JP4428365B2 - ねじ締付け装置 - Google Patents

Description

本発明は、単なるねじの締付けと部品を保持しつつ行うねじの締付けとを簡単な操作で切り替えることができるねじ締付け装置に関するものである。

従来のねじ締付け装置としては、図３に示すようなものが知られている。このねじ締め付け装置１１は、筒状のねじ保持部１３を有し、このねじ保持部１３の下端には磁性体等によって吸着されたねじＴが保持されている。このねじ保持部１３の内側にねじ締付け部１５が回転可能に挿入されている。ねじ保持部１３の中程にはフランジ状の部品保持部本体１５が一体に設けられており、この部品保持部本体１５には、スプリング１７によって下方に押圧された部品チャック１９が上下動可能に装着されている。この部品チャック１９には、磁性体２１等によって吸着された被締結部品Ｐが保持されている。そして、この被締付け部品Ｐを締結対象物に押圧しつつねじ締付け部１５を駆動してねじ締め作業行うようになっている。

しかしながら、上記ねじ締付け装置１１にあっては、被締結部品Ｐがあらかじめ締結対象物に載置されているような場合、すなわち、ねじ締付け装置１１側で被締結部品Ｐを保持する必要がない場合でも、ねじ締付け装置１１は部品保持部本体１５と部品チャック１９とを有している。このため、装置全体が重くなり動作が遅くなりがちである。また、かかる場合、部品チャック１９が締結対象物と干渉してしまうという問題点もあった。

さらに、部品保持部本体１５、部品チャック１９を取り外し可能な場合であっても、作業者による手作業で行われるため、取付け、取外しが面倒であり時間がかかるという問題点があった。

なお、ねじ締付け装置についての従来の文献としては、特許文献１および特許文献２が知られている。

特開昭５９−１２９６７４号公報 特開昭６０−６３８４号公報

本発明は、上記問題点を解決することをその課題とし、部品保持部の取り付け取り外しが容易で、ねじ単品であっても高速締め付けが可能なねじ締付け装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、ねじを保持するねじ保持部（３３）と、ねじ保持部（３３）に保持されたねじを被締結物に押圧するとともに回転駆動するねじ締付け部（３５）と、ねじによって締結される被締結部品を保持する部品保持機構（３８）とを備え、部品保持機構（３８）は、ねじ保持部に設けられた部品保持機構本体（３９）と、この部品保持機構本体（３９）に回動可能に設けられたクランプ体（４７）と、このクランプ体（４７）を前記ねじ保持部（３３）に押圧する第１の押圧手段（５７）と、部品保持機構本体（３９）に軸方向移動可能に装着された部品チャック（６５）と、この部品チャック（６５）を被締結部品に向かって押圧する第２の押圧手段（６９）とを有する手段を採用することができる。

この手段によると、部品保持機構（３８）をねじ保持部（３３）に対して自由に着脱できるから、部品保持機構（３８）を取り外すことによって回転質量を削減することができ、したがって高速回転によるねじの締め付けが可能となるとともにエネルギ消費の削減を図ることができる。また、部品保持機構（３８）が締め付け対象に干渉することを防止することができる。

上記課題を解決するため、ねじ保持部（３３）には係合凹部（５５）が形成され、クランプ体（４７）は、係合凹部（５５）に係合する係合突起（５３）を有する手段を提供することができる。また、クランプ体（４７）は、係合突起（５３）を係合凹部（５５）から係止解除するためのレバー（５１）を有する手段を採用することができる。したがって、人手によらずロボットアーム等であっても部品保持機構の固定、着脱を容易に行うことができる。

上記課題を解決するため、ねじ保持部（３３）は筒状に形成され、ねじ締付け部（３５）はねじ保持部（３３）に回転可能に挿入され、部品保持機構本体（３９）は、ねじ保持部（３３）に軸方向移動可能に外挿されている手段を採用することができる。したがって、軸対称形状でコンパクトな締め付け装置を提供することができる。

また、上記課題を解決するため、ねじ保持部（３３）は磁性体によりねじを保持するようになされ、部品チャック（６５）は磁性体により被締結部品を保持するようになされている手段を採用することができる。したがって、ねじ及び被締結部品を容易に保持することができ、作業効率を向上させることができる。

なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施の形態について、図１および図２を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態であるねじ締付け装置３１を示すものである。このねじ締付け装置３１は、筒状のねじ保持部３３を有している。このねじ保持部３３の下端にはねじを吸着するための磁性体が設けられており、ねじＴが吸着保持されている。このねじ保持部３３の内側には、ねじ締付け部３５が図示しない駆動装置によって回転自在に挿入されている。このねじ締付け部３５の下端には、ねじ頭部の溝に嵌合するねじ頭嵌合部３７が形成されており、この部分もねじを吸着するため磁性体になされている。

このねじ保持部３３の外周には、部品保持機構３８が装着されている。この部品保持機構３８は、ねじ保持部３３に上下動可能に外挿された部品保持機構本体３９を有している。この部品保持機構本体３９は、ねじ保持部３３に外挿された筒状部４１とこの筒状部の下端部から半径方向外方に張り出したフランジ部４３とを有している。筒状部４１の上端部にはピン４５が設けられており、このピン４５にはクランプ体４７が装着されている。そして、クランプ体４７は、ねじ保持部３３の軸線を含む面内で揺動可能に装着されている。このクランプ体４７は、ピン４５から略半径方向外方に突出して設けられた操作レバー４９とピン４５からねじ保持部３３に沿って上方に延出した係止レバー５１とを有している。

係止レバー５１の先端には、ねじ保持部３３に向かって突出する係合突起５３が設けられており、一方ねじ保持部３３には、この係止突起５３が嵌入する係合凹部５５が形成されている。そして、これら両者が係合することによって、部品保持機構本体３９をねじ保持部３３に対して上下方向移動不能に固定するようになっている。

操作レバー４９と部品保持機構本体３９のフランジ部４３との間には第１のスプリング５７が介装されている。この第１のスプリング５７は、操作レバー４９を上方に回動するように押圧するとともに、係止レバー５１の係止突起５３がねじ保持部３３に向かって回動するように押圧する。操作レバー４９の外端部には、後述するロボットハンド等で操作レバーを押圧するための操作部５９が設けられている。

一方、フランジ部４３の外周部には、周方向に離間して複数の軸受部６１が形成されている。この軸受部６１には、シャフト６３が上下動可能に貫通して配設されており、このシャフト６３の下端には、部品チャック６５が設けられている。一方、シャフト６３の上端には、拡径されたストッパ６７が設けられており、これらシャフト６３が下方へ抜け落ちるのを防止するようになっている。また、シャフト６３のフランジ部４３と部品チャック６１との間には、第２のスプリング６９が介装されており、フランジ４３に対して部品チャック６５を下方に押圧するようになっている。

部品チャック６５の中央部には、上下方向に貫通する貫通孔７１が形成されており、ねじ保持部３３の先端部を挿入できるようになっている。また、部品チャック６５の下面は、保持されるパイプクランプＣの形状に沿うようように２つの凹部７３が形成されている。そして、部品チャック６５の内部には磁性体７５が埋め込まれており、パイプクランプＣを保持するようになっている。

このように構成されたねじ締付け装置３１の動作について、図２を参照して説明する。

まず、図２中（Ａ）に示すように、ロボットアーム（図示せず）に保持されたねじ保持部３３を移動させ、磁性を有するねじ保持部３３及びねじ締付け部３５の下端部で、ねじ供給部Ｘに配置されたねじＴを保持する。

次に、図２中（Ｂ）に示すように、被組付け物であるハウジングＡにハウジングＢを載置し、さらにハウジングＢの溝部ＧにパイプＰを載置して冶具等で位置決めする。そして、ハウジングＢのねじ穴Ｈｂを通してハウジングＡのねじ穴ＨａにねじＴを挿入し、ねじ締付け部３５を回転駆動してねじＴによってハウジングＢをハウジングＡに締結する。

ついで、図２中（Ａ）に示すように、ねじ保持部３３とねじ締付け部３５でねじＴを保持する。

この状態で、図２中（Ｃ）に示すように、ロボットアーム（図示せず）に保持されたねじ保持部３３に他のロボットアーム（図示せず）に保持された部品保持機構３８を装着する。この際、ロボットアーム等でクランプ体４３の操作部５９を押圧してクランプ体４３の係合突起５３を開状態として、ねじ保持部３３を挿入し、その後係合突起５３を閉状態として係合凹部５５に係合させる。

次に、図２中（Ｄ）に示すように、部品保持機構３８が装着されたねじ保持部３３をパイプクランプ置き場のパイプクランプＣの上方に移動させ、部品チャック６５の下面にパイプクランプＣを係合させて磁性体７５で保持する（図１参照）。

次いで、このパイプクランプＣが装着されたねじ締付け装置３１をハウジングＢの上方に位置せしめて下降させ、パイプクランプＣをパイプＰが載置されたハウジングＢに係合させる。そして、ねじ保持部３３と部品チャック６５をさらに下降させて、第２のスプリング６９でパイプクランプＣをパイプＰおよびハウジングＢ上面に押圧する。この状態で、ねじ締付け部３５を回転駆動させてねじ締めを行い、パイプクランプＣをウジングＢに装着する。

装着後、装着されたパイプクランプＣを残して、ねじ締付け装置３１を引き揚げ、部品保持機構置き場に移動させる。そして、図２中（Ｃ）に示すように、ロボットアーム等で操作部５９を押圧してクランプ体４３の係合突起５３を開状態として、ねじ保持部３３を引き抜く。

このように、このねじ締付け装置３１は、ねじＴを保持するねじ保持部３３と、ねじ保持部３３に保持されたねじＴを被締結物に押圧するとともに回転駆動するねじ締付け部３５と、ねじＴによって締結される被締結部品を保持する部品保持機構３８とを備え、部品保持機構３８は、ねじ保持部３３に設けられた部品保持機構本体３９と、この部品保持機構本体３９に回動可能に設けられたクランプ体４７と、このクランプ体４７をねじ保持部３３に押圧する第１のスプリング５７と、部品保持機構本体３９に軸方向移動可能に装着された部品チャック６５と、このチャック６５を被締結部品に向かって押圧する第２のスプリング６９とを有しているから、部品保持機構３８をねじ保持部３３に対して自由に着脱できる。したがって、ねじ単品を締付ける場合には部品保持機構３８を取り外すことによって回転質量を削減することができ、高速回転によるねじの締め付けが可能となるとともにエネルギ消費の削減を図ることができる。また、部品保持機構３８が締め付け対象に干渉することを防止することができる。また、クランプ体４７を操作することにより部品保持機構３８を容易に着脱するができるから、作業工数を削減することができる。

さらに、このねじ締付け装置３１は、ねじ保持部３３に係合凹部５５が形成され、クランプ体４７は、係合凹部５５に係合する係合突起５３を有し、クランプ体４７は、係合突起５３を係合凹部５５から係止解除するための操作レバー４９を有しているから、人手によらずロボットアーム等であっても部品保持機構３８の固定、着脱を容易に行うことができる。

また、このねじ締付け装置３１にあっては、ねじ保持部３３は筒状に形成され、ねじ締付け部３５はねじ保持部３３に回転可能に挿入され、部品保持機構本体３９はねじ保持部３３に軸方向移動可能に外挿されているから、軸対称形状でコンパクトな締め付け装置を提供することができる。

また、このねじ締付け装置３１にあっては、ねじ保持部３３は磁性体によりねじＴを保持するようになされ、部品チャック６５は磁性体により被締結部品を保持するようになされているから、ねじ及び被締結部品を容易に保持することができ、作業効率を向上させることができる。

なお、上記実施の形態にあっては、部品チャックが保持する被締結部品として、パイプクランプを採用しているが、これに限る必要はなく、ねじによって締結される部品であればどのようなものでもよい。

本発明の一実施の形態であるねじ締付け装置を示す縦断面図。 図１に示すねじ締付け装置の動作を示す図。 従来のねじ締付け装置を示す縦断面図。

符号の説明

３１ ねじ締付け装置
３３ ねじ保持部
３５ ねじ締付け部
３８ 部品保持機構
３９ 部品保持機構本体
４７ クランプ体
５３ 係合突起
５５ 係合凹部
５７ 第１のスプリング
６５ 部品チャック
６９ 第２のスプリング

Claims (5)

1. ねじを保持するねじ保持部（３３）と、
   前記ねじ保持部（３３）に保持されたねじを被締結物に押圧するとともに回転駆動するねじ締付け部（３５）と、
   前記ねじによって締結される被締結部品を保持する部品保持機構（３８）と、
   とを備え、
   前記部品保持機構（３８）は、
   前記ねじ保持部に設けられた部品保持機構本体（３９）と、
   この部品保持機構本体（３９）に回動可能に設けられたクランプ体（４７）と、
   このクランプ体（４７）を前記ねじ保持部（３３）に押圧する第１の押圧手段（５７）と、
   前記部品保持機構本体（３９）に軸方向移動可能に装着された部品チャック（６５）と、
   この部品チャック（６５）を前記被締結部品に向かって押圧する第２の押圧手段（６９）と、
   を有することを特徴とするねじ締付け装置。
2. 前記ねじ保持部（３３）には係合凹部（５５）が形成され、前記クランプ体（４７）は、前記係合凹部（５５）に係合する係合突起（５３）を有することを特徴とする請求項１に記載のねじ締付け装置。
3. 前記クランプ体（４７）は、前記係合突起（５３）を前記係合凹部（５５）から係止解除するためのレバー（５１）を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のねじ締め付け装置。
4. 前記ねじ保持部（３３）は筒状に形成され、前記ねじ締付け部（３５）は前記ねじ保持部（３３）に回転可能に挿入され、前記部品保持機構本体（３９）は、前記ねじ保持部（３３）に軸方向移動可能に外挿されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のねじ締付け装置。
5. 前記ねじ保持部（３３）は磁性体により前記ねじを保持するようになされ、前記部品チャック（６５）は磁性体により前記被締結部品を保持するようになされていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のねじ締付け装置。

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