JPH01193132A - 締付装置におけるねじ込み開始検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ボルト又はナツトからなる固定側の被締付具
に締付けるナツト又はボルトからなる締付具を回転不能
に保持するホルダが設けられ、前記締付具が前記被締付
具に接当する締付開始状態に操作するように、前記ホル
ダを移動操作するホルダ操作手段が設けられ、前記ホル
ダは、前記締付具の前記被締付具へのねじ込みに伴って
前記被締付具側へ移動される状態で、及び、回転自在な
状態で前記ホルダ操作手段に支持され、前記ホルダを回
転駆動する回転駆動手段が設けられた締付装置における
ねじ込み開始検出装置に関する。

〔従来の技術〕

上記締付装置は、例えば自動車ボディーに下回り部材を
組付けるラインにおいて、セツティングされた自動車ボ
ディーと下回り部材とを締付固定するのに使用される等
、主として、各種の組立ラインにおいて使用されること
になる。

つまり、下回り部材等の組付は対象物品が組付けられる
自動車ボディー等の本体側には、固定側の被締付具とし
てのボルト又はナツトが予め付設され、組付は対象物品
には、ボルト挿通孔が予め形成されることになる。そし
て、本体と組付は対象物品とを組付けに適する状態にセ
ツティングしたのち、ホルダに保持させた締付具として
のナツト又はボルトを被締付具にねじ込ませることにな
り、そのねじ込みの具体的な手順は次の通りである。

先ず、ホルダ操作手段によってホルダを移動操作して、
締付具が被締付具に接当する締付開始状態にする。

次に、回転駆動手段によってホルダを回転操作じて、締
付具を被締付具にねじ込ませることになる。

ところで、このような締付装置においては、ホルダの回
転駆動に伴って、締付具の被締付具へのねじ込みが適正
通り開始されたことを検出することが望まれる。つまり
、ホルダによる締付具の保持姿勢が適正姿勢から外れて
いたり、締付具や被締付具が不良品であると、締付具を
回動させても、ねじ込み開始が適正通り行われないこと
があり、それを検出したい要望がある。

かかる要望を満足させる手段として、ねじ込みが開始さ
れると、ホルダの駆動トルクが大になることを予想して
、ホルダの駆動トルりの検出情報に基づいてねじ込み開
始を検出させることが考えられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ホルダの駆動トルクは、ネジ込み開始に伴って増大する
傾向にあるものの、適正なねじ込み開始時にはその増大
量は極めて微少なものである。そして、ねじ込みが適正
に開始されない状態においても、締付具を被締付具に接
触させながらホルダを回転させるのに、かなりの駆動ト
ルクを要することがある。

従って、ホルダの駆動トルクを検出して、その検出情報
に基づいてねじ込み開始を検出させようとすると、誤検
出を多発する虞れがあり、適確な検出を行えないものと
なる。

本発明は、上記実情に鑑み為されたものであって、その
目的は、ねじ込み開始を適確に検出できるようにする点
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による締付装置におけるねじ込み開始検出装置の
特徴構成は、締付具が被締付具に接当する締付開始状態
に操作されたホルダが前記被締付具側へ設定量移動した
ことを検出する移動検出手段が設けられている点にあり
、その作用・効果は次の通りである。

〔作　用〕

すなわち、ねじ込みが適正通り開始されると、ねじ込み
に伴ってホルダが被締付側へ移動することを利用して、
締付開始状態に操作されたホルダが被締付具側へ設定量
移動したことを検出ことにより、ねじ込みが適正通り開
始されたことを検出するようにしである。

〔発明の効果〕

従って、ねじ込みに伴って被締付具側へ移動することに
なるホルダの移動の検出により、ねじ込みの開始を検出
するものであるから、ねじ込み開始を適確に検出できる
ようになった。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図に示すように、基台（１）の上部に、組付対象物
品（ａ）が載置され、その組付対象物品（ａ）の上部に
は、その組付対象物品（ａ）が組付けられる本体（Ａ）
が載置されている。

第１図（イ）、　（＋２）、　（７１）にも示すように
、組付対象物品（ａ）には、ボルト挿通孔（２）が形成
され、前記本体（Ａ）には、固定側の被締付具としての
ボルト（３）が止着されている。尚、ボルト（３）の先
端部には、先細り状のナツト案内部（Ｓ）が形成されて
いる。

次に、締付具としてのナツト（４）を前記ボルト（３）
に締付ける締付装置について詳述する。

締付装置は、ナツト（４）を回転不能に保持するホルダ
（５）と、ナツト（４）　が前記ボルト（３）に接当す
る締付開始状態に操作するように、ホルダ（５）を移動
模作するホルダ操作手段（Ｂ）と、ホルダ（５）を回転
駆動する回転駆動手段（Ｃ）とを備えている。

前記ホルダ（５）は、前記ボルト（３）に対する遠近方
向に沿って、前記基台（２）　に付設の筒状部（６）に
スライド自在に支持されるナツト保持部（５Ａ）と、ボ
ルト（３）に対する遠近方向にスライド自在に、且つ、
接近側に付勢された状態で、及び、回転自在な状態で前
記ホルダ操作手段（Ｂ）に支持されるホルダ基部（５Ｂ
）とからなる。そして、第５図にも示すように、ナツト
保持部（５Ａ）の下端部には、角軸状の嵌合部（Ｕａ）
が形成されると共に、ホルダ基部（５Ｂ）の上端部には
、前記嵌合部（Ｕａ）に相対回転不能に嵌合する筒状の
嵌合部（υｂ）が形成されている。

尚、第１図（イ）、　（Ｑ）、　（八）においては、ボ
ルダ（５）を一体物として例示しである。又、図中（４
ａ）は、座金である。

前記ホルダ操作手段（Ｂ）は、板状のホルダ支持枠（７
）を昇降用シリンダ（８）によって上昇移動させること
によって、前記締付開始状態に操作するものであり、詳
しくは、ホルダ支持枠（７）に付設した一対のスライド
棒（９）が、基台（２）に付設の筒状案内体（１０）に
昇降自在に挿入され、昇降用シリンダ（８）のシリンダ
チューブが、基台（２）に止着され、昇降用シリンダ（
８）のピストンロッドが、ホルダ支持枠（７）に連結さ
れている。

前記回転駆動手段（Ｃ）　は、前記ホルダ支持枠（７）
に付設される回転用モータ（１１）を主要部として構成
されるものであって、電動モータ（１１）の出力軸（ｌ
ｌａ）が、前記ホルダ基部（５Ｂ）の下端部に、一体回
転するように嵌合連結されている。

前記ホルダ基部（５Ｂ）について説明を加えると、第５
図に示すように、上方側の筒部（１２）と、それにスラ
イド自在に挿入される輪状部（１３）と、それらを伸長
側に付勢するスプリング（１４）とが設けられており、
もって、ホルダ（５）全体の前記ボルト（３）に対する
遠近方向のスライドが、筒部（１２）の軸状部（１３）
に対するスライドにて許容され、そして、ナツト（４）
のボルト（３）へのねじ込みに伴う、ホルダ（５）全体
の前記ボルト（３）に対する接近側への移動が、スプリ
ング（１４）によって筒部（１３）を付勢することによ
って行われ、さらには、軸状部（１３）が前記出力軸（
ｌｌａ）に連結されることによって、ホルダ（５）全体
がホルダ操作手段（Ｂ）に支持されることになる。

尚、前記筒部（１２）に長孔（１５）が形成されると共
に、その長孔（１５）に係入するビン（１６）が、軸状
部（１３）に取付けられており、これにより、筒部（１
２）のスライド範囲が一定範囲に規制されている。

又、前記ナツト保持部（５Ａ）の長手方向２箇所には、
スプリングによって伸長側に復帰付勢された屈折部（Ｋ
）が設けられており、その屈折部（Ｋ）の屈折作用によ
って、ボルト（３）とナツト（４）との芯ずれを吸収す
るようになっている。

締付装置は以上の様に構成されるものであって、次に、
締付作業手順を説明する。

■　先ず、昇降様シリンダ（８）によってホルダ支持枠
（７）を上昇移動させて、ナツト（４）がポル（３）　
に接当する締付開始状態に操作する。

（第１図（イ）、　（０）参照） 但し、ホルダ支持枠（７）の上昇移動に伴って、先ずホ
ルダ基部（５Ｂ）が上昇移動してナツト保持部（５＾）
に嵌合し、そののちは、ホルダ基部（５Ｂ）とナツト保
持部（５Ａ）とが一体となって上昇移動することになる
。ちなみに、ホルダ基部（５Ｂ）を上昇移動させた際に
、ナツト保持部（５Ａ）の嵌合部（Ｕａ）とホルダ基部
（５Ｂ）の嵌合部（ｕｂ）とが、適正回転位相から外れ
ていると、ホルダ基部（５Ｂ）とナツト保持部（５＾）
とは、接当状態で上昇移動することになる。

■　次に、回転用モータ（１１）によってホルダ（５）
を回転駆動させて、ナツト（４）をボルト（３）に締付
けることになる。（第１図（ハ）参照）但し、上述の如
く、ナツト保持部（５Ａ）の嵌合部（ｔｌａ）とホルダ
基部（５Ｂ）の嵌合部（ｔｌｂ）とが嵌合していない場
合には、回転用モータ（１１）にてホルダ基部（５Ｂ）
が回転されるに伴って、先ず両液合部（Ｕａ）、　（Ｕ
ｂ）が嵌合し、次に、ナツト保持部（５Ａ）がホルダ基
部（５Ｂ）と一体回転することになる。

ちなみに、上記締付開始状態に右いては、ホルダ（５）
のホルダ基部（５Ｂ）が付勢力に抗して短縮された状態
となっており、その復帰付勢力が、ナツト（Ｂ）の締付
けに伴うホルダ（５）のボルト側への移動操作や、上述
の如くホルダ基部（５Ｂ）の回転に伴って両液合部（ｔ
ｌａ）、　（ｔｌｂ）を嵌合させる際の移動操作を行う
ことになる。

次ニ、前記ナツト（４）のボルト（３）に対するネジ込
み開始を検出するネジ込み開始検出装置について説明す
る。

このねじ込み開始検出装置は、前記締付開始状態に操作
されたホルダ（５）がボルト（３）側へ設定量（例えば
１〜２ｍｍ）移動したことを検出する移動検出手段（Ｄ
）によって構成されている。

この移動検出手段（Ｄ）は、第３図及び第４図にも示す
ように、前記ホルダ支持枠（７）に付設の筒状ガイド（
１７）にスライド自在に挿入され、且つ、スプリング（
１８）によって突出付勢されたセンサロッド（１９）と
、そのセンサロッド（１９）の先端部に付設のブラケツ
）　（２０）に支承された高周波発振式の近接センサ（
２１）と、前記ナツト保持部（５Ａ）の下端部に付設し
た金属製検出片（２２）と、センサロッド（１９）をス
プリングの付勢力に抗して押圧保持するロック手段とし
てのロックシリンダ（２２）とからなる。

そして、前記締付開始状態にホルダ（５）　が操作され
るに伴って、検出片（２２）との接当より付勢力に抗し
て後退移動されたセンサロッド（１９）を、ロックシリ
ンダ（２３）の作動により保持し、前記回転用モータ（
１１）の回転駆動により、ホルダ（５）が設定量移動す
るに伴う検出片（２２）の移動を、近接センサ（２１）
により検出させるようにしである。

次に、締付装置の制御作動について説明を加える。

第６図に示すように、マイクロコンピュータ利用のコン
トローラ（）Ｉ）が設けられ、そのコントローラ（Ｈ）
に、前記近接センサ（２１）の検出情報、前記回転用モ
ータ（１１）にてホルダ（５）を回転駆動する際の駆動
トルクを検出するトルク検出センサ（２４）の検出情報
、及び、前記回転用モータ（１１）の回転数を検出する
回転数検出センサ（２５）の検出情報夫々が人力されて
いる。そして、コントローラ（Ｉ（）　は、人力される
検出情報、及び、予め記憶された情報に基づいて、昇降
用シリンダ（８）の制御弁（８Ａ）、回転用モータ（１
１）の駆動回路（ＩＩＡ）、ロック用シリンダ（２３）
の制御弁（２３Ａ）、及び、ブザー、ランプ等の警報装
置（２６）の夫々に、作動指令を出力するように構成さ
れている。

すなわち、第７図のフローチャートに示すように、先ず
、昇降用シリンダ（８）を短縮作動させ、ロック用シリ
ンダ（２３）をロック解除側に作動させる等の初期設定
の処理が実行される。

次に、起動指令が与えられると、締付開始状態にすべく
、昇降用シリンダ（８）を伸長作動させるシリンダ伸長
作動処理が実行され、引続き、ロック用シリンダ（２３
）をロック状態に作動させるロック作動処理が実行され
、その後、回転用モータ（１１）の回転が開始される。

モータ（１１）の回転開始後においては、近接センサ（
２１）の検出情報がチエツクされ、近接センサ（２１）
がＯＦＦでない場合、つまり、ねじ込みが適正通り開始
されていない場合には、回転開始後の回転用モータ（１
１）の回転数が設定数に達しているか否かをチエツクす
る。そして、モータ（１１）の回転数が設定数に達して
いる場合には、ねじ込みを適正通り行えないものとして
、回転用モータ（１１）を停止させると共に、警報装置
（２６）を作動させる処理が実行される。

上述の近接センサ（２１）のチエツクでＯＦＦが判別さ
れた場合、つまり、ねじ込みが適正通り開始された場合
には、駆動トルクが設定値以上であるか、並びに、ねじ
込み開始後の回転用モータ（１１）の回転数がねじ込み
終了近くの設定回転数に達しているかが繰返しチエツク
される。

駆動トルクが設定値以上であることが判別されると、異
物の咬み込み等のトラブル発生であると判断して、上述
の如く、回転用モータ（１１）を停止させると共に、警
報装置（２６）を作動させる処理が実行される。

上述のチエツクで、ねじ込み終了近くまで回転している
ことが判別されると、ねじ込み終了に伴う駆動トルクの
増大をチエツクする。そして、駆動トルクの増大が検出
されると、回転用モータ（１１）を低速で設定数回転さ
せて、増し締めを行う処理が実行される。

〔別実施例〕

上述の実施例では、ホルダ（５）をナツト保持部（５Ａ
）とホルダ基部（５Ｂ）とに分割構成する場合を例示し
たが、ホルダ（５）を一体構成して実施してもよい。ち
なみに、ホルダ（５）をナツト保持部（５Ａ）とホルダ
基部（５Ｂ）とに分割構成する場合には、１つのホルダ
基部（５Ｂ）を複数個のナツト保持部（５Ａ）のホルダ
基部として兼用させることができる。この場合、多関節
アームやＸ−Ｙテーブル等により、ホルダ基部（５Ｂ）
、回転駆動２手段（Ｃ）、ホルダ操作手段（８）の夫々
を、複数個のナツト保持部（５Ａ）に対応する箇所に移
動操作させることは勿論である。

又、上述の実施例では、被締付具としてボルト（３）を
、そして、締付具としてナツト（４）を例示したが、被
締付具としてナツトを用い、そして、被締付具としてボ
ルトを用いてもよいことは勿論である。

移動検出手段（Ｄ）の具体構成は各種変更できる。例え
ば、ホルダ（５）にマークを付設し、マークの位置を検
出する光学的なセンサを設け、そして、締付開始状態に
おけるマークが被締付具側へ設定量移動したことを、セ
ンサの検出情報より判別させるようにしたり、ホルダ（
５）に相対回転自在に外嵌着したブラケットと固定枠と
の間にストロークセンサを介装し、そのストロークセン
サの検出情報に基づいて、ホルダ（５）が被締付具側へ
設定量移動したことを判別させるようにしてもよい。　
　　　　　　　　　　　　　４さらに、ホルダ（５）の
具体構成や、ホルダ（５）をホルダ操作手段（Ｂ）に支
持する具体構成等、各部の具体構成は、使用対象に合わ
せて各種変更できる。例えば、締付具（４）の被締付具
（３）へのねじ込みに伴って、ホルダ（５）を被締付具
（４）側へ移動されるように支持する構造としては、上
記実施例の如く、スプリング（１４）の付勢力を利用す
る他、ＩＪ　ＩＪ−フ弁を備えた流体供給流路に接続さ
れた流体圧シリンダを用いて、ホルダ（５）を被締付具
（３）側へ移動操作できるようにしたり、ホルダ（５）
を回転駆動するに伴って、ホルダ（５）を被締付具（４
）側へ螺進移動させるように、ホルダ（５）を上述実施
例のホルダ支持枠（７）に螺着させるようにしてもよい
。尚、後者の場合には、ホルダ（５）に、伸縮自在で且
つ伸長付勢された伸縮部を備えさせることになる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る締付装置におけるねじ込み開始検出
装置の実施例を示し、第１図（イ）、（０）。 （ハ）はねじ込み開始検出装置の原理構成を示す概略図
、第２図は締付装置の正面図、第３図はセンサロッド装
着部の切欠き正面図、第４図は近接センサ取付部の側面
図、第５図はホルダ基部の切欠き正面図、第６図は制御
構成を示すブロック図、第７図は制御動を示すフローチ
ャートである。 （３）・・・・・・被締付具、（４）・・・・・・締付
具、（５）・・・・・・ホルダ、（１９）・・・・・・
センサロッド、（２１）・・・・・・近接センサ、（２
２）・・・・・・検出片、（２３）・・・・・・ロック
手段、（Ｂ）・・・・・・ホルダ操作手段、（Ｃ）・・
・・・・回転駆動手段、（Ｄ）・・・・・・移動検出手
段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ボルト又はナットからなる固定側の被締付具（３）
   に締付けるナット又はボルトからなる締付具（４）を回
   転不能に保持するホルダ（５）が設けられ、前記締付具
   （４）が前記被締付具（３）に接当する締付開始状態に
   操作するように、前記ホルダ（５）を移動操作するホル
   ダ操作手段（Ｂ）が設けられ、前記ホルダ（５）は、前
   記締付具（４）の前記被締付具（３）へのねじ込みに伴
   って前記被締付具（３）側へ移動される状態で、及び、
   回転自在な状態で前記ホルダ操作手段（Ｂ）に支持され
   、前記ホルダ（５）を回転駆動する回転駆動手段（Ｃ）
   が設けられた締付装置におけるねじ込み開始検出装置で
   あって、前記締付開始状態に操作された前記ホルダ（５
   ）が前記被締付具（３）側へ設定量移動したことを検出
   する移動検出手段（Ｄ）が設けられている締付装置にお
   けるねじ込み開始検出装置。 ２、前記移動検出手段（Ｄ）が、前記被締付具（３）に
   対する遠近方向にスライド自在に、且つ、接近側に付勢
   された状態で前記ホルダ操作手段（Ｂ）に支持されるセ
   ンサロッド（１９）と、そのセンサロッド（１９）に一
   体移動するように付設された近接センサ（２１）と、前
   記ホルダ（５）に一体移動するように付設された検出片
   （２２）と、前記センサロッド（１９）を付勢力に抗し
   てロック保持するロック手段（２３）とからなる請求項
   １記載の締付装置におけるねじ込み開始検出装置。