JP2010125528A

JP2010125528A - ねじ締め装置

Info

Publication number: JP2010125528A
Application number: JP2008299206A
Authority: JP
Inventors: Ken Toriyama; 研鳥山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-11-25
Filing date: 2008-11-25
Publication date: 2010-06-10

Abstract

【課題】ねじ締め装置のねじへの押圧力を適正に制御することができる技術を提供すること。
【解決手段】ねじ５０を回転させて締結するねじ締め装置１０であって、ねじ締め装置１０は、本体１２と、本体１２に回転可能に支持されている第１回転体１６と、第１回転体を軸回りに回転させるモータ１４と、第１回転体１６に対して進退可能であり第１回転体１６に従動してねじを回転させるとともに第１回転体１６との間で圧力室２３を形成する第２回転体２６と、第２回転体２６の変位量を測定する変位センサ３０と、圧力室２３にエアの出し入れが可能な圧力制御弁３４とエア供給装置３８と、変位センサ３０で測定された変位量に基づいて圧力制御弁３４を制御するコントローラ３６を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ねじを回転させることによって、ねじを締結するねじ締め装置に関する。

特許文献１には、ねじ締め装置がねじに負荷する押圧力を制御する技術が開示されている。

特開平４−２６１７２３号公報

ねじ締め装置がねじに負荷する押圧力が大き過ぎると、ねじが破損する虞がある。
本発明は上述した事情を鑑みて創作されたものであり、ねじ締め装置がねじに負荷する押圧力を適正に制御することができる技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、ねじを回転させて締結するねじ締め装置を提供する。ねじ締め装置は、本体と、本体に回転可能に支持されている第１回転体と、第１回転体を軸回りに回転させるアクチュエータと、第１回転体に対して進退可能であり第１回転体に従動してねじを回転させるとともに第１回転体との間で圧力室を形成する第２回転体と、第２回転体の進退方向の変位量を測定する変位計と、圧力室に流体の出し入れが可能な流体導入装置と、変位計で測定された変位量に基づいて流体導入装置を制御することによって圧力室内の圧力を制御するコントローラを備える。

このねじ締め装置では、コントローラは、第２回転体の変位量に合わせて、圧力室内の圧力を変化させる。これにより、第２回転体がねじに負荷する押圧力を適正に制御することができる。

本発明によると、ねじを締結する際に、ねじに過大な力が負荷されることを防止することができる。

本発明を具現化した実施例に係るねじ締め装置を図面を参照して説明する。図１は、ねじ締め装置１０の側面図を示す。図１では、ねじ締め装置１０の一部を縦断面図で示す。ねじ締め装置１０は、本体１２とモータ１４と第１回転体１６と筐体１８と第２回転体２６とコントローラ３６と圧力制御弁３４とエア供給装置３８を備える。モータ１４は、本体１２内に配置されている。図示を省略しているが、モータ１４の回転軸に、第１回転体１６が係合している。第１回転体１６は、モータ１４に駆動されてその軸回りに回転する。第１回転体１６の上端は、本体１２に挿入されている。第１回転体１６の下端は、本体１２の下端を越えて下方に伸びている。第１回転体１６は、筐体１８に挿入されている。筐体１８は、本体１２の下端に固定されている。第１回転体１６は、本体１２と筐体１８のそれぞれに、軸受２０を介して支持されている。第１回転体１６の下端部には、シール部材２２が配置されている。シール部材２２は、第１回転体１６の外周面と筐体１８の内周面の隙間をシールしている。第１回転体１６の下端には、スライド部１６ａが形成されている。

第２回転体２６は、第１回転体１６の下方に配置されている。第２回転体２６は、軸受２８を介して筐体１８に摺動可能に支持されている。第２回転体２６の上端は、スライド部１６ａに摺動可能に嵌め合わされている。図示を省略しているが、第２回転体２６は、スライド部１６ａとスプライン結合しており、第１回転体１６に従動して回転する。第２回転体２６の上端部には、シール部材２４が配置されている。シール部材２４は、第２回転体２６の外周面と筐体１８の内周面の隙間をシールしている。このような構成により、第１回転体１６と第２回転体２６の後端面との間に圧力室２３が形成される。第２回転体２６は、下端部（先端部）にドライバ３２を有している。

筐体１８の下端には、変位センサ３０が配置されている。変位センサ３０は、コントローラ３６に接続されている。変位センサ３０は、第２回転体２６の変位量を計測し、コントローラ３６に送信する。コントローラ３６は、圧力制御弁３４に接続されている。コントローラ３６は、圧力制御弁３４を制御している。圧力制御弁３４は、連通管３５の経路上に配置されている。連通管３５の一端は、エア供給装置３８に接続されている。連通管３５の他端は、圧力室２３に連通している。コントローラ３６は、圧力制御弁３４を制御することによって、圧力室２３にエア供給装置３８からのエアを導入することができる。また、コントローラ３６は、圧力制御弁３４を制御することによって、圧力室２３内のエアを外部に排出することができる。即ち、コントローラ３６は、圧力室２３内の圧力が第２回転体２６を下方へ押す力を制御する。

次に、ねじ締め装置１０の動作について説明する。ねじ締め装置１０は、ドライバ３２の先端にねじ５０を当接させて、モータ１４を駆動させる。モータ１４が駆動すると、第１回転体１６と第２回転体２６が回転する。これにより、ねじ５０が物体５２に埋め込まれる。コントローラ３６は、圧力制御弁３４を制御して、エア供給装置３８からのエアを圧力室２３に供給する。圧力室２３の圧力によって、第２回転体２６が下方に押し下げられる。図１の状態から、圧力室２３の圧力が高くなると、図２に示すように、第２回転体２６が下方に移動する。これにより、ねじ締め装置１０は、ねじ５０を締結することができる。コントローラ３６は、変位センサ３０が検出する第２回転体２６の変位量によって、圧力制御弁３４を制御し、圧力室２３の圧力を調整する。即ち、コントローラ３６は、ドライバ３２がねじ５０を押圧する力を制御する。

図３は、ねじ５０の締結開始から締結終了までの、ドライバ３２がねじ５０に負荷する押圧力の変化を示すグラフである。図３の縦軸は、ドライバ３２がねじ５０に負荷する押圧力である。図３の横軸は、第２回転体２６の変位量である。なお、変位量は、ドライバ３２が筐体１８から突出する方向を正としている。点１００は、締結開始時を示す。点１０２は、締結終了時を示す。実線１０４は、ねじ締め装置１０がねじ５０に負荷する押圧力の変化を示す。ねじ締め装置１０では、締結開始時は、押圧力が小さい。コントローラ３６は、圧力制御弁３４を制御することによって、締結開始時から徐々に圧力室２３の圧力を高くする。これにより、ねじ締め装置１０がねじ５０に負荷する押圧力が高くなる。通常、締結開始時は、ねじ５０の先端がわずかに物体５２に入り込んでいるだけなので、ねじ５０が傾き易い。従って、締結開始時にねじ５０に過大な押圧力を加えると、ねじの破損や、いわゆる「かじり」が発生しやすい。本実施例のねじ締め装置１０の構成によれば、締結開始時付近でネジ締め装置１０がねじ５０に過大な押圧力を負荷することを防止することができる。これにより、ねじ５０の破損やかじりを防止することができる。締結終了時付近では、押圧力を大きくすることによって、ねじ５０を強固に締め付けることができる。

ねじ締め装置１０では、第２回転体２６の変位量に応じて、圧力室２３の圧力を制御している。そのような構成によって、ねじ締め装置１０では、ドライバ３２がねじ５０に負荷する押圧力を適正に調整することができる。

実施例のねじ締め装置１０は、次のとおり表現することもできる。即ち、ねじ締め装置１０は、本体１２と、第２回転体２６と、圧力室２３と、モータ（アクチュエータ）１４
と、変位センサ３０と、コントローラ３６を備える。第２回転体２６は、その軸線方向の先端にドライバ部３２が形成されており、軸線方向に本体１２に進退可能に挿入されている。圧力室２３は、第２回転体２６の後端に設けられており、その内部の圧力が第２回転体２６を先端に向けて押圧する。より詳しくは、圧力室２３は、本体１２の内部で第２回転体２６の後端面を一つの壁面として形成されている。モータ１４は、第２回転体２６を軸線回りに回転させる。コントローラ３６は、第２回転体２６が伸展するにつれて圧力室２３の圧力を増加させる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

ねじ締め装置の側面図を示す。ねじ締め装置のねじ締結終了直前の一部縦断面図を示す。めじ締め装置のねじの押圧力と第２回転体の変位量の関係を示すグラブを示す。

符号の説明

１０：ねじ締め装置
１２：本体
１４：モータ
１６：第１回転体
２３：圧力室
２６：第２回転体
３０：変位センサ
３２：ドライバ
３４：圧力制御弁
３６：コントローラ
３８：エア供給装置
５０：ねじ

Claims

ねじを回転させて締結するねじ締め装置であって、
本体と、
本体に回転可能に支持されている第１回転体と、
第１回転体を軸回りに回転させるアクチュエータと、
第１回転体に対して進退可能であり第１回転体に従動してねじを回転させるとともに第１回転体との間で圧力室を形成する第２回転体と、
第２回転体の進退方向の変位量を測定する変位計と、
圧力室に流体の出し入れが可能な流体導入装置と、
変位計で測定された変位量に基づいて流体導入装置を制御することによって圧力室内の圧力を制御するコントローラと、
を備えるねじ締め装置。