JP2003225836A - 自動ねじ締め装置における工具位置変更機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】外力によるねじ締め工具の位置を変更するため
の機器への負荷を減じつつ装置の小型・簡略化を果たし
得る自動ねじ締め装置における工具位置変更機構の提
供。 【解決手段】本発明は、エアシリンダ機構３の作動によ
り移動可能なドライバ６の出力軸６ｂにユニバーサルジ
ョイント７を介して連結されたねじ締め工具８を有す
る。このねじ締め工具８はスライド可能に構成されたス
ライド部材１５のスライドにともなって軸線平行に移動
できる。また、スライド部材１５には、これと一体に移
動可能なようにカムフォロア１６が配置されており、こ
のカムフォロア１６は、エアシリンダ１４の作動を受け
て移動するカム部材１２のカム溝１２ａに常時係合する
ように構成されている。これにより、カム部材１６が移
動するとカムフォロア１６がカム溝１２ａに沿って倣い
動作し、スライド部材１５が移動してねじ締め工具８の
位置が変更されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、ワークにねじを締
め付ける際にねじ締め工具の位置変更を可能とする自動
ねじ締め装置における工具位置変更機構に関するもので
ある。 【０００２】 【従来の技術】従来、自動ねじ締め装置としては、図５
に示すような自動ねじ締め装置２０が知られている。こ
の自動ねじ締め装置２０は、機台２１に配置されたエア
シリンダ機構２２を有し、このエアシリンダ機構２２の
ピストンロッド２２ａには、ドライバテーブル２３が連
結されている。このドライバテーブル２３には、モータ
２４ａを備えたドライバ２４が２基設置されており、各
ドライバ２４の出力軸２４ｂには自在継手であるユニバ
ーサルジョイント２５を介してねじ締め工具２６が連結
されている。このねじ締め工具２６は、先端面に六角ま
たは十二角のソケット穴（図示せず）が形成されたソケ
ット２７を先端に具備して成るものであり、ボルトの頭
部にソケット穴を嵌合させて回転操作することによりボ
ルトに回転力を伝達できるように構成されたものであ
る。また、ドライバテーブル２３の下方にはドライバテ
ーブル２３と一体に移動可能に構成された支持テーブル
２８が配置されており、この支持テーブル２８には、エ
アシリンダ２９が２基設けられ、各エアシリンダ２９に
は、前記ねじ締め工具２６を案内するように構成された
スライド部材３０が連結されている。このスライド部材
３０は前記エアシリンダ２９の作動により水平移動する
ものであり、これによってねじ締め工具２６を軸線平行
に移動させることが可能なように構成されている。すな
わち、ねじの締付け位置に合わせてエアシリンダ２９を
作動してねじ締め工具２６を軸線平行に移動させること
により、ソケット２７同士のピッチ変更を行えるように
なっているのである。このようにしてピッチを変更され
たねじ締め工具２６にはユニバーサルジョイント２５の
作用によりドライバ２４の回転出力が良好に伝達され、
これによりソケット２７によるボルトの締付け作業を良
好に行うことができる。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の自
動ねじ締め装置により、図４に示すような、中心軸５０
に対して回転可能なローラ部５１を有し、このローラ部
５１の前記中心軸５０回りにボルトねじ込み用のめねじ
５２が複数形成されているワークＷに被締結部品５３を
ボルト５４で締結しようとする場合には、めねじ５２へ
ボルト５４を締め込む時の締付けトルクがローラ部５１
を中心軸５０に対して回転させる力として作用する。こ
のため、上記従来の自動ねじ締め装置２０においては、
ローラ部５１の回転力によりねじ締め工具２６、スライ
ド部材３０を通じてエアシリンダ２９に負荷がかかり、
エアシリンダ２９のシール部等が破損してしまう不具合
が発生していた。これに対処するため、従来は、ワーク
Ｗのローラ部５１を回転不能にクランプするクランプユ
ニット（図示せず）を設けることで前述の不具合の発生
が防止されていたが、このようにワーク保持用にクラン
プユニットを設けると、可動部が多くなって装置の動作
制御が複雑になるとともに、コンベアでワークＷを搬送
する場合には、搬送負荷あるいは搬送時の慣性を考慮し
た特別な設計が必要になるといった不具合が発生してい
た。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
て創成されたものであり、ねじ締め工具の位置を変更す
るための機器への負荷を減じつつ、装置の小型・簡略化
を果たすことを目的とするものである。この目的を達成
するために本発明は、往復移動手段の駆動を受けて機台
に対して往復移動可能に配置された複数のドライバと、
このドライバの出力軸に連設された自在継手と、この自
在継手に連設され前記ドライバの駆動を受けて回転可能
かつかつワークに締付けるねじに係合可能なねじ締め工
具とを備えた自動ねじ締め装置において、前記ねじ締め
工具を回転自在に案内支持しつつ軸線平行に移動させる
よう移動可能に設けられたスライド部材と、前記スライ
ド部材と一体に移動可能に設けられた倣い部材と、前記
倣い部材が当接するカム面を有するカム部材と、前記倣
い部材がカム面に沿った倣い動作を生じるようにカム部
材を移動操作する操作手段とを備えていることを特徴と
するものである。 【０００５】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１ないし図３において、１はワ
ークにボルトを締結する際に用いられる自動ねじ締め装
置であり、機台２に配置した往復移動手段の一例である
エアシリンダ機構３を有し、このエアシリンダ機構３に
は、エアの供給および排出により伸縮するピストンロッ
ド３ａが備えられている。このピストンロッド３ａに
は、前記機台２に設けられたガイド軸４に沿って移動可
能なドライバテーブル５が連結されており、このドライ
バテーブル５上には、モータ６ａの駆動を受けて回転す
る出力軸６ｂを備えたドライバ６が２基載置固定されて
いる。このドライバ６の出力軸６ｂは、ドライバテーブ
ル５の下面側に突出しており、この出力軸６ｂには、自
在継手の一例であるユニバーサルジョイント７が連結さ
れている。また、このユニバーサルジョイント７の先端
にはワークに締付けられるねじの頭部に係合可能なねじ
締め工具８が連結されている。このねじ締め工具８は、
ユニバーサルジョイント７に連結された伝達軸８ａと、
この伝達軸８ａ先端に着脱可能に連結されたソケット８
ｂとから成るものであり、ソケット８ｂの先端面には六
角ボルトの頭部が嵌合可能な１２角の駆動穴８ｃが形成
され、専らワークにボルトを締め付ける作業に適合する
ように構成されている。 【０００６】前記ドライバテーブル５の下方には、前記
ねじ締め工具８を軸線平行に移動させてねじ締め工具８
同士のピッチを変更するための工具位置変更機構９（以
下、変更機構９という）が配置されている。この変更機
構９は、前記ガイド軸４に沿って移動可能な支持テーブ
ル１０と、この支持テーブル１０に配置された２個のス
ライドガイド１１，１１と、このスライドガイド１１，
１１に沿って矢印方向Ｙに各移動可能に設けられたカム
部材１２，１２と、スライドガイド１１，１１にブラケ
ット１３，１３を介して設置された操作手段の一例であ
るエアシリンダ１４，１４と、前記支持テーブル１０に
水平に配置したガイド軸１５ａ，１５ａに沿って摺動可
能な２台のスライド部材１５，１５と、このスライド部
材１５，１５に連結されて前記カム部材１２，１２に斜
めに傾斜して形成されたカム溝１２ａ，１２ａに常時係
合する倣い部材の一例であるカムフォロア１６，１６と
を備えている。 【０００７】前記支持テーブル１０は、ドライバテーブ
ル５から延びる連結ロッド５ａに吊り下げ支持されてい
る。また、前記各スライド部材１５，１５には、対応す
る前記ねじ締め工具８の伝達軸８ａが摺動自在かつ回転
自在に案内支持されており、このことにより各ねじ締め
工具８は、前記ユニバーサルジョイント７に連結されて
いることで軸線平行移動を許容されていることと相まっ
て、スライド部材１５の移動にともなって軸線平行に移
動できる構成となっている。 【０００８】上記自動ねじ締め装置１によって図４に示
すような、中心軸５０に対して回転可能なローラ部５１
を有し、このローラ部５１の前記中心軸５０周りにボル
トねじ込み用のめねじ５２が複数形成されているワーク
Ｗに被締結部品５３をボルト５４で締結する場合につい
て、以下、本自動ねじ締め装置１の動作を中心に説明を
行う。なお、ここではワークＷのめねじ５２に予め少し
ねじ込まれたボルト５４を最終的に締付ける、所謂増し
締め作業について説明を行う。 【０００９】まず、コンベア等の搬送ユニット（図示せ
ず）により自動ねじ締め装置１の下方にワークＷが搬送
されてきて所定位置に停止すると、エアシリンダ機構３
が作動してピストンロッド３ａが伸長し、これを受けて
ドライバテーブル５と支持テーブル１０とが一体に下降
する。その後、支持テーブル１０は所定の位置まで下降
するとストッパ（図示せず）に当接して停止するが、連
結ロッド５ａが支持テーブル１０に対して摺動可能に構
成されているため、ドライバテーブル５は下降を継続
し、各ソケット８ｂをボルトの頭部に当接させる。この
時点でドライバ６のモータ６ａは駆動を開始しており、
よって各ソケット８ｂにはドライバ６の出力軸６ｂから
ユニバーサルジョイント７および伝達軸８ａを介して回
転伝達がなされている。これにより、ソケット８ｂは駆
動穴８ｃをボルト５４の頭部に嵌合させ、ボルトへ回転
伝達を行ってボルト５４をワークＷに締め付ける。そし
て、各モータ６ａの負荷電流値の変化を検出することに
よりボルト５４が所定の締付けトルクまで締め付けられ
たことが判明すると、モータ６ａの駆動が停止するとと
もに、エアシリンダ機構３が復動する。このエアシリン
ダ機構３の復動により、ドライバテーブル５と支持テー
ブル１０とが原位置に復帰する。 【００１０】ワークＷの種類が変更される等してボルト
締め込み位置のピッチが変わった場合には、各エアシリ
ンダ１４，１４が作動してロッド１４ａを所定量伸長さ
せる。これにより、各カム部材１２がスライドガイド１
１に沿って下降するため、カム溝１２ａに倣ってカムフ
ォロア１６が移動し、その分各スライド部材１５がガイ
ド軸１５ａ，１５ａに沿って水平移動する。これによ
り、スライド部材１５に案内されている伝達軸８ａも移
動するため、ねじ締め工具８，８同士のピッチがワーク
に合わせて変更される。あとは、前述同様の動作によっ
て新たなワークに対しても支障なくボルトの締結を行う
ことができる。このように本実施の形態では、カム溝１
２ａのカムフォロア１６が当接する面がカム部材１２に
おけるカム面として機能するのである。 【００１１】前述のローラ部５１のように回転自在な部
材にボルト５４を締め付ける場合、ボルト５４の締付け
トルクがローラ部５１を回転させる力として作用し、こ
のローラ部５１の回転力がねじ締め工具８からスライド
部材１５に伝達される。しかし、スライド部材１５はカ
ムフォロア１６とカム部材１２のカム溝１２ａとの係合
によってエアシリンダ１４に連結され、かつ回転力の作
用方向がカムフォロア１６の軸線方向と略等しい方向と
なるため、各エアシリンダ１４に回転力による負荷が作
用するのを防止することができる。また万一、回転力が
カム部材１２に伝わるようなことがあっても、カム溝１
２ａが斜めに延びる形状であることから、ここで回転力
を分解してカム部材１２、スライドガイド１１、支持テ
ーブル１０を通じて十分に頑強な機台２へと逃がすこと
ができ、当該回転力によってエアシリンダ１４に作用す
る負荷を極力軽減することができる。 【００１２】なお、以上の説明においては、２本のねじ
締め工具８の位置をそれぞれ変更することによりねじ締
め工具８同士のピッチを変更する構造について説明を行
ったが、ドライバ６を１基だけとした、所謂単軸構造の
自動ねじ締め装置においてねじ締め工具８の位置を変更
する場合にも対応するものであり、その場合にも得られ
る効果は同様である。 【００１３】 【発明の効果】本発明の自動ねじ締め装置における工具
位置変更機構は、エアシリンダ等の操作手段により移動
操作されるカム部材に、ねじ締め工具と一体に移動可能
なスライド部材に設けられたカムフォロア等の倣い部材
を係合させ、移動するカム部材に倣って倣い部材が動作
することによりねじ締め工具が軸線平行に移動するよう
構成したものである。この構成により、ねじ締め工具を
軸線平行に移動させるような外力が働いた場合でも、こ
れがねじ締め工具の位置を変更するための操作手段に伝
達されるのを防止することができ、操作手段の破損を防
止することができる等の利点がある。この結果、従来の
ようにワークをクランプするクランプユニット等を設け
る必要もなくなり、装置を小型・簡略化することが可能
になる等の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】（ａ）は図３のＡ−Ａ線に係る拡大断面図であ
り、（ｂ）はその動作状態を示す動作説明用拡大断面図
である。 【図２】本発明に係る自動ねじ締め装置の正面図であ
る。 【図３】本発明に係る自動ねじ締め装置の一部を切り欠
いて断面となした一部切欠側面図である。 【図４】ワークの一例を示す要部拡大断面図である。 【図５】従来例の説明図である。 【符号の説明】 １ 自動ねじ締め装置 ２ 機台 ３ エアシリンダ機構 ５ ドライバテーブル ６ ドライバ ７ ユニバーサルジョイント ８ ねじ締め工具 ９ 工具位置変更機構 １０ 支持テーブル １２ カム部材 １２ａ カム溝 １４ エアシリンダ １５ スライド部材 １６ カムフォロア

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】往復移動手段の駆動を受けて機台に対して
   往復移動可能に配置された複数のドライバと、このドラ
   イバの出力軸に連設された自在継手と、この自在継手に
   連設され前記ドライバの駆動を受けて回転可能かつかつ
   ワークに締付けるねじに係合可能なねじ締め工具とを備
   えた自動ねじ締め装置において、 前記ねじ締め工具を回転自在に案内支持しつつ軸線平行
   に移動させるよう移動可能に設けられたスライド部材
   と、 前記スライド部材と一体に移動可能に設けられた倣い部
   材と、 前記倣い部材が当接するカム面を有するカム部材と、 前記倣い部材がカム面に沿った倣い動作を生じるように
   カム部材を移動操作する操作手段とを備えていることを
   特徴とする自動ねじ締め装置における工具位置変更機
   構。