JP2004174624A - ねじ締め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ねじ頭に鍔状の突起が設けられている場合でも、鍔を回避してねじ頭を強固に保持でき回転押圧してねじ締めできるねじ締め装置を提供する。
【解決手段】本発明のねじ締め装置は、開閉可能であって前記部品に係合するチャック爪１と、チャック爪を回転可能に保持する保持具３と、チャック爪に接続していてそれを開閉する第１の駆動具９と、保持具に支持されていてチャック爪を部品に押圧する弾性体６と、チャック爪の開閉を固定する固定具２と、固定具を移動させる第２の駆動具４とを具備しており、更に弾性体の弾性力により第１の駆動具を駆動して、チャック爪を第１の方向に回転して閉じることにより、チャック爪を部品に係合させる一方で、弾性体の弾性力に対抗して第１の駆動具を駆動して、チャック爪を第１の方向とは反対の第２の方向に回転して開くことにより、チャック爪の部品への係合を開放する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ねじ締め装置に係り、より特別には、ねじを有する部品で回転伝達用の六角面部の前に鍔状のものがあって、六角面部に嵌合するソケットが挿入できない部品をねじ締めするねじ締め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ねじを使用して、部品を固定したり、部品同士を連結する構成は、あらゆる装置において一般的に見られるものであり、この様な構成においては一般的に、軸を回転させて、ねじ部分の着脱を行う。この場合ねじを有する軸の頭部に、ソケットを嵌合して軸を回転する構成は一般的である。軸の頭部は一般的に、四角形、六角形等の棒状部分で形成されており、ソケットはこれに嵌合する同じ形状の凹部を有する。
【０００３】
図３を参照して、従来のねじ締め装置の一例について説明する。従来のねじ締め装置５０は、多角形の凹状のソケット５１と、操作部５２とを具備する。ねじを有する部品６０をねじ締め装置５０により回転する場合に該ソケット５１を、同じ多角形の棒状の部品頭部６１に嵌合させて、操作部５２を操作して、ソケット５１を介して部品６０を回転させる。例えば、部品６０を左に回転すると部品６０は外れ、右に回転すると締め込まれる。
【０００４】
図３を参照すると、部品６０の頭部６１には更に追加の部品６２が装備されているが、追加の部品６２は、頭部６１の外形寸法より小さく、ソケット５１の凹部に収容されることにより、ソケット５１の部品頭部６１への嵌合を妨げない。しかし、追加の部品６２の寸法が、頭部６１より大きい場合には、ソケット５１を頭部６１に嵌合することは出来ず、従ってソケット５１のねじ締め装置５０では、部品６０の回転、即ち着脱操作は出来ない。言い換えれば、従来技術のねじ締め装置５０では、対象のとなる部品がソケットと嵌合するそれの頭部より大きな寸法の部品を頭部の先端に有するものは操作できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来技術のねじ締め装置では限界があり、その様な問題を解決するねじ締め装置が必要であった。
従来のねじ締め装置のソケットはねじ頭と同じ多角形の凹形状であって、ねじ頭にソケットを挿入してソケットを回転させながら押圧してねじ締めをおこなうものである。しかし、ねじ頭に鍔状の突起が設けられている場合、ソケットでは鍔を回避してねじ頭にソケットを挿入することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、ねじ頭に鍔状の突起が設けられている場合でも、鍔を回避してねじ頭を強固に保持でき回転押圧してねじ締めすることのできるねじ締め装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の形態では、上述した目的を達成するために、ねじ部を有する部品に係合して、前記部品を回転させてねじ締めを行なうねじ締め装置は、開閉可能であって前記部品に係合するチャック爪と、前記チャック爪を回転可能に保持する保持具と、前記チャック爪に接続していてそれを開閉する第１の駆動具と、前記保持具に支持されていて前記チャック爪を前記部品に押圧する弾性体と、前記チャック爪の開閉を固定する固定具と、前記固定具を移動させる第２の駆動具とを具備する。前記ねじ締め装置は、前記弾性体の弾性力により前記第１の駆動具を駆動して、前記チャック爪を第１の方向に回転して閉じることにより、前記チャック爪を前記部品に係合させる一方で、前記弾性体の弾性力に対抗して前記第１の駆動具を駆動して、前記チャック爪を前記第１の方向とは反対の第２の方向に回転して開くことにより、前記チャック爪の前記部品への係合を開放することを特徴とする。
【０００８】
この様に構成することにより、即ち、特に、ねじ締めのチャックを開閉可能にし、弾性体でチャック爪を閉じ、更に固定具を設けたことにより、ねじ頭に鍔状の突起があっても回避して強固にチャック保持できるようになり、回転押圧してねじ締めすることのできるねじ締め装置を提供できる。
【０００９】
本発明の請求項２の形態では、上記請求項１の形態において、前記部品の前記チャック爪との係合部分が、角形状の棒状部であることを特徴とする。
この様に構成することにより、チャック爪が部品に係合し易い形態を開示する。
【００１０】
本発明の請求項３の形態では、上記請求項１又は２のいずれかの形態において、前記部品に前記チャック爪を適合して完全に係合させるために、前記チャック爪と共に前記保持具を回転する回転駆動部を更に具備することを特徴とする。
この様に構成することにより、チャック爪を部品に確実に適合して係合させる形態を具体化する。
【００１１】
本発明の請求項４の形態では、上記請求項３の形態において、前記回転駆動部は、モータと、減速機とを具備することを特徴とする。
本形態によれば、上記請求項３の形態をより具体化する。
【００１２】
本発明の請求項５の形態では、上記請求項１から４の形態のいずれか一項において、前記チャック爪は、複数であり、ピン接続により前記保持具に保持されており、前記チャック爪の前記第１の駆動具への接続もピン接続であることを特徴とする。
本形態によれば、チャック爪、保持具、第１の駆動具の形態をより具体化する。
【００１３】
本発明の請求項６の形態では、上記請求項１から５の形態のいずれか一項において、前記第１の駆動具は、実質的に直線往復動させられることにより、前記チャック爪を開閉することを特徴とする。
本形態によれば、チャック爪の開閉形態をより具体化する。
【００１４】
本発明の請求項７の形態では、上記請求項１から６の形態のいずれか一項において、前記固定具は固定時に、前記チャック爪の外周部に位置決めされることを特徴とする。
本形態によれば、固定具をチャック爪の外周部に設けたことにより、チャック爪を開閉する機構を小型で軽量化できるようになり、回転をねじに伝達するねじ締め装置を小さくすることができる。
【００１５】
本発明の請求項８の形態では、上記請求項１から７の形態のいずれか一項において、前記第２の駆動具は、油圧又は空圧シリンダを具備することを特徴とする。
本形態によれば、第２の駆動具をより具体化する。
【００１６】
本発明の請求項９の形態では、上記請求項１から８の形態のいずれか一項において、前記チャック爪の前記部品に対する回転位置が合って、前記チャック爪が前記部品に適合したことを検出するセンサを更に具備することを特徴とする。
この様に構成することにより、チャック爪が部品に係合したことを確実に検知可能な形態を開示する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態の装置を詳細に説明する。図１及び図２は、本発明であるコレットチャックの一実施例であるチャック装置（ねじ締め装置）２０を図解的に示しており、図１は本発明の一つ実施の形態のチャック装置２０の概略的な側断面図（Ａ）と平面図（Ｂ）を示しており、図２は図１のチャック装置２０の動作説明を示す。
【００１８】
まず図１を参照すると、本発明のチャック装置２０が、操作する対象の部品１１に係合されつつある様子を示している。チャック装置２０は、部品１１に係合する（コレット）チャック爪１と、チャック爪１の閉じた状態を強固に保持するリング状部品である固定具２と、チャック爪１の開閉する支点を有する保持具である、チャック保持具３と、固定具２を上下駆動させる第２の駆動具４と、チャック爪１を強制的に開かせる開閉レバー５と、チャック爪１を閉じさせるばね等の弾性体６と、チャック爪１を回転させ、ねじ締めをおこなうモータ７と、チャック爪１が部品１１に対する回転位置が合って部品１１を挟持したことを検出する一対の光電センサ８と、チャック爪１に開閉力を伝える第１の駆動具９と、モータ７の回転力をチャック爪１に伝達するギア１０とを具備する。ここで、部品１１はそれの頭部に鍔状の突起を有しており、その頭部はここでは例えば六角形である多角形である。
【００１９】
本実施の形態において、チャック爪１は、複数（ここでは３本）のＬ字形状体からなり、一方の端部の面が指の先端のように部品１１に当接するようになっており、複数のＬ字形状体により三方向から部品１１を挟むように構成される。チャック爪１の概略中央部は、ピンにより、そのピンの周りに回転可能にチャック保持具３に保持される。チャック爪１のもう一方の端部は、第１の駆動具９の下端にやはりピンにより接続しており、チャック爪１側の穴に第１の駆動具９から突き出たピンが挿入されており、チャック爪１側の穴は長円形であり、その中でピンが回転可能であると共に、横方向にも移動可能になっている。従って第１の駆動具９が直線運動した場合に、チャック爪１は前記のその中央部のピンを支点として回転して、部品１１に係合あるいは係合から開放される。
【００２０】
チャック保持具３は、中央に開口を有する円筒状であり、中央の開口内に円柱状の第１の駆動具９は、挿入されて前記中央の開口内を上下移動可能である。チャック保持具３の上面と第１の駆動具９の頂部の間に、第１の駆動具９を囲むように例えば輪状のばねである弾性体６が設置されており、弾性体６はチャック保持具３に支持される一方で、第１の駆動具９の上端部の板状の突起を下から上に押し上げている。第１の駆動具９の頂部には、開閉レバー５がその一方の端部においてボルト止めされており、開閉レバー５の他方の端部は、本実施の形態においては例えば油圧又は空圧シリンダである、開閉レバー５の駆動装置１２に接続される。駆動装置１２は、チャック保持具３に固定されており、図１に示すように支点を介して、てこ作用により開閉レバー５を駆動して、更に第１の駆動具９を直線往復動させる。
【００２１】
リング状の固定具２は、チャック爪１及びチャック保持具３の外周側に接するように設置される。固定具２は、第２の駆動具４に接続されて、それにより直線往復動させられる。第２の駆動具４は、ここでは例えば油圧又は空圧シリンダの駆動装置１３を具備しており、チャック保持具３に固定される。固定具２は、その移動の上限において、チャック爪１の前記の回転の支点より十分上に位置するので、チャック爪１の支点周りの回転を許容する。他方で、固定具２は、その移動の下限において、チャック爪１の前記の回転の支点より十分下に位置するので、チャック爪１の前記支点周りの回転を妨げ、チャック爪１を固定するように作用する。
【００２２】
チャック保持具３は、図１に示すように、ギア１０を介してモータ７に接続しており、モータ７は、チャック保持具３を介してチャック爪１を、第１の駆動具９及び部品１１の軸の周りで水平方向に回転させることが出来る。ギア１０を介することにより、モータ７はチャック爪１を低速で水平回転可能である。モータ７及びギア１０は、図示されない適当な構造に固定される。
【００２３】
本実施の形態のチャック装置２０の作動について図２を参照して説明する。図２では、図１の実施の形態の要素部分と同じ又は同様である図２の要素部分は、同じ参照符号により指定されている。また、説明を分かり易くするために、例えば図２Ａでは、開閉レバー５、モータ７、ギア１０等を省略して示しているが、実際はチャック装置２０は図１と同じ構成要素を具備している。
先ず図２Ａにおいて、開閉レバー５は弾性体６に抗して第１の駆動具９を押し下げているので、チャック爪１と第１の駆動具９の連結部が押し下げられ、チャック爪１はチャック保持具３の支点を中心点として開くように回転しており、従ってチャック爪１は開いた状態である。チャック爪１は、開いているので、部品１１の頭部の鍔状部分を避けて通過可能であり、この状態で、チャック爪１が部品１１に対して係合可能な適切な位置に来るように、チャック装置２０を適切な位置へ位置決めする。
【００２４】
次に図２Ｂにおいて、開閉レバー５を開放すると、弾性体６はその弾性により伸張して、第１の駆動具９を図面において上方向に押し上げるので、チャック爪１と第１の駆動具９の連結部は上昇し、チャック爪１はチャック保持具３の支点を中心点として閉じるように回転しており、従ってチャック爪１は閉じられる。チャック爪１は、閉じられて部品１１の頭部に当接する。
【００２５】
この状態で、モータ７により、ギア１０を介してチャック爪１を低速回転させる。この状態を図２Ｃに示す。本実施の形態においては、部品１１の頭部は六角形であるので、この頭部に３本の爪からなるチャック爪１が適合する位置までモータ７を回転し停止する。この際、弾性体６は常に第１の駆動具９を介してチャック爪１を上に押し上げ、チャック爪１を閉じ続けるので、チャック爪１は六角形の頭部に適合するように係合し続ける。この状態は、チャック爪１の部品１１に対する回転位置が合い、チャック爪１が部品１１を挟持した状態である。本実施の形態においては、チャック爪１の部品１１への適合状態は、光電センサ８によりチャック爪１の角部を検出することにより検知できる。
【００２６】
図２Ｄにおいて、第２の駆動具４を駆動して、固定具２をチャック保持具３の支点を通り過ぎて下方向に移動させ、固定具２によりチャック爪１を強固に保持して、それによりチャック爪１の部品１１頭部に対する係合を確保する。この状態でチャック爪１、即ちチャック装置２０を回転することにより、部品１１のねじ締め回転動作が実施できる。
【００２７】
次に上記実施の形態の効果及び作用について説明する。
本発明の上記の実施の形態のチャック装置２０（ねじ締め装置）により以下の効果が期待できる。
・特に、ねじ締めのチャックを開閉可能にし、弾性体でチャック爪を閉じ、更に固定具を設けたことにより、ねじ頭に鍔状の突起があっても回避して強固にチャック保持できるようになり、回転押圧してねじ締めできるようになる。
・固定具をチャック爪の外周部に設けたことにより、チャック爪を開閉する機構を小型で軽量化できるようになり、回転をねじに伝達するねじ締め装置を小さくすることができる。
【００２８】
上記の実施の形態の説明において、本発明のチャック装置２０はねじの締め／外しに使用されるねじ締め装置として記載されたが、該装置が棒状の部品を回転するために使用されても良い。
また、上記において記載した、あるいは添付図面に示した実施の形態において、チャック装置２０（ねじ締め装置）の駆動部分である、モータ７、開閉レバー５、第２の駆動具４は、電動モータ、油圧シリンダ等の動力装置により駆動されるように説明されたが、これらが手動、あるいは記載される種類以外の既知な駆動装置により駆動されても良い。
【００２９】
上記実施の形態においては、制御装置に関する記載はないが、上記の実施の形態のねじ締め装置の動作が自動で実施されるように、制御装置が具備されても良い。
光電センサ８以外のセンサが、チャック爪１と部品１１の適合を検知するために使用されても良い。
部品頭部の形状が、多角形ではなく、円形、楕円形等の曲線形状であっても、本発明の装置は使用可能である。
【００３０】
上記の実施の形態は本発明の一例であり、本発明は、該実施の形態により制限されるものではなく、請求項に記載される事項によってのみ規定されており、上記以外の実施の形態も実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例であるチャック装置２０（ねじ締め装置）の説明図である。
【図２】図２は、図１の装置の動作説明図である。
【図３】図３は、従来のねじ締め装置の説明図である。
【符号の説明】
１…チャック爪
２…固定具
３…チャック保持具
４…第２の駆動具
５…開閉レバー
６…弾性体
７…モータ
８…光電センサ
９…第１の駆動具
１０…ギア
１１…部品
２０…チャック装置（ねじ締め装置）

Claims (9)

1. ねじ部を有する部品に係合して、前記部品を回転させてねじ締めを行なうねじ締め装置において、このねじ締め装置は、
   開閉可能であって前記部品に係合するチャック爪と、
   前記チャック爪を回転可能に保持する保持具と、
   前記チャック爪に接続していてそれを開閉する第１の駆動具と、
   前記保持具に支持されていて前記チャック爪を前記部品に押圧する弾性体と、
   前記チャック爪の開閉を固定する固定具と、
   前記固定具を移動させる第２の駆動具と、を具備しており、
   前記弾性体の弾性力により前記第１の駆動具を駆動して、前記チャック爪を第１の方向に回転して閉じることにより、前記チャック爪を前記部品に係合させる一方で、前記弾性体の弾性力に対抗して前記第１の駆動具を駆動して、前記チャック爪を前記第１の方向とは反対の第２の方向に回転して開くことにより、前記チャック爪の前記部品への係合を開放することを特徴とするねじ締め装置。
2. 前記部品の前記チャック爪との係合部分が、角形状の棒状部であることを特徴とする請求項１に記載のねじ締め装置。
3. 前記部品に前記チャック爪を適合して完全に係合させるために、前記チャック爪と共に前記保持具を回転する回転駆動部を更に具備することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のねじ締め装置。
4. 前記回転駆動部は、モータと、減速機と、を具備することを特徴とする請求項３に記載のねじ締め装置。
5. 前記チャック爪は、複数であり、ピン接続により前記保持具に保持されており、前記チャック爪の前記第１の駆動具への接続もピン接続であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のねじ締め装置。
6. 前記第１の駆動具は、実質的に直線往復動させられることにより、前記チャック爪を開閉することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記固定具は固定時に、前記チャック爪の外周部に位置決めされることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のねじ締め装置。
8. 前記第２の駆動具は、油圧又は空圧シリンダを具備することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記チャック爪の前記部品に対する回転位置が合って、前記チャック爪が前記部品に適合したことを検出するセンサを更に具備することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のねじ締め装置。

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