JP5035147B2 - Automatic screw tightening jig - Google Patents
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Description
本発明は、ワークに設けられたネジ部にナットを螺合して締め付ける際に、ワークの共回りを防止するための自動ネジ締め装置用治具に関する。 The present invention relates to a jig for an automatic screw tightening device for preventing co-rotation of a workpiece when a nut is screwed into a screw portion provided on the workpiece and tightened.
例えば、自動二輪車等のベルト式トルク伝達機構の構成部品であるドリブンプーリを締結する締付装置として、特許文献1が提案されている。
For example,
特許文献1は、回動自在なドリブン軸にドリブンプーリを相対回転不能に嵌合させて、ドリブンプーリを回動不能に保持しつつ、ドリブン軸端部にボルトまたはナットを締め付ける装置において、ドリブンプーリの機種に拘わらず適用出来ることを目的とする。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133867 discloses a driven pulley in a device in which a driven pulley is fitted to a rotatable driven shaft so as not to be relatively rotatable, and a bolt or a nut is fastened to an end of the driven shaft while the driven pulley is held unrotatable. It is intended to be applicable regardless of the model.
そのため、この装置は、図5に示す締付装置51の治具ブロック54に、ボルト等を締め付けるソケットレンチ55と、図6に示すドリブンプーリPの切欠き凹所gに挿入されて回転を阻止する複数の係止ピン56を設け、各係止ピン56を治具ブロック54内の圧縮バネによって前方に付勢するとともに、前方から押圧力を受けると治具ブロック54内に没入するようにする。また係止ピン56の位置は、ドリブンプーリPの複数機種の切欠き凹所gの位置に対応した位置に配設するものである。
Therefore, this apparatus is inserted into the
上述した特許文献1のように、ドリブンプーリPとボルトが相対回転できないようになっており,かつドリブンプーリPに回転防止のひっかかり(切欠き凹所g)を設けられる場合には,特許文献1のソケットレンチ55で上部から締め付けることが可能である。
When the driven pulley P and the bolt cannot be rotated relative to each other as in
一方、一般的に、あるワークに設けられたネジ部にナットを螺合して締め付ける際には、締め付けトルクがワークに作用するため、ワークの共回りを防止する必要がある。 On the other hand, generally, when a nut is screwed into a threaded portion provided on a certain workpiece and tightened, a tightening torque acts on the workpiece, so that it is necessary to prevent the workpiece from rotating together.
この場合、ワークの共回りを防止するためにワークにボルトの頭部のようなトルク伝達部分(例えば六角柱形状)が通常設けられる。しかし、ロボット等でワークを搬送し、このトルク伝達部分をこれと嵌合するソケットに、回転方向の位相(例えば多角形の各面)を合わせて挿入することは、非常に困難であり、ロボットを用いた自動締付の障害となっていた。 In this case, in order to prevent co-rotation of the workpiece, a torque transmitting portion (for example, a hexagonal column shape) such as a bolt head is usually provided on the workpiece. However, it is very difficult to transfer a workpiece by a robot or the like and insert the torque transmission portion into a socket that fits the workpiece with a phase in the rotational direction (for example, each surface of a polygon). It was an obstacle to automatic tightening using
本発明は上述した従来の問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、共回りを防止するためにワークに設けられているトルク伝達部分(例えば六角柱形状)を、これと嵌合するソケットに回転方向の位相を合わせてロボットで容易に嵌合することができ、これにより、ワークのネジ部に螺合したナットを締め付ける際に、トルク伝達部分の共回りを容易かつ確実に防止することができる自動ネジ締め装置用治具を提供することにある。 The present invention has been developed to solve the above-described conventional problems. That is, it is an object of the present invention to easily adjust a torque transmission portion (for example, a hexagonal prism shape) provided on a work piece to prevent a co-rotation with a socket fitted to the workpiece and to adjust the phase in the rotation direction with a robot. Provided is a jig for an automatic screw tightening device that can be fitted and thereby can easily and surely prevent the torque transmission portion from co-rotating when a nut screwed into a threaded portion of a workpiece is tightened. There is.
本発明によれば、ワークが同軸上に雄ネジ部分とトルク伝達部分とを有し、前記雄ネジ部分に螺合したナットを締め付ける際に前記トルク伝達部分の共回りを防止する自動ネジ締め装置用治具であって、
前記トルク伝達部分と嵌合してトルク伝達部分の回転を停止させる嵌合穴を有するソケットと、
該ソケットを嵌合穴の軸心まわりの回転を阻止しながら軸心に沿って移動可能に案内するリニアガイドと、
前記ソケットを前記トルク伝達部分に向けて付勢する付勢装置とを備え、
前記ソケットは、前記嵌合穴の内側を嵌合穴の軸心に沿って延びる貫通穴を有し、
さらに、前記トルク伝達部分が嵌合穴に嵌合しないときに、トルク伝達部分と当接してそのソケット側への移動を阻止するワーク支持ピンを備える、ことを特徴とする自動ネジ締め装置用治具が提供される。
According to the present invention, an automatic screw tightening device in which a work has a male screw portion and a torque transmission portion on the same axis, and prevents the torque transmission portion from rotating together when a nut screwed into the male screw portion is tightened. A jig for
A socket having a fitting hole that engages with the torque transmitting portion and stops rotation of the torque transmitting portion;
A linear guide that guides the socket movably along the axis while preventing rotation about the axis of the fitting hole;
An urging device that urges the socket toward the torque transmitting portion ;
The socket has a through hole extending along the axis of the fitting hole inside the fitting hole,
And a workpiece support pin that contacts the torque transmission portion and prevents movement to the socket side when the torque transmission portion is not fitted in the fitting hole. Tools are provided.
本発明の好ましい実施形態によれば、前記ワークのトルク伝達部分をソケットの嵌合穴と同心に案内するワークガイドを備える。 According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a work guide for guiding the torque transmitting portion of the work concentrically with the fitting hole of the socket.
前記ワークは、ロボットによりトルク伝達部分をソケットの嵌合穴に向けて同心に移動され、かつトルク伝達部分がソケットと当接した状態で、ロボットにより雄ネジ部分に螺合したナットを所定のトルクで回転駆動される。 The workpiece is moved concentrically by the robot with the torque transmission portion directed toward the fitting hole of the socket, and the nut screwed into the male screw portion by the robot with a predetermined torque while the torque transmission portion is in contact with the socket. Is driven to rotate.
上記本発明の構成によれば、ソケットが、リニアガイドにより嵌合穴の軸心まわりの回転を阻止しながら軸心に沿って移動可能に案内され、かつ付勢装置によりトルク伝達部分に向けて付勢されているので、ロボットによりワークのトルク伝達部分をソケットの嵌合穴に向けて同心に移動することにより、トルク伝達部分と嵌合穴の周方向位置(位相)が一致していれば、トルク伝達部分が嵌合穴に嵌合し、軸心まわりに回転しないソケットにより、トルク伝達部分の共回りを停止させることができる。 According to the configuration of the present invention, the socket is guided by the linear guide so as to be movable along the axis while preventing rotation of the fitting hole around the axis, and is directed toward the torque transmitting portion by the biasing device. If the torque transmission part and the circumferential position (phase) of the fitting hole coincide with each other by moving the torque transmission part of the workpiece concentrically toward the fitting hole of the socket by the robot, The torque transmission portion can be stopped by the socket that fits into the fitting hole and does not rotate around the shaft center.
また、トルク伝達部分と嵌合穴の周方向位置(位相)が一致していない場合には、トルク伝達部分がソケットに当接して移動し、ソケットを付勢装置の付勢力に抗して後退させながら、同時にトルク伝達部分がナットと共回りするので、トルク伝達部分と嵌合穴の周方向位置(位相)が一致した瞬間に、トルク伝達部分に嵌合穴が付勢力で嵌合し、ソケットによりトルク伝達部分の共回りを停止させることができる。 If the torque transmission portion and the circumferential position (phase) of the fitting hole do not match, the torque transmission portion moves against the socket and moves back against the biasing force of the biasing device. At the same time, the torque transmission part rotates together with the nut, so at the moment when the circumferential position (phase) of the torque transmission part and the fitting hole coincides, the fitting hole is fitted to the torque transmission part with a biasing force, The socket can stop the torque transmission portion from rotating together.
また、ワークのトルク伝達部分をソケットの嵌合穴と同心に案内するワークガイドを備えることにより、ワークのトルク伝達部分とソケットの嵌合穴を容易に同心に案内し保持することができる。 Further, by providing a work guide for guiding the torque transmission portion of the workpiece concentrically with the fitting hole of the socket, the torque transmission portion of the workpiece and the fitting hole of the socket can be easily guided and held concentrically.
さらに、ソケットが、嵌合穴の軸心に沿って延びる貫通穴を有し、さらに、前記トルク伝達部分が嵌合穴に嵌合しないときに、トルク伝達部分と当接してそのソケット側への移動を阻止するワーク支持ピンを備えることにより、トルク伝達部分がソケットに当接して移動する距離を制限し、その位置でトルク伝達部分の共回りを継続させて、トルク伝達部分と嵌合穴の周方向位置(位相)が一致する頻度を高め、確実にトルク伝達部分に嵌合穴を付勢力で嵌合させて、ソケットによりトルク伝達部分の共回りを停止させることができる。 Further, the socket has a through hole extending along the axis of the fitting hole, and further, when the torque transmission portion does not fit into the fitting hole, the socket contacts the torque transmission portion and moves toward the socket side. By providing a work support pin that prevents movement, the distance that the torque transmission part abuts on the socket is limited, and the torque transmission part continues to rotate at that position so that the torque transmission part and the fitting hole The frequency with which the circumferential position (phase) coincides can be increased, and the fitting hole can be securely fitted to the torque transmission portion with a biasing force, and the rotation of the torque transmission portion can be stopped by the socket.
従って、共回りを防止するためにワークに設けられているトルク伝達部分(例えば六角柱形状)を、これと嵌合する嵌合穴を有するソケットに回転方向の位相(例えば多角形の各面)を合わせてロボットで容易に嵌合することができ、これにより、ワークのネジ部に螺合したナットを締め付ける際に、ワークに作用する締め付けトルクによりトルク伝達部分の共回りを容易かつ確実に防止して、確実な締結を実現することができる。 Therefore, the torque transmission part (for example, hexagonal column shape) provided in the workpiece to prevent co-rotation is rotated on the socket having the fitting hole to be engaged with the phase (for example, each surface of the polygon). Can be easily fitted by a robot, and when tightening a nut screwed into a threaded part of a workpiece, the torque transmitting part acting on the workpiece can be easily and reliably prevented from rotating together. Thus, reliable fastening can be realized.
以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の自動ネジ締め装置用治具を適用するワークの構成図である。
この図において、ワーク1は、同軸X−X上に雄ネジ部分2とトルク伝達部分3とを有し、雄ネジ部分2に螺合したナット4を締め付けて、ワーク1の締結を行うようになっている。
FIG. 1 is a configuration diagram of a work to which a jig for an automatic screw tightening device of the present invention is applied.
In this figure, the
この例でワーク1は電動機(モータ)であり、モータ回転子5aが回転軸5bと一体に形成され、回転軸5bの頂部(図で下端)にトルク伝達部分3(この例では六角柱形状)が一体成形され、回転軸5bの末端部(図で上端部)の外面に雄ネジ部分2が形成されている。
またこの図で6はモータ固定子、7はプーリまたはギヤであり、回転軸5bにモータ固定子6とプーリまたはギヤ7を挿入した状態で、雄ネジ部分2にナット4を螺合させて、モータ全体の組立を実施する。この組立状態は、ナット4はプーリまたはギヤ7を留めているが、ナット4は所定のトルクで締め付けられてはいない状態である。
In this example, the
In this figure, 6 is a motor stator, 7 is a pulley or gear, and with the
なお、本発明は上述したワークに限定されず、同軸上に雄ネジ部分2とトルク伝達部分3を有し、雄ネジ部分2に螺合したナット4を締め付ける限りで、その他のワークであってもよい。
Note that the present invention is not limited to the above-described workpiece, and is any other workpiece as long as it has a
本発明において、図示しないロボットのロボットハンド8,9によりワーク1を、この例ではトルク伝達部分3(この例では六角柱形状)を下に向け、軸線Xを鉛直に保持して搬送する。
なお、本発明は、この構成に限定されず、軸線Xを鉛直以外の水平又は斜めに保持して搬送してもよい。
また、ロボットで搬送することに限られず、人手で搬送してもよい。人が搬送する場合でも、人が回転軸頂部の六角をソケットにあわせる手間を省くことができるため有効である。
In the present invention, the
The present invention is not limited to this configuration, and the axis X may be transported while being held horizontally or obliquely other than vertical.
Moreover, it is not restricted to conveying with a robot, You may convey manually. Even when a person is transporting, it is effective because a person can save the trouble of aligning the hexagon at the top of the rotating shaft with the socket.
さらに、ロボットは、ワーク1のトルク伝達部分3を後述する本発明のソケット12の嵌合穴13に向けて同心を保持して移動し、かつトルク伝達部分3がソケット12と当接した状態で、ロボットハンド9により雄ネジ部分2に螺合したナット4を所定のトルクで回転駆動するようになっている。
Further, the robot moves while maintaining the concentricity of the
図2は、本発明による自動ネジ締め装置用治具の全体構成図である。
この図において、本発明の自動ネジ締め装置用治具10は、ソケット12、リニアガイド14、付勢装置16、ワークガイド18、およびワーク支持ピン20を備える。
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a jig for an automatic screw tightening device according to the present invention.
In this figure, the automatic screw tightening device jig 10 of the present invention includes a
ソケット12は、ワーク1のトルク伝達部分3と嵌合してトルク伝達部分3から伝達される締め付けトルクをメインボデイ11aに伝達可能な嵌合穴13を有する。嵌合穴13は、トルク伝達部分3が例えば六角柱形状である場合、その6つの頂角の少なくとも一部と嵌合する隅角部を有し、ワーク1のトルク伝達部分3と嵌合してその回転を止める機能を有する。
また、メインボデイ11aは、図示しないボルト等でその軸線Y−Yを鉛直に保持して、固定部分に固定されている。
なお、この例と相違し、ソケット12の上部を着脱可能に形成し、ワーク1のトルク伝達部分3の形状又は大きさに合わせてソケット12の上部を交換するようにしてもよい。
The
Further, the
Unlike this example, the upper portion of the
リニアガイド14は、この例ではソケット12の外周面に軸方向に延びるスプラインと、メインボデイ11aの内面に設けられスプラインと嵌合するスプラインナットとからなる。スプラインは、ソケット12の外周面に一体的に形成されるのがよい。また、スプラインナットは、メインボデイ11aの内面に着脱可能に取り付けてもよい。
なお、リニアガイド14は、スプラインとスプラインナットに限定されず、ソケット12を嵌合穴13の軸心まわりの回転を阻止しながら軸心Yに沿って移動可能に案内できるかぎりで、その他の構成、例えば滑りキーや周知の直線ガイドでもよい。
In this example, the
The
また、この例でストッパ板15は、リング状の中空円板であり、外周部がメインボデイ11aにボルトで固定され、内周部がソケット12に設けられた肩部と接触し、ソケット12の上限位置を設定している。なおこのストッパ板15は、不可欠ではなく、ソケット12をさらに上方まで移動できるようにしてもよい。
Further, in this example, the
付勢装置16は、この例ではサブボデイ11bの上部とソケット12の内部との間に圧縮状態で挟持された圧縮コイルバネであり、ソケット12をトルク伝達部分(図で上方)に向けて付勢する。
この圧縮コイルバネのストロークは嵌合穴13の深さより大きく、付勢力はソケット12の自重よりは大きいが、ワーク1の自重よりは小さく設定するのがよい。
In this example, the urging
The stroke of the compression coil spring is larger than the depth of the
サブボデイ11bは、この例では、メインボデイ11aの下方からボルトで同心に取り付けられている。なお、本発明はこの構成に限定されず、サブボデイ11bとメインボデイ11aを一体に成形してもよい。
In this example, the sub-body 11b is concentrically attached with bolts from below the
ワークガイド18は、この例ではメインボデイ11aの上部に固定され、ワークの一部(この例では軸線Yと同心部分)を案内して、ワーク1のトルク伝達部分3をソケット12の嵌合穴13と同心に案内するようになっている。
なお、このワークガイド18は不可欠ではなく、これを省略し、ロボットでワーク1のトルク伝達部分3をソケット12の嵌合穴13と同心に案内してもよい。また、ワークガイド18をメインボデイ11aと一体に形成してもよい。
In this example, the
The
この例において、ソケット12は、さらに嵌合穴13の内側を嵌合穴13の軸心Yに沿って延びる貫通穴12aを有する。
In this example, the
ワーク支持ピン20は、この例では、サブボデイ11bの上部に着脱可能に取り付けられ、トルク伝達部分3が嵌合穴13に嵌合しないときに、トルク伝達部分3と当接してそのソケット側への移動を阻止するようになっている。
すなわち、この例において、ワーク支持ピン20は貫通穴12aより細い鉛直な棒材であり、下端がサブボデイ11bの上部に着脱可能に取り付けられ、上端面が、上限位置における嵌合穴13の下端付近に位置する。ワーク支持ピン20の上端面は、中央部が上方に膨らんだ凸形状に形成され、トルク伝達部分3の下面に当接してこれを支持し、かつトルク伝達部分3の回転を低抵抗で支えるようになっている。
In this example, the
That is, in this example, the
図3は、図1の装置の作動状態を示す図であり、図4は、図1の装置の作動完了状態を示す図である。 3 is a diagram showing an operation state of the apparatus of FIG. 1, and FIG. 4 is a diagram showing an operation completion state of the apparatus of FIG.
上述した本発明の構成によれば、ソケット12が、リニアガイド14により嵌合穴13の軸心Yまわりの回転を阻止しながら軸心Yに沿って移動可能に案内され、かつ付勢装置16によりトルク伝達部分3に向けて付勢されているので、図3に示すように、ロボットのロボットハンド8,9によりワーク1のトルク伝達部分3をソケット12の嵌合穴13に向けて同心に移動(この例では鉛直に下降)することにより、トルク伝達部分3と嵌合穴13の周方向位置(位相)が一致していれば、トルク伝達部分3が嵌合穴13に嵌合し、図4に示すように、軸心まわりに回転しないソケット12により、トルク伝達部分3の共回りを停止させることができる。
According to the configuration of the present invention described above, the
また、トルク伝達部分3と嵌合穴13の周方向位置(位相)が一致しない場合には、図3に示すように、トルク伝達部分3がソケット12に当接して下方に移動し、ソケット12を付勢装置16の付勢力に抗して後退(下降)させながら、同時にトルク伝達部分3がナット4と共回りするので、トルク伝達部分3と嵌合穴13の周方向位置(位相)が一致した瞬間に、図4に示すように、トルク伝達部分3に嵌合穴13が付勢力で嵌合して上昇し、ソケット12によりトルク伝達部分3の共回りを停止させることができる。
If the circumferential position (phase) of the
すなわち、ワーク1を搬入した時点で軸下端の六角柱形状3とソケット12の位相が合っていない場合,ワーク自重により付勢装置16(圧縮バネ)が縮み,ソケット12は下方に移動する。ナット締めを開始すると軸が供回りし,六角柱形状3とソケット12の位相が合ったところでソケット12が上方に動き六角柱形状3に嵌合する。その後は軸の回転が拘束され,確実な締付が行なわれる。
That is, when the
また、ワーク1のトルク伝達部分3をソケット12の嵌合穴13と同心に案内するワークガイド18を備えることにより、ワークのトルク伝達部分3とソケットの嵌合穴13を容易に同心に案内し保持することができる。
Further, by providing a
さらに、上記ワーク支持ピン20を備えることにより、トルク伝達部分3がソケット12に当接して下方に移動する距離を制限し、その位置でトルク伝達部分3の共回りを継続させて、トルク伝達部分3と嵌合穴13の周方向位置(位相)が一致する頻度を高め、確実にトルク伝達部分3に嵌合穴13を付勢力で嵌合させて、ソケット12によりトルク伝達部分3の共回りを停止させることができる。
Furthermore, by providing the
従って、共回りを防止するためにワーク1に設けられているトルク伝達部分3(例えば六角柱形状)を、これと嵌合する嵌合穴13を有するソケット12に回転方向の位相を合わせてロボットで容易に嵌合することができ、これにより、ワークのネジ部に螺合したナットを締め付ける際に、ワークに作用する締め付けトルクによりトルク伝達部分の共回りを容易かつ確実に防止して、確実な締結を実現することができる。
Therefore, the torque transmission portion 3 (for example, hexagonal column shape) provided in the
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, a various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention.
1 ワーク、2 雄ネジ部分、
3 トルク伝達部分(六角柱形状)、4 ナット、
5a モータ回転子、5b 回転軸、
6 モータ固定子、7 プーリまたはギヤ、
8,9 ロボットハンド、
10 自動ネジ締め装置用治具、
11a メインボデイ、11b サブボデイ、
12 ソケット、13 嵌合穴、
14 リニアガイド(スプラインとスプラインナット)、
15 ストッパ板、16 付勢装置(圧縮コイルバネ)、
18 ワークガイド、20 ワーク支持ピン
1 work, 2 male screw part,
3 Torque transmission part (hexagonal column shape), 4 nut,
5a motor rotor, 5b rotating shaft,
6 Motor stator, 7 Pulley or gear,
8,9 Robot hand,
10 Jig for automatic screw tightening device,
11a main body, 11b subbody,
12 sockets, 13 mating holes,
14 Linear guide (spline and spline nut),
15 stopper plate, 16 biasing device (compression coil spring),
18 Work guide, 20 Work support pin
Claims (3)
前記トルク伝達部分と嵌合してトルク伝達部分の回転を停止させる嵌合穴を有するソケットと、
該ソケットを嵌合穴の軸心まわりの回転を阻止しながら軸心に沿って移動可能に案内するリニアガイドと、
前記ソケットを前記トルク伝達部分に向けて付勢する付勢装置とを備え、
前記ソケットは、前記嵌合穴の内側を嵌合穴の軸心に沿って延びる貫通穴を有し、
さらに、前記トルク伝達部分が嵌合穴に嵌合しないときに、トルク伝達部分と当接してそのソケット側への移動を阻止するワーク支持ピンを備える、ことを特徴とする自動ネジ締め装置用治具。 A jig for an automatic screw tightening device, wherein a work has a male screw part and a torque transmission part on the same axis, and prevents the torque transmission part from rotating together when tightening a nut screwed into the male screw part. ,
A socket having a fitting hole that engages with the torque transmitting portion and stops rotation of the torque transmitting portion;
A linear guide that guides the socket movably along the axis while preventing rotation about the axis of the fitting hole;
An urging device that urges the socket toward the torque transmitting portion ;
The socket has a through hole extending along the axis of the fitting hole inside the fitting hole,
And a workpiece support pin that contacts the torque transmission portion and prevents movement to the socket side when the torque transmission portion is not fitted in the fitting hole. Ingredients.
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