JP2005103648A - 回転移送装置、それを用いたねじ螺合装置、カシメ装置及び押着装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易的な構成からなると共に容易な制御によりねじ螺合を行うことができるねじ螺合装置等を提供する。
【解決手段】上側フレーム2と、上側フレーム2に保持されたモータ31と、上側フレーム2に固定保持された雌ねじ部材32と、雌ねじ部材32に螺合し一端側に回転移送伝達端部45を持ち他端側に従動回転端部43を持つ雄ねじ部材33と、モータ31の出力端35と従動回転端部43との間に介在し、モータ31に対して雄ねじ部材33を軸方向に相対移動可能でモータ31から雄ねじ部材33に回転トルクを伝達する継手手段34と、を有する回転移送装置を用いることによりねじ螺合することができる。
【選択図】図3
【解決手段】上側フレーム2と、上側フレーム2に保持されたモータ31と、上側フレーム2に固定保持された雌ねじ部材32と、雌ねじ部材32に螺合し一端側に回転移送伝達端部45を持ち他端側に従動回転端部43を持つ雄ねじ部材33と、モータ31の出力端35と従動回転端部43との間に介在し、モータ31に対して雄ねじ部材33を軸方向に相対移動可能でモータ31から雄ねじ部材33に回転トルクを伝達する継手手段34と、を有する回転移送装置を用いることによりねじ螺合することができる。
【選択図】図3
Description
本発明は、回転移送装置、それを用いたねじ螺合装置、カシメ装置及び押着装置に関するものである。
例えばボルトとナットを自動的に締結(螺合)させるねじ螺合装置としては、特開2001−062649号公報に開示されている。この開示された装置は、ボルトを回転させる回転駆動用アクチュエータとボルトを軸方向に移動させる軸移動用アクチュエータとを有している。
特開2001−062649号公報
しかし、従来のねじ螺合装置は、回転駆動用アクチュエータと軸移動用アクチュエータとを有することにより、装置構成が複雑化するのに加えて、両アクチュエータの同期制御等の複雑な制御を行う必要があった。
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、簡易的な構成からなると共に容易な制御によりねじ螺合を行うことができるねじ螺合装置等を提供することを目的とする。
そこで、本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、回転トルクと軸方向への移送とを同時に伝達することができる回転移送装置を思いつき、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の回転移送装置は、フレームと、該フレームに保持された回転駆動装置と、該フレームに固定保持された雌ねじ部材と、該雌ねじ部材に螺合し一端側に回転移送伝達端部を持ち他端側に従動回転端部を持つ雄ねじ部材と、該回転駆動装置の出力端と該従動回転端部との間に介在し、該回転駆動装置に対して該雄ねじ部材を軸方向に相対移動可能で該回転駆動装置から該雄ねじ部材に回転トルクを伝達する継手手段と、を有することを特徴とする。
前記回転移送装置を用いた本発明のねじ螺合装置は、ナット又はボルトが螺合されるねじ部が形成されたワークを固定保持する基部と、該基部に固定保持された該ワークの該ねじ部と対向する側に固定され、フレームと、該フレームに保持された回転駆動装置と、該フレームに固定保持された雌ねじ部材と、該雌ねじ部材に螺合し一端側に回転移送伝達端部を持ち他端側に従動回転端部を持つ雄ねじ部材と、該回転駆動装置の出力端と該従動回転端部との間に介在し該回転駆動装置に対して該雄ねじ部材を軸方向に相対移動可能で該回転駆動装置から該雄ねじ部材に回転トルクを伝達する継手手段と、を有する回転移送装置と、一端側に該ナット又は該ボルトを着脱可能に把持する把持部材を持ち他端側に該雄ねじ部材の該回転移送伝達端部と係合し該回転移送装置の移送を吸収すると共に回転トルクを伝達する係合部材を持つ螺合工具と、を有することを特徴とする。
前記回転移送装置を用いた本発明のカシメ装置は、ねじ部にナット又はボルトが螺合されたワークを固定保持する基部と、該基部に固定保持された該ワークの該ねじ部と対向する側に固定され、フレームと、該フレームに保持された回転駆動装置と、該フレームに固定保持された雌ねじ部材と、該雌ねじ部材に螺合し一端側に回転移送伝達端部を持ち他端側に従動回転端部を持つ雄ねじ部材と、該回転駆動装置の出力端と該従動回転端部との間に介在し該回転駆動装置に対して該雄ねじ部材を軸方向に相対移動可能で該回転駆動装置から該雄ねじ部材に回転トルクを伝達する継手手段と、を有する回転移送装置と、一端側に該ナット又は該ボルトの一部と当接して該ねじ部に該ナット又は該ボルトをカシメるカシメ部材を持ち他端側に該雄ねじ部材の該回転移送伝達端部と係合し該回転移送装置の移送を伝達する係合部材を持つカシメ工具と、を有することを特徴とする。
前記回転移送装置を用いた本発明の押着装置は、押着部材が押圧されて装着されるワークを固定保持する基部と、該基部に固定保持された該ワークの該ねじ部と対向する側に固定され、フレームと、該フレームに保持された回転駆動装置と、該フレームに固定保持された雌ねじ部材と、該雌ねじ部材に螺合し一端側に回転移送伝達端部を持ち他端側に従動回転端部を持つ雄ねじ部材と、該回転駆動装置の出力端と該従動回転端部との間に介在し該回転駆動装置に対して該雄ねじ部材を軸方向に相対移動可能で該回転駆動装置から該雄ねじ部材に回転トルクを伝達する継手手段と、を有する回転移送装置と、一端側に該押着部材を着脱可能に把持する把持部材を持ち他端側に該雄ねじ部材の該回転移送装置と係合し該回転移送装置の移送を伝達する係合部材を持つ押着工具と、を有することを特徴とする。
本発明の回転移送装置によれば、回転移送伝達端部をフレームに対して軸方向へ相対的に移動させることができると同時に、回転移送伝達端部をフレームに対して相対的に回転させることができる。具体的には、フレームに対して回転駆動装置の出力端が回転し、その回転駆動装置の出力端の回転が継手手段に伝達されることにより、継手手段が回転する。そして、継手手段の回転により、従動回転端部が回転することに伴い、従動回転端部を持つ雄ねじ部材がフレームに対して回転することになる。すなわち、回転移送伝達端部をフレームに対して回転させることができる。さらに、雄ねじ部材が回転することにより、雌ねじ部材に螺合した雄ねじ部材が雌ねじ部材に対して軸方向に移動することになる。すなわち、雄ねじ部材を、雌ねじ部材が固定されたフレームに対して軸方向に移動させることができる。ここで、軸方向とは、回転駆動装置の回転軸を意味する。
上述したように、従来は、回転トルクの伝達と軸方向への移送の伝達とは、それぞれ独立したアクチュエータを必要としていた。しかし、本発明の回転移送装置によれば、アクチュエータは、回転駆動装置の一つのみである。このように、アクチュエータを一つにすることができるので、装置構成は容易となり、低コスト化を図ることができる。さらに、従来は、二つのアクチュエータの同期制御等を行う必要があったが、本発明の回転移送装置によれば、制御対象は回転駆動装置の一つのみであるので、同期制御等の複雑な制御を行う必要はない。つまり、単に回転駆動装置の回転制御を行うのみである。そして、このことからも、低コスト化を図ることにつながる。
前記回転移送装置を用いた本発明のねじ螺合装置によれば、回転移送装置から螺合工具へ回転トルクを伝達することができる。具体的には、回転移送装置の回転移送伝達端部の回転トルクが螺合工具の係合部材を介して伝達されることにより、把持部材に回転トルクが伝達される。さらに、螺合工具が回転移送装置の軸方向移送を吸収することにより、把持部材には軸方向移送が伝達されない。すなわち、把持部材が把持したナット又はボルトを回転させることができる。その結果、ねじ部が形成されたワークを基部に固定保持することにより、固定されたねじ部に対して、ナット又はボルトを相対的に回転させることができる。つまり、ワークに形成されたねじ部にナット又はボルトを締結することができる。
前記回転移送装置を用いた本発明のカシメ装置によれば、回転移送装置からカシメ工具へ軸方向移送を伝達することができる。具体的には、回転移送装置の回転移送伝達端部の軸方向移送がカシメ工具の係合部材を介して伝達されることにより、カシメ部材に軸方向移送が伝達される。ここで、回転移送装置の回転トルクは、カシメ工具には伝達されないようにしている。すなわち、カシメ部材を、回転させることなく軸方向へ移動させることができる。その結果、基部に固定保持されたナット又はボルトとねじ部との螺合部位付近にカシメ部材を軸方向に押圧して、ナット又はボルトとねじ部とをカシメることができる。
前記回転移送装置を用いた本発明の押着装置によれば、回転移送装置から押着部材へ軸方向移送を伝達することができる。具体的には、回転移送装置の回転移送伝達端部の軸方向移送が押着工具の係合部材を介して伝達されることにより、押着部材に軸方向移送が伝達される。ここで、回転移送装置の回転トルクは、押着工具には伝達されないようにしている。すなわち、把持部材が把持した押着部材を、回転させることなく軸方向へ移動させることができる。その結果、基部に固定保持されたワークに押着部材を押着することができる。
なお、上述したように、螺合装置、カシメ装置、及び押着装置は、基部に固定されるワークと工具のみがそれぞれ異なる。つまり、ワークと工具のみを交換することにより、全ての装置として適用することができる。例えば、モータの回転子(ロータ)の各部品の組付装置として用いることができる。具体的には、押着装置として用いて、ワークをロータ軸として珪素鋼板を押着部材とすることにより、ロータ軸に珪素鋼板を押着固定することができる。また、螺合装置として用いて、ワークを珪素鋼板を取付けたロータ本体とし、ロックナットをロータ本体のねじ部に螺合することができる。また、カシメ装置として用いて、ロータ本体のねじ部とロックナットとをカシメることができる。また、押着装置として用いて、ワークをロータ本体とし、押着部材をレゾルバの珪素鋼板とすることにより、レゾルバをロータ本体に押着固定することができる。また、押着装置として用いて、ワークをレゾルバが取付けられたロータ本体とし、押着部材をロータ本体とレゾルバの回転位置決め用のキーとすることにより、キーをロータ本体に挿入することができる。また、押着部材として用いて、ワークをレゾルバ及びキーが取付けられたロータ本体とし、押着部材をレゾルバ及びキーの係止部品とすることにより、係止部品をロータ本体に押着することができる。
このように、ロータ組付装置として、従来3種の装置が必要であったが、本発明によりワークと工具のみを交換することにより、1つの装置で3つの機能を実施することができる。その結果、設備低減による低コスト化及び省スペース化を図ることができる。
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。
本発明の回転移送装置の前記回転駆動装置は、トルクセンサ及び/又は回転角度量センサを持つモータとするとよい。回転駆動装置がトルクセンサを持つモータとすることにより、雄ねじ部材の回転移送伝達端部に伝達される回転トルクを適切に制御することができる。また、回転駆動装置が回転角度量センサを持つモータとすることにより、雄ねじ部材の回転移送伝達端部の軸方向の移動量を適切に制御することができる。なお、回転駆動装置には、例えば、トルクセンサと回転角度量センサを持つナットランナーを使用することができる。
また、本発明の回転移送装置の前記従動回転端部は多角形断面軸からなり、前記継手手段の一端側は前記従動回転端部に嵌合する多角形断面孔が形成されるようにしてもよい。また、前記従動回転端部は多角形断面孔が形成され、前記継手手段の一端側は前記従動回転端部に嵌合する多角形断面軸からなるようにしてもよい。これにより、回転駆動装置の出力端の回転がそのまま継手手段から雄ねじ部材に伝達される一方、継手手段と従動回転端部とが軸方向には摺動自在となる。その結果、回転駆動装置から雄ねじ部材へ回転トルクを確実に伝達することができ、雄ねじ部材は回転駆動装置の出力端に対して軸方向へ移動自在とすることができる。
本発明のねじ螺合装置の前記回転駆動装置は、トルクセンサ及び/又は回転角度量センサを持つモータとするとよい。回転駆動装置がトルクセンサを持つモータとすることにより、ナット又はボルトの締付トルクを精度良く制御することができる。つまり、適切なトルクによりナット又はボルトをワークのねじ部に締結することができる。また、回転駆動装置が回転角度量センサを持つことにより、ナット又はボルトの回転角制御を精度良く行うことができる。つまり、ナット又はボルトを所定の回転位置に位置決めすることができる。さらに、回転駆動装置が回転角度量センサを持つことにより、ナット又はボルトの回転速度や時間を精度良く制御することができる。なお、例えば、回転駆動装置には、トルクセンサと回転角度量センサを持つナットランナーを使用することができる。
また、本発明のねじ螺合装置の前記回転駆動装置はトルクセンサ及び回転角度量センサを持つモータであり、前記ねじ螺合装置は、さらに、該モータを制御する制御手段を有し、該制御手段は、前記トルクセンサによる検出信号に基づき前記螺合工具の回転トルクを算出する回転トルク算出手段と、前記回転角度量センサによる検出信号に基づき前記螺合工具の回転角度量を算出する回転角度量算出手段と、前記回転トルク算出手段により算出された前記回転トルク及び前記回転角度量算出手段により算出された前記回転角度量に基づき前記ナット又は前記ボルトが前記ワークの前記ねじ部に螺合された状態を判定する螺合状態判定手段と、を有するようにしてもよい。これにより、ナット又はボルトがワークのねじ部に螺合された状態が適切な状態であるか否かを判定することができる。
本発明のカシメ装置の前記回転駆動装置は、トルクセンサを持つモータであり、前記カシメ装置は、さらに、前記モータを制御する制御手段を有し、該制御手段は、前記カシメ工具のカシメ力指令値を入力するカシメ力指令値入力手段と、前記トルクセンサによる検出信号に基づき前記カシメ工具によるカシメ力を算出するカシメ力算出手段と、前記カシメ力指令値及び前記カシメ力に基づき前記モータの回転トルクを制御する回転トルク制御手段と、を有するようにしてもよい。これにより、適切なカシメ力によりナット又はボルトをワークにカシメることができる。
また、本発明のカシメ装置の前記回転駆動装置は回転角度量センサを持つモータであり、前記カシメ装置は、さらに、前記モータを制御する制御手段を有し、該制御手段は、前記回転角度量センサによる検出信号に基づき前記カシメ工具の移送量を算出する移送量算出手段と、前記移送量に基づき前記ナット又は前記ボルトが前記ワークの前記ねじ部にカシメられた状態を判定するカシメ状態判定手段と、を有するようにしてもよい。これにより、カシメ工具によるカシメ量を精度良く制御することができる。そして、ナット又はボルトがワークのカシメられた状態が適切な状態であるか否かを判定することができる。さらに、回転駆動装置が回転角度量センサを持つことにより、カシメ工具の速度や時間等を精度良く制御することができる。なお、例えば、回転駆動装置には、トルクセンサと回転角度量センサを持つナットランナーを使用することができる。
本発明の押着装置は、前記ワークが、偏心位置に挿入孔が形成された軸部と偏心位置に挿入孔が形成され該軸部に対して相対回転可能な回転体とを有し、前記押着部材が、前記軸部の該挿入孔及び前記回転体の該挿入孔に挿入されて前記軸部と前記回転体とを回転位置決めするキーであるようにしてもよい。これにより、本発明の押着装置をいわゆるキー挿入装置として用いることができる。
また、本発明の押着装置は、前記ワークが、軸部と、該軸部に対して相対回転可能な回転体と、該軸部及び該回転体に挿入され該軸部と該回転体とを回転位置決めするキーと、を有し、前記押着部材が、該キーと該軸部及び該回転体とを係止する係止部品であるようにしてもよい。これにより、本発明の押着装置を、例えば、リテーニングプレート等の係止部品の装着装置である係止部品装着装置として用いることができる。
また、本発明の押着装置は、前記回転駆動装置が、トルクセンサを持つモータであり、前記押着装置が、さらに、前記モータを制御する制御手段を有し、該制御手段は、前記押着工具の押圧力指令値を入力する押圧力指令値入力手段と、前記トルクセンサによる検出信号に基づき前記押着工具による押圧力を算出する押圧力算出手段と、前記押圧力指令値及び前記押圧力に基づき前記モータの回転トルクを制御する回転トルク制御手段と、を有するようにしてもよい。これにより、適切な押圧力により押着部材をワークに押圧して装着することができる。
また、本発明の押着装置は、前記回転駆動装置が回転角度量センサを持つモータであり、前記押着装置が、さらに、前記モータを制御する制御手段を有し、該制御手段は、前記回転角度量センサによる検出信号に基づき前記押着工具の移送量を算出する移送量算出手段と、前記移送量に基づき前記ワークへの前記押着部材の装着状態を判定する装着状態判定手段と、を有するようにしてもよい。これにより、押着工具による押圧量を精度良く制御することができる。そして、押着部材がワークの押圧された状態が適切な状態であるか否かを判定することができる。さらに、回転駆動装置が回転角度量センサを持つことにより、押着部材の速度や時間等を精度良く制御することができる。なお、例えば、回転駆動装置には、トルクセンサと回転角度量センサを持つナットランナーを使用することができる。
また、本発明の押着装置は、前記回転駆動装置がトルクセンサ及び回転角度量センサを持つモータであり、前記押着装置が、さらに、前記モータを制御する制御手段を有し、該制御手段は、低押圧力及び高押圧力からなる前記押着工具の押圧力指令値を入力する押圧力指令値入力手段と、前記トルクセンサによる検出信号に基づき前記押着工具による押圧力を算出する押圧力算出手段と、前記押圧力指令値及び前記押圧力に基づき前記モータの回転トルクを制御する回転トルク制御手段と、前記回転トルク制御手段により前記モータが制御された場合における前記回転角度量センサによる検出信号に基づき前記押着工具の移送量を算出する移送量算出手段と、前記低押圧力の前記押圧指令値に基づき制御された場合の前記移送量が第1所定量以上であって、前記高押圧力の前記押圧指令値に基づき制御された場合の前記移送量が第2所定量以下である場合に、前記ワークへの前記押着部材の装着状態が不良であると判定する不良判定手段と、を有するようにしてもよい。
つまり、低押圧力と高押圧力の少なくとも2種類の押圧力により、押着部材をワークに押圧して装着させる。そして、それぞれの押圧力の場合における装着状態に基づき、適切な押圧力により押着部材がワークに装着されたか否かを判定することができる。ここで、装着されたか否かの判定は、押着工具の移送量が所定量(第1所定量、第2所定量)以上であるか否かにより行う。そして、押着部材がワークに適切な押圧力により装着された状態は、具体的には、低押圧力で装着されることなく、高押圧力にて装着される場合である。つまり、低押圧力で装着された場合、及び、高押圧力で装着されない場合には、装着状態が不良状態と判定することができる。なお、第1所定量と第2所定量とは、異なる量であってもよいし、同一量であってもよい。また、モータを使用して低押圧力と高押圧力とを変更させることにより、低押圧力と高押圧力との差を高精度に大きくすることができる。例えば、低押圧力を高押圧力の10分の1や100分の1等にすることもできる。なお、従来の油圧式圧入機により圧入する場合には、低押圧力は高押圧力の約10%程度までしか精度を保つことができなかった。
また、本発明の押着装置の前記制御手段は、さらに、前記回転トルク制御手段により前記モータが制御された作動時間を算出する作動時間算出手段とを有し、前記不良判定手段は、前記低押圧力の前記押圧指令値に基づき第1所定作動時間制御された場合の前記移送量が第1所定量以上であって、前記高押圧力の前記押圧指令値に基づき第2所定作動時間制御された場合の前記移送量が第2所定量以下である場合に、前記ワークへの前記押着部材の装着状態が不良であると判定するようにしてもよい。つまり、作動時間を考慮した上で押着工具の移送量が第1所定量以上又は第2所定値以下であるかを判定することができる。これにより、より精度良く、装着状態が不良状態か否かを判定することができる。
(ロータ組付装置の全体構成)
本実施例におけるロータ組付装置の全体構成について、図1及び図2を参照して説明する。図1は、ロータ組付装置の正面図を示し、図2は、図1の左側面側から見た部分断面図を示す。
本実施例におけるロータ組付装置の全体構成について、図1及び図2を参照して説明する。図1は、ロータ組付装置の正面図を示し、図2は、図1の左側面側から見た部分断面図を示す。
図1及び図2に示すように、ロータ組付装置は、設置面に固定された下側フレーム(本発明における基部)1と下側フレーム1の上面側の奥側に立設固定された上側フレーム(本発明におけるフレーム)2とを有している。下側フレーム1の上面には、さらに、2本のレール3と、右端側ストッパ台4と、左端側ストッパ台5と、位置決めストッパ台6とが固定されている。
2本のレール3は、下側フレーム1の上面のうちの手前側に、水平方向(図1の左右方向)で略平行に固定されている。右端側ストッパ台4は、下側フレーム1の上面のうちの右端側で、かつ、2本のレール3のほぼ中央に固定されている。この右端側ストッパ台4には、水平方向に貫通孔(図示せず)が形成されている。そして、この右端側ストッパ台4の貫通孔には、端側ストッパ用ボルト7が、水平方向でボルト頭側が内側を向くように取り付けられている。左端側ストッパ台5は、下側フレーム1の上面のうちの左端側で、かつ、2本のレール3のほぼ中央で、さらに、右端側ストッパ台4に対向する位置に固定されている。この左端側ストッパ台5には、水平方向及び垂直方向に貫通孔(図示せず)がそれぞれ形成されている。そして、左端側ストッパ台5の水平方向の貫通孔には、端側ストッパ用ボルト7が、水平方向でボルト頭側が内側を向くように取り付けられている。なお、端側ストッパ用ボルト7は、後述する移動テーブル8の左右端ストッパとしての役割を有している。また、左端側ストッパ台5の垂直方向の貫通孔は、後述する移動テーブル8の左側位置決めの役割を有している。位置決めストッパ台6は、下側フレーム1の上面のうちのほぼ中央で、かつ、2本のレール3のほぼ中央に固定されている。この位置決めストッパ台6には、垂直方向に向かって貫通孔(図示せず)が形成されている。なお、位置決めストッパ台6は、後述する移動テーブル8の右側位置決めの役割を有している。
また、2本のレール3上には、移動テーブル8がレール3に沿って水平方向に移動可能に配設されている。具体的には、移動テーブル8の下面側にレール3を摺動可能なガイド9が4個取り付けられている。このガイド9は、それぞれのレール3に2個ずつ摺動自在に配設されている。さらに、移動テーブル8の上面側には、ワークWを着脱可能なチャック10が左右側に2個固定されている。なお、チャック10は、ワークWに応じて様々な形状からなる。さらに、移動テーブル8の左端上面には、位置決め用ボルト11が固定されている。この位置決め用ボルト11は、下端側の突出部(図示せず)が収納自在な構成とされている。
また、上側フレーム2には、後述する回転移送装置12が取り付けられている。さらに、上側フレーム2の立設面21から手前側に突出した第1座面23には、所定の工具Tの回転を係止する工具回転係止部材13が取り付けられている。この工具回転係止部材13は、略U字型形状をなしており、開口側が第1座面23に取り付けられる。なお、回転係止部材13を使用する工具Tは、本実施例においては、後述するカシメ工具T2、キー挿入工具T3、及び係止部材装着工具T4である。
ここで、移動テーブル8が左右移動した場合の位置決めについて説明しておく。まず、図1に示すように、移動テーブル8が右側に位置決めされる場合には、移動テーブル8の右端側面が右端側ストッパ台4に取り付けられた端側ストッパ用ボルト7のボルト頭に当接している。さらに、位置決め用ボルト11の下端側の突出部が、位置決めストッパ台6の貫通孔に挿入されている。そして、移動テーブル8が右側に位置決めされている場合には、左側のチャック10に固定保持されたワークWに対して、所定の処理を行うことになる。この場合、右側のチャック10に固定保持されるワークWは、例えば、次の処理を行うワークWが固定保持される。
一方、移動テーブル8が左側に位置決めされる場合には、移動テーブル8の左端側面が、左端側ストッパ台5の水平方向の貫通孔に取り付けられた端側ストッパ用ボルト7のボルト頭に当接している。さらに、位置決め用ボルト11の下端側の突出部が、左端側ストッパ台5の垂直方向の貫通孔に挿入されている。そして、移動テーブル8が左側に位置決めされている場合には、右側のチャック10に固定保持されたワークWに対して、所定の処理を行うことになる。この場合、左側のチャック10に固定保持されるワークWは、例えば、次の処理を行うワークWが固定保持される。
(回転移送装置12の構成)
次に、回転移送装置12の詳細な構成について図1〜図3を参照して説明する。図3は、回転移送装置12の断面図を示す。
次に、回転移送装置12の詳細な構成について図1〜図3を参照して説明する。図3は、回転移送装置12の断面図を示す。
図1〜図3に示すように、回転移送装置12は、モータ31と、雌ねじ部材32と、雄ねじ部材33と、継手部材(継手手段)34とから構成される。モータ31は、上側フレーム2の上端水平面22の上面側に、回転軸が垂直軸回りに回転可能に固定されている。さらに、モータ31の回転軸の最下端である出力端35は、上側フレーム2の上端水平面22に形成されている貫通孔から下方側に突出している。そして、モータ31の出力端35には、回転軸に対して垂直方向に貫通孔36が形成されている。また、モータ31は、回転軸(出力端35)の回転トルクを検出することができるトルクセンサ(図示せず)と、回転軸の回転角度量を検出することができる回転角度量センサ(図示せず)とを有している。
雌ねじ部材32は、上側フレーム2の立設面21から手前側に突出した第2座面24に固定されている。この雌ねじ部材32は、モータ31の回転軸心と同軸状に雌ねじが形成されている。
継手部材34は、略円筒形状の継手部37と、落下防止ピン38と、Oリング39とから構成されている。継手部37の上方側穴40は断面四角形形状に形成されており、同じく断面四角形形状に形成されたモータ31の出力端35が嵌合される。継手部37の下方側穴41は、断面六角形形状に形成されており、後述する雄ねじ部材33の従動回転端部43が嵌合される。さらに、継手部37の上方側には、外周面に溝が形成されており、その溝には軸に対して垂直方向に貫通孔42が形成されている。落下防止ピン38は、継手部37に形成された溝の内径とほぼ同一長さからなる円柱形状をなしている。この落下防止ピン38は、継手部37が落下しないように継手部37に形成された貫通孔42とモータ31の出力端35に挿入されている。すなわち、落下防止ピン38は、継手部37とモータ31の出力端35とを連結している。Oリング39は、継手部37に形成された溝に嵌合される。すなわち、継手部37の貫通孔42に挿入された落下防止ピン38が外部に飛び出さないように封止している。
雄ねじ部材33は、従動回転端部43と、雄ねじ部44と、回転移送伝達端部45とが一体に形成されている。従動回転端部43は、断面六角形形状に形成された軸部である。この従動回転端部43は、継手部37の下方側穴41に嵌合している。さらに、従動回転端部43は、継手部37の下方側穴41に対して、軸方向へ移動自在とされている。雄ねじ部44には、従動回転端部43の下方側に位置し、外周側には雄ねじが形成されている。この雄ねじ部44の雄ねじは、雌ねじ部材32の雌ねじに螺合している。回転移送伝達端部45は、雄ねじ部44の下方側に位置し、断面六角形状に形成された軸部である。この回転移送伝達端部45は、他の部品である工具Tに回転トルク及び軸方向への移送を伝達する部分である。そして、回転移送伝達端部45は、工具Tのうち後述する螺合工具T1が嵌合する。
次に、回転移送装置12の動作について説明する。まず、図示しない制御装置からの出力指令値に基づき、モータ31が回転する。このモータ31の回転により、モータ31の出力端35が回転する。なお、制御装置からの出力指令とは、トルクセンサ及び回転角度量センサの検出値及び指令値に基づき、回転速度、回転方向、回転角度、及び回転トルク等からなる出力指令である。
続いて、断面四角形形状に形成されたモータ31の出力端35と、断面四角形形状に形成された継手部37の上方側穴とが嵌合することにより、モータ31の出力端35の回転により、出力端35に落下防止ピン38により連結された継手部材34が回転する。この継手部材34の回転速度、回転方向、及び回転トルク等は、モータ31の出力端35の回転速度、回転方向及び回転トルク等と同一である。続いて、継手部材34の回転により、雄ねじ部材33が回転する。これは、断面六角形形状に形成された継手部材34の下方側穴41と断面六角形形状に形成された雄ねじ部材33の従動回転端部43とが嵌合することにより、継手部材34の回転が雄ねじ部材33に伝達されるからである。つまり、雄ねじ部材33の従動回転端部43の回転速度、回転方向、及び回転トルク等は、継手部材34の回転速度、回転方向及び回転トルク等と同一である。なお、継手部材34と雄ねじ部材33の従動回転端部43とは軸方向に移動自在に嵌合しているので、継手部材34から雄ねじ部材33の従動回転端部43へは回転のみが伝達される。
続いて、従動回転端部43が回転することにより、従動回転端部43と一体成形された雄ねじ部44が回転する。そして、雄ねじ部44が回転することにより、上側フレーム2に固定されている雌ねじ部材32に対して雄ねじ部44が回転方向に応じて軸方向上側又は軸方向下側に移動する。雄ねじ部材33の軸方向の移動量は、雌ねじ部材32と雄ねじ部44のねじピッチと雄ねじ部材33の回転数により決定される。
続いて、雄ねじ部44が回転することにより、雄ねじ部44と一体成形された回転移送伝達端部45が回転する。同時に、雄ねじ部44が軸方向上側又は軸方向下側へ移動することにより、回転移送伝達端部45が雄ねじ部44と軸方向上側又は軸方向下側へ移動する。すなわち、モータ31が回転することにより、モータ31から回転移送伝達端部45に回転トルク及び軸方向移送が伝達される。これにより、モータ31を回転させることにより、上側フレーム2に対して雄ねじ部材33の回転移送伝達端部45を回転させることができると共に軸方向移動させることができる。
(ロータの構成)
次に、本発明のロータ組付装置の組付対象であるモータのロータについて図4を参照して説明する。図4は、ロータの断面図を示す。図4に示すように、ロータは、ロータ軸51と、ロータコア52と、リテーナ53と、ロックナット54と、レゾルバ55と、位置決めキー56と、リテーニングプレート57とから構成される。
次に、本発明のロータ組付装置の組付対象であるモータのロータについて図4を参照して説明する。図4は、ロータの断面図を示す。図4に示すように、ロータは、ロータ軸51と、ロータコア52と、リテーナ53と、ロックナット54と、レゾルバ55と、位置決めキー56と、リテーニングプレート57とから構成される。
ロータ軸51は、略円筒形状からなり、一端側(図4の右側)の外周側にはねじが形成されており、他端側(図4の左側)の外周側には、端側から拡径した拡径段差が複数形成されている。ロータコア52は、積層した珪素鋼板からなり、ロータ軸51の外周側に嵌合されている。リテーナ53は、ロータコア52の軸両端側を配設されてロータコア52を保持している。なお、一方のロータコア52は、ロータ軸51の段差部に当接している。ロックナット54は、他方のロータコア52の端側に座金を介して配設されている。このロックナット54は、内周側にねじが形成されており、ロータ軸51のねじ部に螺合する。そして、ロックナット54のねじ部とロータ軸51のねじ部とは、カシメ固定されている。なお、ロックナット54は、ロータコア52及びリテーナ53をロータ軸51に固定する役割を有している。
レゾルバ55は、積層した珪素鋼板からなり、ロータの回転角度を検出する回転角度量センサを構成する。このレゾルバ55は、ロータ軸51のうちロックナット54と反対端に配設される。そして、レゾルバ55は、内周側に位置決め用のキー溝が形成されている。位置決めキー56は、レゾルバ55の位置決め用のキー溝に挿入され、ロータ軸51に対するレゾルバ55の回転位置を位置決めしている。リテーニングプレート57は、レゾルバ55及びキー56をロータ軸51に固定している。すなわち、リテーニングプレート57は、内周側に一部分がロータ軸51に嵌合し、一端面がレゾルバ55及び位置決めキー56に当接している。
(ロータ組付用工具)
次に、ロータ組付用工具について説明する。ロータ組付用工具Tとして、本実施例においては、螺合工具T1と、カシメ工具T2と、キー挿入工具T3と、係止部品装着工具T4とについて説明する。
次に、ロータ組付用工具について説明する。ロータ組付用工具Tとして、本実施例においては、螺合工具T1と、カシメ工具T2と、キー挿入工具T3と、係止部品装着工具T4とについて説明する。
(螺合工具)
まず、螺合工具T1について図5を参照して説明する。図5は、螺合工具T1と、ワークWであるロータ本体と、ロータ本体を固定しているチャック10とを示す。ここで、螺合工具T1を用いる場合におけるロータ本体とは、ロータ軸51にロータコア52及びリテーナ53が取り付けられた状態のロータである。そして、螺合工具T1は、ロックナット54をロータ軸51のねじ部に螺合させることを可能とする工具である。
まず、螺合工具T1について図5を参照して説明する。図5は、螺合工具T1と、ワークWであるロータ本体と、ロータ本体を固定しているチャック10とを示す。ここで、螺合工具T1を用いる場合におけるロータ本体とは、ロータ軸51にロータコア52及びリテーナ53が取り付けられた状態のロータである。そして、螺合工具T1は、ロックナット54をロータ軸51のねじ部に螺合させることを可能とする工具である。
螺合工具T1は、図5に示すように、係合部材61と、スプリング62と、回転伝達部材63と、ピン64と、把持部材65とから構成される。係合部材61は、外形は略円柱軸状をなしている。この係合部材61の上端側には、断面六角形形状孔66が上方側に開口して形成されている。この断面六角形形状孔66は、回転移送装置12の回転移送伝達端部45に嵌合する。そして、係合部材61の内側には、さらに、断面四角形形状孔67が下方側に開口して形成されている。さらに、係合部材61のうち断面四角形形状孔67が形成されている部分の断面四角形形状孔67の対向面には、挿入孔68が形成されている。この挿入孔68は、軸方向幅が後述するピン64の軸方向幅に対して大きく形成されている。すなわち、ピン64が挿入孔68の軸方向に移動可能にしている。また、係合部材61の断面四角形形状孔66の上端面には、スプリング62の一端側が固定されている。
回転伝達部材63は、下方側に開口部69を形成し、上方側に断面四角形形状軸70を有している。断面四角形形状軸70の上端面には、スプリング62の他端側が固定されている。この断面四角形形状軸70は、係合部材61の断面四角形形状孔67に嵌合する。さらに、断面四角形形状軸70には、軸に対して垂直方向に貫通孔71が形成されている。また、下方側に形成されている開口部69は、例えばワンウェイクラッチ機構等からなる。
ピン64は、係合部材61の挿入孔68と回転伝達部材63の貫通孔71に挿入される。すなわち、ピン64は、係合部材61と回転伝達部材63とを連結している。
把持部材65は、略断面T字型からなり、ロックナット54を把持可能な形状に形成されている。すなわち、内周側が六角形形状に形成されている。また、把持部材65の上側は、回転伝達部材63の開口部69に嵌合する。
次に、螺合工具T1をロータ組付装置に用いた場合の動作について説明する。回転移送装置12の回転移送伝達端部45は、上述したように、モータ31の回転により回転トルク及び軸方向移送が伝達される。
そして、螺合工具T1の係合部材61が回転移送伝達端部45に嵌合していることにより、係合部材61には回転トルク及び軸方向移送が伝達される。続いて、係合部材61の回転により、回転伝達部材63が回転する。これは、係合部材61の断面四角形形状孔67と回転伝達部材63の断面四角形形状軸70とが嵌合することにより、係合部材61の回転が回転伝達部材63に伝達されるからである。ただし、係合部材61の軸方向移送は、スプリング62の弾性力により吸収され、回転移動部材63が軸方向に移送されることなく、ピン64が係合部材61の挿入孔68を上下方向に移動する。続いて、回転伝達部材63の回転が、把持部材65に伝達される。その結果、把持部材65が把持しているロックナット54は、回転される。これにより、ロータ軸51に形成されたねじ部にロックナット54が螺合される。
次に、螺合工具T1をロータ組付装置に用いた場合、いわゆるねじ螺合装置の制御装置について図10を参照して説明する。図10は、ねじ螺合装置の制御装置のブロック図を示す。なお、このねじ螺合装置の制御装置は、回転移送装置12のモータ31を制御する制御装置である。図10に示すように、ねじ螺合装置の制御装置は、トルク指令値・角度指令値入力部201と、回転トルク算出部202と、回転角度量算出部203と、回転トルク・回転角度制御部204と、螺合状態判定部205とから構成されている。
トルク指令値・角度指令値入力部201は、モータ31の回転トルクと回転角度量の指令値を入力する。すなわち、回転トルクの指令値は、ロックナット54をロータ軸51のねじ部に螺合させるトルクの指令値に相当する。また、回転角度量の指令値は、ロックナット54の回転速度や、ロックナット54をロータ軸51のねじ部に螺合させて固定させた状態のロックナット54の角度等に対応する指令値である。
回転トルク算出部202は、モータ31が有するトルクセンサの出力信号に基づき、モータ31の実際の回転トルクを算出する。回転角度量算出部203は、モータ31が有する回転角度量センサの出力信号に基づき、モータ31の回転角度を算出する。
回転トルク・回転角度制御部204は、入力されたトルク指令値及び算出された回転トルクに基づき、モータ31の回転トルクが入力されたトルク指令値に一致するように制御する。また、回転トルク・回転角度制御部204は、入力された角度指令値及び算出された回転角度量に基づき、モータ31の回転角度が入力された角度指令値に一致するように制御する。すなわち、回転速度を制御することもできる。さらに、回転角度量を算出することにより、回転移送装置12の軸方向移送量を算出することもできる。なお、回転トルク・回転角度制御部204は、螺合状態判定部205により、螺合処理終了と判定された場合、若しくは、螺合状態が異常と判定された場合に制御処理を終了する。
螺合状態判定部205は、螺合処理の終了及び螺合状態の異常を判定する。具体的には、モータ31の実際の回転トルクに基づきロックナット54の締結終了トルクに達したか否かを判定すること、及び、モータ31の回転角度量に基づき算出された回転移送装置12の軸方向移送量が所定量に達したか否かを判定することにより、螺合処理の終了を判定することができる。また、モータ31の回転角度量に基づき算出された回転移送装置12の軸方向移送量が所定量に達していない場合であって、モータ31の実際の回転トルクがロックナット54の締結終了トルクに達した場合等には、螺合異常状態と判定される。
(カシメ工具)
次に、カシメ工具T2について図6及び図7を参照して説明する。図6は、カシメ工具T2と、ワークWであるロータ本体と、ロータ本体を固定しているチャック10とを示す。ここで、カシメ工具T2を用いる場合におけるロータ本体とは、ロータ軸51にロータコア52及びリテーナ53及びロックナット54が取り付けられた状態のロータである。そして、カシメ工具T2は、ロータ軸51のねじ部とロックナット54のねじ部とをカシメ固定することを可能とする工具である。また、図7は、カシメ工具T2の下面図を示す。
次に、カシメ工具T2について図6及び図7を参照して説明する。図6は、カシメ工具T2と、ワークWであるロータ本体と、ロータ本体を固定しているチャック10とを示す。ここで、カシメ工具T2を用いる場合におけるロータ本体とは、ロータ軸51にロータコア52及びリテーナ53及びロックナット54が取り付けられた状態のロータである。そして、カシメ工具T2は、ロータ軸51のねじ部とロックナット54のねじ部とをカシメ固定することを可能とする工具である。また、図7は、カシメ工具T2の下面図を示す。
カシメ工具T2は、図6に示すように、係合カシメ部材81と、軸心位置決め部材82とから構成される。係合カシメ部材81は、略円柱軸状をなしている。この係合カシメ部材81の上端面には、上述した回転移送装置12の回転移送伝達端部45の下端側が当接する。この係合カシメ部材81の上方外周面には、一対の平面からなる対向面83が形成されている。従って、対向面83が形成された部分の断面形状は、略長円形状をなしている。この対向面83は、上述したU字型形状の工具回転係止部材13が嵌合する。そして、対向面83の軸方向長さは、工具回転係止部材13の軸方向厚さに対して大きくしている。すなわち、工具回転係止部材13を係合カシメ部材81の対向面83に嵌合させて、工具回転係止部材13が第1座面23に固定された状態では、係合カシメ部材81の回転は係止されるが、工具回転係止部材13が対向面83を軸方向移動が可能な範囲内で軸方向への移動は行われる。
また、係合カシメ部材81の下端側には、図6及び図7に示すように、下端側から縮径する縮径段差孔84が形成されている。そして、係合カシメ部材81の最下端面のリング状面には、径方向に向かって一対の突出部85を有している。この一対の突出部85は、軸中心に対して対向する位置に形成されている。そして、この一対の突出部85の下端側には、径方向に向かって突出した2個の小突起部86が形成されている。そして、この係合カシメ部材81のそれぞれの小突起部86は、ロックナット54のねじ部の僅かに外周側に位置する。すなわち、小突起部86は、ロックナット54の上面側の僅かに突出した部分に位置する。
軸心位置決め部材82は、略円柱形状をなしている。そして、軸心位置決め部材82の一端側が、係合カシメ部材81の下端面に形成された縮径段差孔84の上方側に嵌合している。この軸心位置決め部材82の他端側は、ワークWであるロータ本体のロータ軸51の中心軸孔に挿入されてカシメ工具T2の位置決めの役割を有している。
次に、カシメ工具T2をロータ組付装置に用いた場合の動作について説明する。回転移送装置12の回転移送伝達端部45は、上述したように、モータ31の回転により回転トルク及び軸方向移送が伝達される。
そして、カシメ工具T2の係合カシメ部材81の上端面に回転移送伝達端部45の下端側が当接していることにより、下方側への軸方向移送のみが伝達される。さらに、係合カシメ部材81は工具回転係止部材13により確実に回転が係止されている。続いて、係合カシメ部材81が下方側へ軸方向移送されることにより、軸心位置決め部材82がロータ軸51の中心軸孔に挿入される。これにより、カシメ工具T2が位置決めされる。続いて、係合カシメ部材81がさらに下方側へ軸方向移送されることにより、小突起部86がロックナット54のねじ部の僅かに外周側に当接する。詳細には、小突起部86の一部分が、ロックナット54の上面側の僅かに突出した部分に当接する。続いて、係合カシメ部材81がさらに下方側へ軸方向移送されることにより、小突起部86がロックナット54のねじ部の僅かに外周側を押圧する。これにより、ロックナット54の上面側の僅かに突出した部分が、ロックナット54のねじ部側に変形して、ロータ軸51のねじ部とロックナット54のねじ部とがカシメ固定される。続いて、係合カシメ部材81がさらに下方側へ軸方向移送されることにより、ロータ軸51のねじ部とロックナット54のねじ部とがより確実にカシメ固定される。
次に、カシメ工具T2をロータ組付装置に用いた場合、いわゆるカシメ装置の制御装置について図11を参照して説明する。図11は、カシメ装置の制御装置にブロック図を示す。なお、このカシメ装置の制御装置は、回転移送装置12のモータ31を制御する制御装置である。図11に示すように、カシメ装置の制御装置は、カシメ力指令値入力部211と、回転トルク算出部212と、回転角度量算出部213と、カシメ力算出部214と、回転トルク制御部215と、ストローク算出部216と、カシメ状態判定部217とから構成される。
カシメ力指令値入力部211は、カシメ工具T2によりロータ軸51のねじ部とロックナット54のねじ部とをカシメるカシメ力の指令値を入力する。このカシメ力に指令値は、カシメ工具T2をロックナット54に押圧する力に相当する。回転トルク算出部212は、モータ31が有するトルクセンサの出力信号に基づき、モータ31の実際の回転トルクを算出する。回転角度量算出部213は、モータ31が有する回転角度量センサの出力信号に基づき、モータ31の回転角度を算出する。
カシメ力算出部214は、回転トルク算出部212により算出されたモータ31の回転トルクに基づき、カシメ工具T2の軸方向への押圧力に相当するカシメ力を算出する。回転トルク制御部215は、入力されたカシメ力指令値及び算出された実際のカシメ力に基づき、実際のカシメ力がカシメ力指令値に一致するようにモータ31の回転トルクを制御する。
ストローク算出部216は、回転角度量算出部213により算出されたモータ31の回転角度量に基づき、カシメ工具T2の軸方向移送量であるストロークを算出する。カシメ状態判定部217は、カシメ工具T2の軸方向移送量であるストロークに基づき、ストロークが所定量に達した場合にカシメ状態が正常であると判定する。一方、ストロークが所定量に達しない場合には、カシメ状態が異常であると判定する。カシメ状態が異常と判定された場合で、例えば、カシメ力が不十分である場合には、カシメ力を増大させること等の処理を行う。その場合であっても、カシメ状態が異常である場合には、その他の異常が発生しているとして、カシメ状態が不良であると判定する。
(キー挿入工具)
次に、キー挿入工具T3について図8を参照して説明する。図8は、キー挿入工具T3と、ワークWであるロータ本体と、ロータ本体を固定しているチャック10とを示す。ここで、キー挿入工具T3を用いる場合におけるロータ本体とは、ロータ軸51にロータコア52及びリテーナ53及びロックナット54及びレゾルバ55が取り付けられた状態のロータである。そして、キー挿入工具T3は、レゾルバ55のキー溝に位置決めキー56を圧入することを可能とする工具である。
次に、キー挿入工具T3について図8を参照して説明する。図8は、キー挿入工具T3と、ワークWであるロータ本体と、ロータ本体を固定しているチャック10とを示す。ここで、キー挿入工具T3を用いる場合におけるロータ本体とは、ロータ軸51にロータコア52及びリテーナ53及びロックナット54及びレゾルバ55が取り付けられた状態のロータである。そして、キー挿入工具T3は、レゾルバ55のキー溝に位置決めキー56を圧入することを可能とする工具である。
キー挿入工具T3は、図8に示すように、係合部材91と、軸心位置決め部材92と、スプリング93と、外輪保持部94と、キー保持部95とから構成される。係合部材91は、略円柱軸状をなしている。この係合部材91の上端面には、上述した回転移送装置12の回転移送伝達端部45の下端側が当接する。係合部材91の上方外周面には、一対の平面からなる対向面96が形成されている。従って、対向面96が形成された部分の断面形状は、略長円形状をなしている。この対向面96は、上述したU字型形状の工具回転係止部材13が嵌合する。そして、対向面96の軸方向長さは、工具回転係止部材13の軸方向厚さに対して大きくしている。すなわち、工具回転係止部材13を係合部材91の対向面96に嵌合させて、工具回転係止部材13が第1座面23に固定された状態では、係合部材91の回転は係止されるが、工具回転係止部材13が対向面96を移動可能な範囲内で軸方向への移動は行われる。
また、係合部材91の下端側は、軸中心から偏心した位置に下方側に向かって延在した延在棒97が形成されている。この延在棒97の下端面は、位置決めキー56の上端面を押圧するのに対応した形状からなる。さらに、係合部材91は、軸方向中心から下方側に向かって縮径した縮径段差が形成されている。さらに、係合部材91の下端面には、スプリング挿入孔98が形成されている。このスプリング挿入孔98には、スプリング93が挿入されており、スプリング挿入孔98の上端面にスプリング93の一端側が固定されている。
軸心位置決め部材92は、略円筒形状をなしており、偏心位置にスプリング挿入孔99及びキー挿入用貫通孔100が形成されている。中央の貫通孔は、ロータ軸51の外周側が嵌合する形状に形成されている。スプリング挿入孔99には、スプリング93が挿入されており、スプリング挿入孔99の下端面にスプリング93の他端側が固定されている。キー挿入用貫通孔100は、係合部材91の延在棒97が嵌合している。さらに、このキー挿入用貫通孔100には、位置決めキー56が挿入されている。また、軸心位置決め部材92には、外周側からキー挿入用貫通孔100に向かって、キー保持部用貫通孔101が形成されている。このキー保持部用貫通孔101には、キー保持部95が挿入されている。そして、キー保持部95は、キー挿入用貫通孔100に挿入されている位置決めキー56に対して僅かな押圧力により位置決めキー56を保持している。
外輪保持部94は、係合部材91の縮径段差に嵌合する略円筒形状をなしている。この外輪保持部94は、軸心位置決め部材92にも軸方向へ摺動可能に嵌合しており、軸心位置決め部材92に対して係合部材91が軸方向移動するためのガイドとしての役割と、位置決めキー56の挿入位置決めの役割とを有している。さらに、外輪保持部94の下方側の一部分には、切欠102が形成されている。この切欠102は、軸方向移動体94と外輪保持部94とが軸方向に相対移動した場合にキー保持部95が外輪保持部94に干渉しないようにするために形成されている。
次に、キー挿入工具T3をロータ組付装置に用いた場合の動作について説明する。回転移送装置12の回転移送伝達端部45は、上述したように、モータ31の回転により回転トルク及び軸方向移送が伝達される。
そして、キー挿入工具T3の係合部材91の上端面に回転移送伝達端部45の下端側が当接していることにより、下方側への軸方向移送のみが伝達される。さらに、係合部材91は工具回転係止部材13により確実に回転が係止されている。まず、軸心位置決め部材92がレゾルバ55に当接するようにキー挿入工具T3をセットする。すなわち、軸心位置決め部材92の中央貫通孔がロータ軸51の外周側に嵌合して、軸心位置決め部材92が位置決めされる。このときには、位置決めキー56はロータ軸51の端面には当接しておらず、さらに係合部材91の延在棒97の下端側は位置決めキー56に当接していない。
続いて、係合部材91が下方側へ軸方向移送されることにより、係合部材91が軸心位置決め部材92に近接する。これに伴い、係合部材91の延在棒97が軸心位置決め部材92のキー挿入用貫通孔101により深く挿入される。続いて、延在棒97がキー挿入用貫通孔101により深く挿入されることにより、延在棒97の下端側が位置決めキー56の上端面に当接する。
続いて、係合部材91がさらに下方側へ軸方向移送されることにより、延在棒97がキー挿入用貫通孔101にさらに深く挿入される。これにより、延在棒97が位置決めキー56の上端面を下方側に押圧する。続いて、延在棒97が位置決めキー56を押圧することにより、キー保持部95によりキー挿入用貫通孔100に保持されていた位置決めキー56が下方側へ移動する。そして、位置決めキー56の下端側がロータ軸51の端面に当接する位置まで、位置決めキー56がレゾルバ55のキー溝に圧入される。
次に、キー挿入工具T3をロータ組付装置に用いた場合、いわゆるキー挿入装置(押着装置)の制御装置について図12を参照して説明する。図12は、キー挿入装置(押着装置)の制御装置のブロック図を示す。図12に示すように、キー挿入装置の制御装置は、圧入推力指令値入力部221と、回転トルク算出部222と、回転角度量算出部223と、圧入推力算出部224と、回転トルク制御部225と、ストローク算出部226と、作動時間算出部227と、装着状態不良判定部228とから構成される。
圧入推力指令値入力部221は、キー挿入工具T3により位置決めキー56をレゾルバ55のキー溝に圧入する圧入推力(押圧力)の指令値を入力する。ここで、圧入推力指令値は、後述するように、低圧入推力と高圧入推力の2種類の圧入推力を入力する。回転トルク算出部222は、モータ31が有するトルクセンサの出力信号に基づき、モータ31の実際の回転トルクを算出する。回転角度量算出部223は、モータ31が有する回転角度量センサの出力信号に基づき、モータ31の回転角度を算出する。
圧入推力算出部224は、回転トルク算出部222により算出されたモータ31の回転トルクに基づき、キー挿入工具T3の軸方向への押圧力に相当する圧入推力を算出する。回転トルク制御部225は、入力された圧入推力指令値及び算出された実際の圧入推力に基づき、実際の圧入推力が圧入推力指令値に一致するようにモータ31の回転トルクを制御する。すなわち、圧入推力指令値が低圧入推力指令値の場合には、回転トルク制御部225は、実際の圧入推力が低圧入推力指令値に一致するようにモータ31の回転トルクを制御する。一方、圧入推力指令値が高圧入推力指令値の場合には、回転トルク制御部225は、実際の圧入推力が高圧入推力指令値に一致するようにモータ31の回転トルクを制御する。
ストローク算出部226は、回転角度量算出部223により算出されたモータ31の回転角度量に基づき、キー挿入工具T3の軸方向位相量であるストロークを算出する。作動時間算出部227は、回転トルク制御部225によりモータ31が制御された作動時間を算出する。
装着状態不良判定部228は、圧入推力及びキー挿入工具T3の軸方向位相量であるストロークに基づき、位置決めキー56がレゾルバ55のキー溝に適切な圧入推力にて圧入されたか否かを判定する。この装着状態不良判定部228の処理について、図13を参照して説明する。図13は、キー挿入装置の制御装置の処理について示すフローチャートである。
まず、圧入推力指令値入力部221に低圧入推力指令値が入力されて、回転トルク制御部225にて低圧入推力による圧入処理が行われる(ステップS1)。すなわち、実際の圧入推力が低圧入推力指令値に一致するように回転トルクを制御する。ここで、低圧入推力は、例えば、50N等とする。続いて、装着状態不良判定部228にて、T1時間(例えば2秒)以内に位置決めキー56がレゾルバ55のキー溝に挿入されたか否かを判定する(ステップS2)。この判定は、キー挿入工具T3の軸方向移送量であるストロークに基づき、ストロークが第1所定量に達した場合に位置決めキー56がレゾルバ55のキー溝に挿入されたと判定する。一方、T1時間経過した場合に、キー挿入工具T3のストロークが第1所定量に達していない場合には、位置決めキー56がレゾルバ55のキー溝にT1時間以内に挿入されていないと判定する。なお、T1時間経過したか否かは、作動時間算出部227にて算出された時間に基づき判断することができる。
そして、上記判定により、T1時間以内に位置決めキー56がレゾルバ55のキー溝に挿入された場合には(ステップS2:No)、装着状態不良判定部228にて位置決めキー56の装着状態が異常と判定する(ステップS6)。すなわち、T1時間以内に位置決めキー56がレゾルバ55のキー溝に、低圧入推力により挿入されたことになる。この場合には、位置決めキー56が適切な力により圧入されていないことになるため、位置決めキー56の役割を十分に発揮していないことになるからである。
続いて、T1時間以内に位置決めキー56がレゾルバ55のキー溝に挿入されない場合には(ステップS2:Yes)、圧入推力指令値入力部221に高圧入推力指令値が入力されて、回転トルク制御部225にて高圧入推力による圧入処理が行われる(ステップS3)。すなわち、実際の圧入推力が高圧入推力指令値に一致するように回転トルクを制御する。ここで、高圧入推力は、例えば、1kN等とする。続いて、装着状態不良判定部228にて、T2時間(例えば2秒)以内に位置決めキー56がレゾルバ55のキー溝に挿入されたか否かを判定する(ステップS4)。この判定は、キー挿入工具T3の軸方向移送量であるストロークに基づき、ストロークが第2所定量に達した場合に位置決めキー56がレゾルバ55のキー溝に挿入されたと判定する。一方、T2時間経過した場合に、キー挿入工具T3のストロークが第2所定量に達していない場合には、位置決めキー56がレゾルバ55のキー溝にT2時間以内に挿入されていないと判定する。なお、T2時間経過したか否かは、作動時間算出部227にて算出された時間に基づき判断することができる。
そして、上記判定により、T2時間以内に位置決めキー56がレゾルバ55のキー溝に挿入されない場合には(ステップS4:No)、装着状態不良判定部228にて位置決めキー56の装着状態が異常と判定する(ステップS6)。すなわち、T2時間以内に位置決めキー56がレゾルバ55のキー溝に、高圧入推力によっても挿入されないことになる。この場合には、位置決めキー56が挿入できないか、若しくは、位置決めキー56がより大きな力により圧入されることになる。位置決めキー56がより大きな力により圧入されると、場合によっては、位置決めキー56やレゾルバ55のキー溝を破損させる可能性がある。
一方、上記判定により、T2時間以内に位置決めキー56がレゾルバ55のキー溝に挿入された場合には(ステップS4:Yes)、装着状態不良判定部228にて位置決めキー56の装着状態が正常と判定する(ステップS5)。つまり、正常な装着状態とは、低圧入推力によりT1時間以内で挿入されることなく、高圧入推力によりT2時間以内で挿入される場合における装着状態である。
(係止部品装着工具)
次に、係止部品装着工具T4について図9を参照して説明する。図9は、係止部品装着工具T4と、ワークWであるロータ本体と、ロータ本体を固定しているチャック10とを示す。ここで、係止部品装着工具T4を用いる場合におけるロータ本体とは、ロータ軸51にロータコア52及びリテーナ53及びロックナット54及びレゾルバ55及び位置決めキー56が取り付けられた状態のロータである。そして、係止部品装着工具T4は、リテーニングプレート(係止部品)57を装着することを可能とする工具である。
次に、係止部品装着工具T4について図9を参照して説明する。図9は、係止部品装着工具T4と、ワークWであるロータ本体と、ロータ本体を固定しているチャック10とを示す。ここで、係止部品装着工具T4を用いる場合におけるロータ本体とは、ロータ軸51にロータコア52及びリテーナ53及びロックナット54及びレゾルバ55及び位置決めキー56が取り付けられた状態のロータである。そして、係止部品装着工具T4は、リテーニングプレート(係止部品)57を装着することを可能とする工具である。
係止部品装着工具T4は、図9に示すように、係合把持部材111と、軸心位置決め部材112とから構成される。係合把持部材111は、略円柱軸状をなしている。この係合把持部材111の上端面には、上述した回転移送装置12の回転移送伝達端部45の下端側が当接する。この係合把持部材111の上方外周面には、一対の平面からなる対向面113が形成されている。従って、対向面113が形成された部分の断面形状は、略長円形状をなしている。この対向面113は、上述したU字型形状の工具回転係止部材13が嵌合する。そして、対向面113の軸方向長さは、工具回転係止部材13の軸方向厚さに対して大きくしている。すなわち、工具回転係止部材13を係合把持部材111の対向面113に嵌合させて、工具回転係止部材13が第1座面23に固定された状態では、係合把持部材111の回転は係止されるが、工具回転係止部材13が対向面113を軸方向移動が可能な範囲内で軸方向への移動は行われる。
また、係合把持部材111の下端側には、下端側から縮径する縮径段差孔114が形成されている。そして、最も上方側の縮径段差孔114には、略円柱形状からなる軸心位置決め部材112が嵌合している。この軸心位置決め部材112の下端側は、ワークWであるロータ本体のロータ軸51の中心軸孔に挿入されて、係止部品装着工具T4の位置決めの役割を有している。さらに、最も下方側の縮径段差孔114は、ワークWであるロータ本体の装着するリテーニングプレート57を外周側から把持している。
次に、係止部品装着工具T4をロータ組付装置に用いた場合の動作について説明する。回転移送装置12の回転移送伝達端部45は、上述したように、モータ31の回転により回転トルク及び軸方向移送が伝達される。
そして、係止部品装着工具T4の係合把持部材111の上端面に回転移送伝達端部45の下端側が当接していることにより、下方側への軸方向移送のみが伝達される。さらに、係合把持部材111は工具回転係止部材13により確実に回転が係止されている。続いて、係合把持部材111が下方側へ軸方向移送されることにより、軸心位置決め部材112がロータ軸51の中心軸孔に挿入される。これにより、係止部品装着工具T4が位置決めされる。続いて、係合把持部材111がさらに下方側へ軸方向移送されることにより、把持しているリテーニングプレート57の内周面がロータ軸51に押圧される。そして、さらに、係合把持部材111が下方側へ軸方向移送されることにより、リテーニングプレート57がロータ軸51に圧入される。続いて、さらに、係合把持部材111が下方側へ軸方向移送されることにより、リテーニングプレート57の下端面がレゾルバ55に当接する。これにより、レゾルバ55と位置決めキー56とがロータ軸51に確実に固定される。
なお、係止部品装着工具T4をロータ組付装置に用いた場合、いわゆる係止部品装着装置(押着装置)の制御装置は、上述したキー挿入装置の制御装置と同一である。従って、説明を省略する。
1:下側フレーム, 2:上側フレーム, 3:レール, 4:右端側ストッパ台, 5:左端側ストッパ台, 6:位置決めストッパ台, 7:端側ストッパ用ボルト, 8:移動テーブル, 9:ガイド, 10:チャック, 11:位置決め用ボルト, 12:回転移送装置, 13:工具回転係止部材, 21:立設面, 22:上端水平面, 23:第1座面, 24:第2座面, 31:モータ, 32:雌ねじ部材, 33:雄ねじ部材, 34:継手部材(継手手段), 35:出力端, 36:貫通孔, 37:継手部, 38:落下防止ピン, 39:Oリング, 40:上方側穴, 41:下方側穴, 42:貫通孔, 43:従動回転端部, 44:雄ねじ部, 45:回転移送伝達端部, 51:ロータ軸, 52:ロータコア, 53:リテーナ, 54:ロックナット,55:レゾルバ, 56:位置決めキー, 57:リテーニングプレート, 61:係合部材, 62:スプリング, 63:回転伝達部材, 64:ピン, 65:把持部材, 81:係合カシメ部材, 82:軸心位置決め部材, 91:係合部材, 92:軸心位置決め部材, 93:スプリング, 94:外輪保持部, 95:キー保持部, 111:係合把持部材, 112:軸心位置決め部材, T1:螺合工具, T2:カシメ工具, T3:キー挿入工具, T4:係止部品装着工具,
Claims (17)
- フレームと、
該フレームに保持された回転駆動装置と、
該フレームに固定保持された雌ねじ部材と、
該雌ねじ部材に螺合し一端側に回転移送伝達端部を持ち他端側に従動回転端部を持つ雄ねじ部材と、
該回転駆動装置の出力端と該従動回転端部との間に介在し、該回転駆動装置に対して該雄ねじ部材を軸方向に相対移動可能で該回転駆動装置から該雄ねじ部材に回転トルクを伝達する継手手段と、
を有することを特徴とする回転移送装置。 - 前記回転駆動装置は、トルクセンサ及び/又は回転角度量センサを持つモータである請求項1記載の回転移送装置。
- 前記従動回転端部は多角形断面軸からなり、
前記継手手段の一端側は前記従動回転端部に嵌合する多角形断面孔が形成された請求項1記載の回転移送装置。 - 前記従動回転端部は多角形断面孔が形成され、
前記継手手段の一端側は前記従動回転端部に嵌合する多角形断面軸からなる請求項1記載の回転移送装置。 - ナット又はボルトが螺合されるねじ部が形成されたワークを固定保持する基部と、
該基部に固定保持された該ワークの該ねじ部と対向する側に固定され、フレームと、該フレームに保持された回転駆動装置と、該フレームに固定保持された雌ねじ部材と、該雌ねじ部材に螺合し一端側に回転移送伝達端部を持ち他端側に従動回転端部を持つ雄ねじ部材と、該回転駆動装置の出力端と該従動回転端部との間に介在し該回転駆動装置に対して該雄ねじ部材を軸方向に相対移動可能で該回転駆動装置から該雄ねじ部材に回転トルクを伝達する継手手段と、を有する回転移送装置と、
一端側に該ナット又は該ボルトを着脱可能に把持する把持部材を持ち他端側に該雄ねじ部材の該回転移送伝達端部と係合し該回転移送装置の移送を吸収すると共に回転トルクを伝達する係合部材を持つ螺合工具と、
を有することを特徴とするねじ螺合装置。 - 前記回転駆動装置は、トルクセンサ及び/又は回転角度量センサを持つモータである請求項5記載のねじ螺合装置。
- 前記回転駆動装置はトルクセンサ及び回転角度量センサを持つモータであり、
前記ねじ螺合装置は、さらに、該モータを制御する制御手段を有し、
該制御手段は、
前記トルクセンサによる検出信号に基づき前記螺合工具の回転トルクを算出する回転トルク算出手段と、
前記回転角度量センサによる検出信号に基づき前記螺合工具の回転角度量を算出する回転角度量算出手段と、
前記回転トルク算出手段により算出された前記回転トルク及び前記回転角度量算出手段により算出された前記回転角度量に基づき前記ナット又は前記ボルトが前記ワークの前記ねじ部に螺合された状態を判定する螺合状態判定手段と、
を有する請求項5記載のねじ螺合装置。 - ねじ部にナット又はボルトが螺合されたワークを固定保持する基部と、
該基部に固定保持された該ワークの該ねじ部と対向する側に固定され、フレームと、該フレームに保持された回転駆動装置と、該フレームに固定保持された雌ねじ部材と、該雌ねじ部材に螺合し一端側に回転移送伝達端部を持ち他端側に従動回転端部を持つ雄ねじ部材と、該回転駆動装置の出力端と該従動回転端部との間に介在し該回転駆動装置に対して該雄ねじ部材を軸方向に相対移動可能で該回転駆動装置から該雄ねじ部材に回転トルクを伝達する継手手段と、を有する回転移送装置と、
一端側に該ナット又は該ボルトの一部と当接して該ねじ部に該ナット又は該ボルトをカシメるカシメ部材を持ち他端側に該雄ねじ部材の該回転移送伝達端部と係合し該回転移送装置の移送を伝達する係合部材を持つカシメ工具と、
を有することを特徴とするカシメ装置。 - 前記回転駆動装置は、トルクセンサを持つモータであり、
前記カシメ装置は、さらに、前記モータを制御する制御手段を有し、
該制御手段は、
前記カシメ工具のカシメ力指令値を入力するカシメ力指令値入力手段と、
前記トルクセンサによる検出信号に基づき前記カシメ工具によるカシメ力を算出するカシメ力算出手段と、
前記カシメ力指令値及び前記カシメ力に基づき前記モータの回転トルクを制御する回転トルク制御手段と、
を有する請求項8記載のカシメ装置。 - 前記回転駆動装置は回転角度量センサを持つモータであり、
前記カシメ装置は、さらに、前記モータを制御する制御手段を有し、
該制御手段は、
前記回転角度量センサによる検出信号に基づき前記カシメ工具の移送量を算出する移送量算出手段と、
前記移送量に基づき前記ナット又は前記ボルトが前記ワークの前記ねじ部にカシメられた状態を判定するカシメ状態判定手段と、
を有する請求項8記載のカシメ装置。 - 押着部材が押圧されて装着されるワークを固定保持する基部と、
該基部に固定保持された該ワークの該ねじ部と対向する側に固定され、フレームと、該フレームに保持された回転駆動装置と、該フレームに固定保持された雌ねじ部材と、該雌ねじ部材に螺合し一端側に回転移送伝達端部を持ち他端側に従動回転端部を持つ雄ねじ部材と、該回転駆動装置の出力端と該従動回転端部との間に介在し該回転駆動装置に対して該雄ねじ部材を軸方向に相対移動可能で該回転駆動装置から該雄ねじ部材に回転トルクを伝達する継手手段と、を有する回転移送装置と、
一端側に該押着部材を着脱可能に把持する把持部材を持ち他端側に該雄ねじ部材の該回転移送装置と係合し該回転移送装置の移送を伝達する係合部材を持つ押着工具と、
を有することを特徴とする押着装置。 - 前記ワークは、偏心位置に挿入孔が形成された軸部と偏心位置に挿入孔が形成され該軸部に対して相対回転可能な回転体とを有し、
前記押着部材は、前記軸部の該挿入孔及び前記回転体の該挿入孔に挿入されて前記軸部と前記回転体とを回転位置決めするキーである請求項7記載の押着装置。 - 前記ワークは、軸部と、該軸部に対して相対回転可能な回転体と、該軸部及び該回転体に挿入され該軸部と該回転体とを回転位置決めするキーと、を有し、
前記押着部材は、該キーと該軸部及び該回転体とを係止する係止部品である請求項7記載の押着装置。 - 前記回転駆動装置は、トルクセンサを持つモータであり、
前記押着装置は、さらに、前記モータを制御する制御手段を有し、
該制御手段は、
前記押着工具の押圧力指令値を入力する押圧力指令値入力手段と、
前記トルクセンサによる検出信号に基づき前記押着工具による押圧力を算出する押圧力算出手段と、
前記押圧力指令値及び前記押圧力に基づき前記モータの回転トルクを制御する回転トルク制御手段と、
を有する請求項11記載の押着装置。 - 前記回転駆動装置は回転角度量センサを持つモータであり、
前記押着装置は、さらに、前記モータを制御する制御手段を有し、
該制御手段は、
前記回転角度量センサによる検出信号に基づき前記押着工具の移送量を算出する移送量算出手段と、
前記移送量に基づき前記ワークへの前記押着部材の装着状態を判定する装着状態判定手段と、
を有する請求項11記載の押着装置。 - 前記回転駆動装置はトルクセンサ及び回転角度量センサを持つモータであり、
前記押着装置は、さらに、前記モータを制御する制御手段を有し、
該制御手段は、
低押圧力及び高押圧力からなる前記押着工具の押圧力指令値を入力する押圧力指令値入力手段と、
前記トルクセンサによる検出信号に基づき前記押着工具による押圧力を算出する押圧力算出手段と、
前記押圧力指令値及び前記押圧力に基づき前記モータの回転トルクを制御する回転トルク制御手段と、
前記回転トルク制御手段により前記モータが制御された場合における前記回転角度量センサによる検出信号に基づき前記押着工具の移送量を算出する移送量算出手段と、
前記低押圧力の前記押圧指令値に基づき制御された場合の前記移送量が第1所定量以上であって、前記高押圧力の前記押圧指令値に基づき制御された場合の前記移送量が第2所定量以下である場合に、前記ワークへの前記押着部材の装着状態が不良であると判定する不良判定手段と、
を有する請求項11記載の押着装置。 - 前記制御手段は、さらに、前記回転トルク制御手段により前記モータが制御された作動時間を算出する作動時間算出手段を有し、
前記不良判定手段は、前記低押圧力の前記押圧指令値に基づき第1所定作動時間制御された場合の前記移送量が第1所定量以上であって、前記高押圧力の前記押圧指令値に基づき第2所定作動時間制御された場合の前記移送量が第2所定量以下である場合に、前記ワークへの前記押着部材の装着状態が不良であると判定する請求項16記載の押着装置。
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