JPH02250733A - 自動ねじ締結装置 - 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、椅子や黒板等の被締結部材の被ねじ部に、キ
ャスター等の締結部材のねじ部を自動的にねじ込み、両
者を締結するためのねじ締結装置に関する。

ねじ締結する場合には、雄ねじ部または雌ねじ部のいず
れか一方を適当な保持部材で定位置に保持し、他方をス
パナ−等の締付工具で拘束保持し回転操作することにな
るが、この際両ねじ部にはそれぞれ両ねじ部を保持する
ため保持スペースがなければならないことは当然である
。

本発明は特に、両ねじ部のうちのいずれかのねじ部を保
持する保持スペースが非常に狭い締結部材を被締結部材
にねじ締結する場合に使用されるねじ締結装置に関する
。

（従来の技術） 第６図に示すように、例えばキャスター（自在車輪）１
を椅子等の脚フレーム２にねじ締結する場合に、キャス
ター１に設けたねじ止め用の雄ねじ部３を脚フレーム２
の雌ねじ部７にねじ込むことになるが、この除雄ねじ部
３に対し車輪支持フレーム４はスラスト軸受５を介して
水平回転自在に設けられているため、例えばスパナ−で
雄ねじ部３を保持する場合に上記支持フレーム４は雄ね
じ部３に対してフリー（回転自在）であるから、該支持
フレーム４をスパナ−で保持しても雄ねじ部３を拘束す
ることができない。このため隨ねじ部３を拘束的に保持
するためには、上記支持フレーム４と被締結部材２との
間の非常に狭い保持スペースたる雄ねじ部３と一体の角
軸部６にスパナ−をかけ、被締結部材２の定位置保持の
もとで、スパナ−操作によって締結部材（キャスター）
１の雄ねじ部３を被締結部材（脚フレーム）２の雌ねじ
部７にねじ込み両者を締結するようにしていた。

このように締結部材１に上記支持フレーム４のような障
害物があり、雄ねじ部３を拘束的に保持する保持スペー
スαが非常に狭いため、これらに制約されて両ねじ部を
自動的に締結することが困難であり、従来はスパナ−操
作等の手作業によって両者をねじ締結せざるを得なかっ
た。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、締結、被締結両部材のねじ部のうちいずれか
のねじ部を拘束的に保持する保持スペースが狭く、且つ
障害物があっても、これらに制約されることなく、両部
材を自動的にねじ締結することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の第１は、締結部材
１の雄ねじ部または雌ね、じ部からなるねじ部３を、被
締結部材２の雌ねじ部または雄ねじ部からなる被ねじ部
７にねじ込み、両部材１．２を互にねじ締結する装置で
あって、締結部材は一対のクランプアーム２９，２９に
よってクランプされ、且つクランプアーム２９．２９と
共に回転駆動されるよう支持され、一方被締結部材２は
上記締結部材１のねじ部３に被ねじ部７がねじ込まれた
状態で定位置に保持されるよう構成されてなる構成を採
用するものである。

本発明の第２は、上記構成に加えて、上記一対のクラン
プアーム２９，２９は、回転駆動する回転駆動軸１０の
上端部に開閉自在に枢着されると共に、上記一対のクラ
ンプアーム２９．２９を非クランプ方向たる開放方向に
付勢するばね手段３１を備え、一方回転駆動軸１０の中
空内部を貫通して該駆動軸１０と一体回転するが、該駆
動軸１０に対し独立して昇降駆動する昇降駆動軸１３が
同心状に設けられ、該昇降駆動軸１３の上端部に、上記
一対のクランプアーム２９，２９を上記ばね手段３１の
付勢力に抗してクランプ方向たる閉鎖方向に付勢するカ
ム手段２４が設けられてなる構成を採用するものである
。

本発明の第３は、上記第１または第２の発明の構成に加
えて、上記カム手段２４は、上記一対のクランプアーム
２９，２９をクランプ方向に付勢するための傾斜カム面
！３ａと、クランプ状態を維持するための平坦カム面３
３ｂとからなる構成を採用するものである。

本発明の第４は、上記第１の発明に加えて、−対のクラ
ンプアーム２９．２９にクランプされた締結部材１のね
じ部３がクランプアーム２９，２９と共に回転駆動し、
定位置にある被締結部材２の被ねじ部７に所要の締結状
態にねじ込まれると、クランプアーム２９，２９の回転
駆動力に付勢されて被締結部材２が定位置より変位する
よう保持されると共に、被締結部材２の変位を検知して
クランプアーム２９，２９の回転駆動を停止するための
検知手段３９を設けてなる構成を採用するものである。

本発明の第５は、第２の発明に加えて、回転駆動軸１０
の上端部に締結部材載置台２５を設け、該載置台２５を
挟んで上記一対のクランプアーム２９．２９が開閉自在
に枢着されると共に、両クランプアーム２９，２９に、
上記載置台２５上の締結部材１に対向するようクランプ
爪３０．３０が突設されてなる構成を採用するものであ
る。

（作　用） 締結部材１は一対のクランプアーム２９，２９にクラン
プされた状態でクランプアーム２９，２９と一体に回転
することによってそのねじ部３が定位置に保持された被
締結部材２の被ねじ部７にねじ締結されるようになって
いるため、締結部材１をクランプアーム２９，２９でク
ランプできるだけの保持スペースがあればよく、この状
態でねじ締結時に締結部材１が動揺することなく確実に
クランプアーム２９，２９に拘束された状態でねじ締結
される。

締結部材１と、締結部材１をクランプする一対のクラン
プアーム２９，２９と、カム手段２４を介して上記一対
のクランプアーム２９，２９をクランプ方向に付勢する
昇降駆動軸１３とは共に同軸上で一体回転するようにな
っているため、ねじ締結時に偏心作用等の悪影響を受け
ることがなく円滑なねじ締結作用を発揮する。

締結部材１をクランプする方向に上記一対のクランプア
ーム２９．２９を付勢するカム手段２４には、一定のク
ランプ状態を維持する平坦カム面３３ｂを設けてなるた
め、ねじ締結作業時に締結部材１に負荷する非クランプ
方向の反力を平坦カム面３３ｂでこれに直交する方向に
受支し、カム手段２４及びこれと一体の昇降駆動軸１３
に対しこれらを軸方向に後退、即ち下降せしめるような
反力が負荷することがない。

締結部材１の雄ねじ部３が被締結部材２の雌ねじ部７に
ねじ込まれ、所要のねじ締結力に達すると被締結部材２
が該ねじ締結力に付勢されて変位し、この変位を検知手
段３９で検知してねじ停止作業を停止するようになって
いる。

上記一対のクランプアーム２９．２９を挟んで締結部材
載置台２５を設け、これに載置される締結部材１に対向
するよう上記一対のクランプアーム２９．２９にクラン
プ爪３０．３０を突設してなるため、締結部材１にはク
ランプ爪３０．３０によってクランプされるだけの狭い
保持スペースがあればよい。

（実施例） 第５図は、本発明の一実施例を示すもので、締結部材と
してキャスター１　（第６図）を、これをねじ締結する
被締結部材として椅子や黒板の脚フレーム２を用いる所
謂キャスターねじ締結装置を示す、以下このキャスター
ねじ締結装置を実施例として説明する。

第５図、第１図及び第２図を参照して、９は機枠で、こ
の機枠９の内部には第１図に示すように、内面にスプラ
イン歯を有する中空状の回転駆動軸１０が軸受１１を介
し機枠９と一体の支持桟１２によって直立状態に支持さ
れている。回転駆動軸１０の中空内部には上下に貫通し
てスプライン軸状の昇降駆動軸１３が設けられ、両軸１
０，１３は図示のようにスプライン結合によって両者一
体回転すると共に、昇降駆動軸１３のみが更に昇降でき
るようになっている、即ち昇降駆動軸１３の下端部は、
第２図に示すように軸受ブロック１４によって回転自在
に支持され、一方該ブロック１４には回り止めビン１５
．１５が突設され、該回り止めピン１５．１５を機枠９
に取付けられたガイド枠１６．１６のガイド溝１？、１
７に遊嵌することによって上記ブロック１４は上下動の
み自在に支持されている。

更にガイド枠１６．１６を挟んで空気圧シリンダ１８が
取付けられ、該シリンダのピストンロッド１８ａは軸受
ブロック１４にねじ込まれて一体的に連結されている。

したがって第１図に示すように支持桟１２に取付けられ
たモーター１９の回転駆動力はプーリ２０、ベルト２１
及びブーＩＪ　２２を介して回転駆動軸１０に伝達され
て該駆動軸１０を回転せしめ、同時に回転駆動軸１０の
中空内部の昇降駆動軸１３もスプライン結合のため一体
に回転し、更に昇降駆動軸１３は回転しつつ、空気圧シ
リンダ１８のピストンロッド１８ａに付勢されて軸受ブ
ロック１４を介し回転駆動軸１０から独立して昇降駆動
するようになっている。

昇降駆動軸１３の上端部には、第１図に示すようにカム
手段２４が一体に設けられ、一方回転駆動軸１・０の上
端部には、第１図及び第２図に示すようにカム手段２４
を挟んで上方に延びる締結部材載置台２５が一体に設け
られ、該載置台２５は第５図に示すようにその載置面２
５ａが機枠９の上面より上方に露出し、二〇載置面２５
ａに保持凹所２６や保持台２７を設けて鎖線で示すよう
締結部材またるキャスター１を安定よく載置するように
なっている。

更に締結部材載置台２５には該載置台２５を挟んでその
両側に支軸２８．２８によって一対のクランプアーム２
９，２９が開閉自在に枢着され、両クランプアーム２９
，２９の上端部には扁平板状のクランプ爪３０．３０が
直角方向に突出し、前記載置台２５上のキャスター１に
対向するようになっており、一方両クランプアーム２９
，２９の下部間には上記クランプ爪３０．３０を非クラ
ンプ方向たる開放方向に付勢するばね手段３１が懸架さ
れると共に、両クランプアーム２９，２９の各下端部は
転子３２．３２を介して前記カム手段２４のカム面３３
に当接し、該カム手段２４によって前記ばね手段３１の
付勢力に抗して上記クランプ爪３０．３０をクランプ方
向たる閉鎖方向に付勢するようになっている。なお上記
カム面３３は後述の理由から傾斜カム面３３ａとこれに
続く平坦カム面３３ｂとからなっている。

第３図及び第５図に示すように機枠９の側面には被締結
部たる脚フレーム２の他端部を保持する保持台３５が取
付けられ、この保持台３５には段部３５ａが形成されて
いる。また機枠９の上面には、保持台３５に保持される
脚フレーム２に対向して検知ピン３６が出退自在に、且
つ常時はばね３７に付勢されて突出位置にあるよう支持
ブロック３８に取付けられ、且つ検知ビン３６がばね３
７の付勢力に抗して後退したときにこの後退作動を検知
するリミットスイッチ３９が設けられている。４０は操
作スイッチ、表示ランプ、非常スイッチ等の操作部であ
る。

次に使用方法を説明すると、第１図、特に第２図に示す
ように締結部材たるキャスター１を締結部材載置台２５
に保持凹所２６や保持台２７を利用して安定よく載置し
、次に脚フレーム２の一端部の雌ねじ部７をキャスター
１の雄ねじ部３に若干該ねじ部３に係合するよう載せ、
他端部を保持台３５に段部３５ａに当接するよう載せる
。しかる後、操作部４０の操作により昇降駆動軸１３が
空気圧シリンダ１８に付勢されて上昇し、その上端部の
カム手段２４に付勢されて両クランプアーム２９，２９
は閉鎖方向に移動し、クランプ爪３０３０によってキャ
スター１の両側からその車輪支持フレーム４（第６図参
照）を避けて、狭い保持スペースたる角軸部６（第６図
参照）をクランプする。このクランプ時に注目すべきは
、第１図に示すように、両クランプアーム２９，２９の
下端部の転子３２．３２がカム面３３の傾斜カム面３３
ａから移行して平坦カム面３３ｂに当接支持されている
ことである。両クランプアーム２９゜２９によってキャ
スター１がクランプされると、次に回転駆動軸１０が回
転し、これと一体の締結部材載置台２５、これに載置さ
れるキャスター１、及びキャスター１をクランプする両
クランプアーム２９，２９は一体回転し、キャスター１
の雄ねじ部３は脚フレーム２の雌ねじ部７にねじ込まれ
る。このねじ込み作業に伴って両クランプアーム２９．
２９にはねじ込み反力が作用し、これがために両クラン
プアーム２９，２９の上端部転子３２．３２が傾斜カム
而３３ａに当接支持されておれば、当然に昇降駆動軸１
３を下降方向に押し下げようとする作用が働き、これに
伴ってクランプ爪２９．２９が開こうとするが、これに
対し本実施例によれば上述のようにクランプ時には両ク
ランプアーム２９，２９の転子３２．３２は平坦カム面
３３ｂに当接支持されているため昇降駆動軸１３を押し
下げようとする力は作用せず、クランプ爪３０．３０に
よるクランプ状態を確実に維持することになる。

回転駆動軸１０の回転駆動により雄ねじ部３が雌ねじ部
７にねじ込まれ、所要の締結力に達すると、脚フレーム
２は該締結力によってその後端部が保持台３５の段部３
５ａから離れ、上記締結力による脚フレーム２の変位力
によってばね３７の押圧力に打ち勝った時点で検知ピン
３６を押圧してリミットスイッチ３９を作動させ、この
検知信号によって回転駆動軸１０の回転駆動を停止させ
ると共に、昇降駆動軸１３を下降させ、脚フレーム２に
ねじ締結されたキャスター１を両クランプアーム２９，
２９のクランプ状態から解放し、ねじ締結作業が終了す
る。

本実施例では、締結部材たるキャスター１に雄ねじ部３
を有し、被締結部材たる脚フレーム２に雌ねじ部７を有
する場合のねじ締結装置について説明したが、上述から
明らかなようにキャスター側に雌ねじ部を有し、脚フレ
ーム側に雄ねじ部を有する場合にあっても全く同一条件
のもとてねじ締結することができることは当然である。

（効　果） 本発明の第１によれば、締結部材のねじ部を、被締結部
材の被ねじ部にねじ締結するにあたって、締結部材をね
じ作業するために動揺することなく拘束する保持スペー
スが少ない場合にあっても、従来の手作業によらず自動
的にねじ締結することができ、その作業性が格段に向上
する効果がある。

また本発明の第２によれば、締結部材のクランプと、ね
じ締結のための回転駆動とを同軸上で行うようになって
いるため円滑なねじ締結作業を行うことができると共に
、装置全体をコンパクトに納めることができる。

また本発明の第３によれば、ねじ締結作業時に締結部材
に強力なねじ締結反力が作用しても、締結部材をクラン
プするクランプ力が減退することがなく、安定したクラ
ンプ力を維持することができる。

また本発明の第４によれば、締結部材の被締結部材に対
する締結力を一定に保持することができ、締結不足また
は締結過多をきたすことがない。

さらに本発明の第５によれば、締結部材をねじ作業する
ために動揺することなく拘束するのに支障をきたす障害
物が締結部材に付属していても、これを避けて確実に拘
束することができ、それだけ多種類の締結部材をねじ締
結することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例たるキャスターねじ締結装置
のクランプ状態を示す縦断面図、第２図は第１図の■−
■矢視図、第３図は同平面図、第４図は同装置のキャス
ター非クランプ状態を示す縦断面図、第５図は同装置の
斜視図、第６図はキャスターと脚フレームとのねじ締結
状態を示す説明図である。 １・・・キャスター（締結部材）、２・・・脚フレーム
（被締結部材）、３・・・雄ねじ部、７・・・雌ねじ部
、１０・・・回転駆動軸、１３・・・昇降駆動軸、２４
・・・カム手段、２５・・・締結部材載置台、２９・・
・クランプアーム、３０・・・クランプ爪、３３ａ・・
・傾斜カム面、３３ｂ・・・平坦カム面、３９・・・リ
ミットスイッチ（検知手段）。 出願人　日本プライメタル株式会社 蒙 フ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）、締結部材の雄ねじ部または雌ねじ部からなるね
   じ部を、被締結部材の雌ねじ部または雄ねじ部からなる
   被ねじ部にねじ込み、両部材を互にねじ締結する装置で
   あって、締結部材は一対のクランプアームによってクラ
   ンプされ、且つクランプアームと共に回転駆動されるよ
   う支持され、一方被締結部材は上記締結部材のねじ部に
   被ねじ部がねじ込まれた状態で定位置に保持されるよう
   構成されてなる自動ねじ締結装置。
2. （２）、上記一対のクランプアームは、回転駆動する回
   転駆動軸の上端部に開閉自在に枢着されると共に、上記
   一対のクランプアームを非クランプ方向たる開放方向に
   付勢するばね手段を備え、一方回転駆動軸の中空内部を
   貫通して該駆動軸と一体回転するが、該駆動軸に対し独
   立して昇降駆動する昇降駆動軸が同心状に設けられ、該
   昇降駆動軸の上端部に、上記一対のクランプアームを上
   記ばね手段の付勢力に抗してクランプ方向たる閉鎖方向
   に付勢するカム手段が設けられてなる特許請求の範囲第
   １項記載の自動ねじ締結装置。
3. （３）、上記カム手段は、上記一対のクランプアームを
   クランプ方向に付勢するための傾斜カム面と、クランプ
   状態を維持するための平坦カム面とからなる特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の自動ねじ締結装置。
4. （４）、一対のクランプアームにクランプされた締結部
   材のねじ部がクランプアームと共に回転駆動し、定位置
   にある被締結部材の被ねじ部に所要の締結状態にねじ込
   まれると、クランプアームの回転駆動力に付勢されて被
   締結部材が定位置より変位するよう保持されると共に、
   被締結部材の変位を検知してクランプアームの回転駆動
   を停止するための検知手段を設けてなる特許請求の範囲
   第１項記載の自動ねじ締結装置。
5. （５）、上記回転駆動軸の上端部に締結部材載置台を設
   け、該載置台を挟んで上記一対のクランプアームが開閉
   自在に枢着されると共に、両クランプアームに、上記載
   置台上の締結部材に対向するようクランプ爪が突設され
   てなる特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記
   載の自動ねじ締結装置。