 一旦螺栓頭部2和與該螺栓 頭部2結(jié)合的套筒7的結(jié)合面之間相接觸，則套筒7的相對(duì)螺栓支承面的 移動(dòng)就會(huì)暫時(shí)停止，直到螺栓頭部2的相對(duì)螺栓支承面8平行的移動(dòng)即滑 動(dòng)開(kāi)始前的期間。，圖:3中，示的b區(qū)域?qū)?yīng)^f-從步驟203到步驟204。，該，區(qū)域中，
頭部2相對(duì)于螺栓支承面8平行地滑動(dòng)，而且利用緊固轉(zhuǎn)矩施加機(jī)構(gòu)執(zhí)行 螺栓的緊固。這樣，套筒7的相對(duì)螺栓支承面平行的移動(dòng)就會(huì)在每單位時(shí) 間推移恒定量。圖13中所示的c區(qū)域?qū)?yīng)于在步驟205中，確認(rèn)了螺栓頭部2的相對(duì) 螺栓支承面8平行的移動(dòng)的停止的情況。該狀況可以認(rèn)為是如下的情況， 即，例如由于對(duì)螺栓頭部2施加了過(guò)大的橫向載荷，而螺栓桿部被向i殳于 被連結(jié)構(gòu)件上的螺栓孔的緣部強(qiáng)力地推壓，使得螺栓頭部2的相對(duì)螺栓支 承面8平行的移動(dòng)停止。圖13中所示的d區(qū)域?qū)?yīng)于步驟206。如下進(jìn)行控制，即，一_§ 在螺 栓的緊固執(zhí)行中，確認(rèn)有螺栓頭部2的相對(duì)螺栓支承面8平行的移動(dòng)的停 止，則施加在螺栓頭部2上的橫向載荷的方向就被逆轉(zhuǎn)，設(shè)為與迄今所施 加的橫向載荷方向完全相反的方向。這樣，套筒7的相對(duì)螺栓支承面8平 行的移動(dòng)就變?yōu)榕cb區(qū)域相反的移動(dòng)。以上，根據(jù)參照?qǐng)D11到圖13說(shuō)明的用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的螺栓緊固方法 的第六實(shí)施方式，可以在將螺栓上緊之時(shí)，有意地使螺紋面及螺栓支承面 的表面壓力偏倚，并且在螺栓頭部相對(duì)于螺栓支承面平行地滑動(dòng)的狀態(tài) 下，將螺栓上緊。這樣，就可以防止例如由于對(duì)螺栓頭部施加了過(guò)大的橫 向載荷，而將螺栓桿部向設(shè)于被連結(jié)構(gòu)件上的螺栓孔的緣部強(qiáng)力地推壓， 且因螺栓桿部與螺栓孔的緣部之間的接觸部的各表面狀態(tài)等而產(chǎn)生意想 不到的較大摩擦的情況。另外，可以進(jìn)一步減小在上緊螺栓之時(shí)所需的緊 固轉(zhuǎn)矩，能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)上緊螺栓之時(shí)所造成的螺栓的高軸向力化。
權(quán)利要求
1. 一種螺栓緊固方法，是使用具有螺栓頭部、和具備外螺紋部的螺栓 桿部的螺栓來(lái)將被連結(jié)體連結(jié)之時(shí)的螺栓緊固方法，其特征是，在為了有意地使在緊固上述螺栓之時(shí)造成的螺紋面及螺栓支承面的 表面壓力偏倚，而對(duì)上述螺栓頭部施加了與上述螺栓支承面平行的橫向載 荷的狀態(tài)下，對(duì)上述螺栓頭部施加4吏上述外螺紋部旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩而將上述螺 栓上緊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的螺栓緊固方法，其特征是，與上述外螺故部 結(jié)合的內(nèi)螺紋部被配設(shè)成該內(nèi)螺紋部的中心軸線相對(duì)于上述螺栓支承面 的垂線傾斜。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺栓緊固方法，其特征是，為了使與上述外 螺紋部結(jié)合的內(nèi)螺紋部的中心軸線相對(duì)于上述螺栓支承面的垂線傾斜，而 在上述內(nèi)螺紋部的螺牙的一部分中附著粒子。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的螺栓緊固方法，其特征是，上述外螺玟部形 成為該外螺玟部的中心軸線相對(duì)于上述螺栓頭部的中心軸線傾斜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的螺栓緊固方法，其特征是，為了減少上述螺 栓桿部相對(duì)上述橫向載荷的彎曲剛性，上述螺栓桿部形成為在其局部具有 孔部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的螺栓緊固方法，其特征是，平行于上述螺栓 支承面而被施加的上述橫向載荷被控制成，能夠有意地使上述螺紋面及上 述螺栓支承面的表面壓力偏倚，并且在上述螺栓頭部相對(duì)于上述螺栓支承 面平行地滑動(dòng)的狀態(tài)下，將上述螺栓上緊。
7. —種螺栓緊固裝置，是使用具有螺栓頭部、和具備外螺紋部的螺栓 桿部的螺栓來(lái)將被連結(jié)體連結(jié)之時(shí)所用的螺栓緊固裝置，其特征是，具有對(duì)上述螺栓頭部施加使上述外螺紋部旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩的緊固轉(zhuǎn)矩施加機(jī)構(gòu)；為了在利用上述緊固轉(zhuǎn)矩施加^I來(lái)旋轉(zhuǎn)上述外螺紋部之時(shí)，有意地 使所造成的螺紋面及螺栓支承面的表面壓力偏倚，而對(duì)上述螺栓頭部施加 平行于上述螺栓支承面的橫向載荷的橫向載荷施加機(jī)構(gòu)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的螺栓緊固裝置，其特征是， 上述橫向載荷施加機(jī)構(gòu)具有 檢測(cè)出在利用上述緊固轉(zhuǎn)矩施加;IM^緊固上述螺栓之時(shí)的、上述螺栓 頭部的平行于上述螺栓支承面的移動(dòng)的位移檢測(cè)機(jī)構(gòu)；基于由該位移檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出的上述螺栓頭部的平行于上述螺栓支 承面的移動(dòng)，來(lái)控制上述橫向載荷的橫向載荷控制機(jī)構(gòu)，其中，利用上述橫向載荷控制M來(lái)控制上述橫向載荷，而使得能夠在上緊 上述螺栓之時(shí)，有意地使上述螺紋面及上述螺栓支承面的表面壓力偏倚， 并且在上述螺栓頭部與上述螺栓支承面平行地滑動(dòng)的狀態(tài)下，將上述螺栓 上緊。
全文摘要
本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)在緊固螺栓之時(shí)所造成的螺栓軸向力的高軸向力化，提供不用改變螺紋面的摩擦系數(shù)本身，就可以帶來(lái)與減小了螺紋面的摩擦系數(shù)的做法相同的效果的螺栓緊固方法及實(shí)現(xiàn)該螺栓緊固方法的螺栓緊固裝置。本發(fā)明的螺栓緊固方法是在使用具有螺栓頭部、和具備外螺紋部的螺栓桿部的螺栓來(lái)將被連結(jié)體連結(jié)之時(shí)的螺栓緊固方法，其特征是，在為了有意地使在緊固上述螺栓之時(shí)造成的螺紋面及螺栓支承面的表面壓力偏倚，而對(duì)上述螺栓頭部施加了與上述螺栓支承面平行的橫向載荷的狀態(tài)下，對(duì)上述螺栓頭部施加使上述外螺紋部旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩而上緊上述螺栓。
文檔編號(hào)B23P19/06GK101146647SQ20068000892
公開(kāi)日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2006年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月26日
發(fā)明者佐藤和明, 富士岡泰雄, 寺西浩, 櫻林靖哲, 田中淳夫 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社