JPH025537B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はねじ及びボルト等のフアスナー部品を
ワークに締付ける機械において、ねじ締め作業サ
イクルタイムを短縮するようにした自動ねじ締め
機に関するものである。

従来から一般に広く普及している自動ねじ締め
機は第１図及び第２図に示すようなものであり、
この概略を説明すると、支柱１にはピストンシリ
ンダ２を固定した取付板３が固定され、この取付
板３には支持板４を移動自在に案内するとともに
下端にキヤツチヤー台５を固定した２本のガイド
軸６，６が上下方向に貫通している。支持板４に
はトルククラツチ（図示せず）を内蔵するモータ
７が固定してあり、このモータ７の回転は回転軸
系８を介して下方の前記キヤツチヤー台５に固定
したキヤツチヤー９内に回転且つ移動自在に設け
たドライバービツト（図示せず）に連結されてい
る。前記ピストンシリンダ２は支持板４に作用す
る構成であり、前記キヤツチヤー台５は支持板４
に吊り下げるようにしてあり、この支持板４とキ
ヤツチヤー台５との間に圧縮ばね１０が巻設され
ている。

このため、第３図イに示すようにキヤツチヤー
９内にねじ１１が供給された後、スタート信号が
入ると、モータ７が回転し、同時にピストンシリ
ンダ２が支持板４に作用し、支持板４、ガイド軸
６，６及びキヤツチヤー台５は一体となつてキヤ
ツチヤー先端がワーク１３に当接する直前まで移
動する。この間、キヤツチヤー９は第３図ロに示
すように、ねじ１１とドライバービツト１２との
間隔を保つたまま移動する。このように移動して
キヤツチヤー９の先端が第３図ハに示すようにワ
ーク１３に接近する位置まで移動してキヤツチヤ
ー９が停止すると、ドライバービツト１２は更に
前進して第３図ニに示すようにねじ１１の頭部に
当接し、ねじ１１はワーク１３に押付られ、ねじ
１１は第３図ホに示すようにワーク１３に締付け
られる。このようにしてねじ締め作業が終了する
と、キヤツチヤー９が後退し、続いてドライバー
ビツト１２も後退し、ねじ締め作業サイクルは完
了するものである。

しかしながら、このねじ締め機はピストンシリ
ンダがねじ締めユニツトとドライバービツトの両
方の往復駆動源を兼ねているため、このピストン
シリンダの動作速度をねじ締め作業のドライバー
ビツトの移動速度にあらかじめ調整しなければな
らず、このため、ねじ締め作業サイクルタイムを
短縮することはできなかつた。またこのねじ締め
サイクルタイムを短縮するために高速回転モータ
を使用する方法もあるが、高速回転にすると、ね
じをワークに締付けた場合に締付けトルクの調整
が複雑になり、正確な締付けトルクが得られない
等の問題がある。

本発明はこのような問題を解消し、短時間で正
確な締付けトルクでねじ締め作業ができ且つ構造
簡単な自動ねじ締め機を提供することを目的とし
て案出されたものであり、以下第４図乃至第７図
により本発明の実施例を説明する。

第４図は本発明の一実施例として定置式の自動
ねじ締め機を示すものであり、１は取付板３を固
定した支柱である。取付板３の上端には第１の往
復駆動手段としての第１のピストンシリンダ２１
が固定してあり、このピストンシリンダ２１のピ
ストンロツド２１ａには取付板３と平行に移動自
在に設けられたガイド軸６が一体移動可能に連結
されている。このガイド軸６にはねじ締めユニツ
ト２０を構成し、トルククラツチ（図示せず）を
内蔵するモータ７を固定した支持板４が軸方向に
移動自在に取付けてあり、ガイド軸６の先端には
ねじを１個宛保持するよう一対のジヨー９ａを有
するキヤツチヤー９を取付けたキヤツチヤー台５
が固定されている。このキヤツチヤー９にはドラ
イバービツト（図示せず）が往復且つ回転自在に
遊挿してあり、ドライバービツトはモータ７から
の回転が伝達されるような回転軸系８を介して連
結されている。またキヤツチヤー台５にはガイド
軸６に沿い支持板４に移動動作を与える第２の往
復駆動手段としての第２のピストンシリンダ２２
が固定してあり、このピストンシリンダ２２のピ
ストンロツドダ２２ａは支持板４に固定されてい
る。この実施例ではキヤツチヤー台５に第２のピ
ストンシリンダ２２を固定したが、これに代えて
支持板４に第２のピストンシリンダ２２を固定
し、キヤツチヤー台５にピストンロツド２２ａを
固定してもよい。

この構成において、第５図イに示すように一対
のジヨー９ａにねじ１１が１個保持された後、ス
タート信号が入ると、モータ７が回転を開始し、
同時に第１のピストンシリンダ２１と第２のピス
トンシリンダ２２が夫々前進動作を開始する。こ
の第１のピストンシリンダ２１によりガイド軸６
が一体移動するため、キヤツチヤー台５も前進
し、更に第２のピストンシリンダ２２により支持
板４もガイド軸６に沿い前進するからキヤツチヤ
ー９が前進するとともにドライバービツト１２は
第５図ロに示すようにキヤツチヤー９内を前進す
る。この支持板４の移動速度は前記モータ７の回
転数とねじ１１のピツチによりあらかじめ設定さ
れた速度で移動するが、キヤツチヤー台５は任意
の設定速度で移動することができる。このため、
キヤツチヤー９の移動速度をU₀とし、ドライバ
ービツト１２自体の移動速度（第２のピストンシ
リンダの動作速度）をU₁とすると、第５図ハに
示すようにねじ１１がワーク１３に当接する直前
で、キヤツチヤー９が停止するまでのドライバー
ビツト１２の速度Ｕ（第５図イ〜ハまでの間）は Ｕ＝U₀＋U₁ となる。このようにして、ねじ１１がワーク１３
に当たり、キヤツチヤー９が移動を停止すると、
第５図ニに示すようにドライバービツト１２は尚
も第２のピストンシリンダ２２によりキヤツチヤ
ー９内を前進し、ねじ１１の頭部にドライバービ
ツト１２が係合し、ワーク１３にねじ１１を締付
ける。この後、モータ７が回転を停止して第１の
ピストンシリンダ２１が後退動作し、キヤツチヤ
ー台５が後退するとともに第２のピストンシリン
ダ２２も後退して元の位置へ戻り、ねじ締め作業
サイクルが完了する。

また第６図は本発明の他の実施例であり、これ
は現在組立作業に広く普及している産業用ロボツ
トのアーム３１の先端にねじ締めユニツト３０を
取付けたものである。３２はアーム３１の先端に
取付けたブラケツト３３に対して移動自在に貫挿
したガイド軸であり、このガイド軸３２には平行
に軸方向にねじ山を形成した主軸３４が設けられ
ている。この主軸３４は前記アーム３１に固定し
たモータ３５により駆動可能であり、モータ３５
と主軸３４は第１の往復駆動手段を構成してい
る。主軸３４とガイド軸３２は一体移動可能に両
端が互いに連結されている。これらガイド軸３２
と主軸３４の先端にはねじ締めユニツト３０の内
筒３６を固定するロツク手段３７が取付けてあ
り、この内筒３６にはこれを覆う外筒３８が配置
され、この内筒３６と外筒３８は伸縮自在に構成
されている。この外筒３８にはねじ締め駆動する
モータ（図示せず）が内蔵されており、この外筒
３８の後端には第２の往復駆動手段として前記内
筒３６に固定したピストンシリンダ３９のピスト
ンロツド３９ａが固定されている。

このため、アーム３１がワーク１３のねじ締め
位置上に達した後、スタート信号が入ると、モー
タ３５が作動し、ねじ締めユニツト３０は前進す
る。同時にピストンシリンダ３９も縮退動作する
ため、内筒３６と外筒３８が縮退動作し、ドライ
バービツト１２はキヤツチヤー９内を回転しなが
ら前進する。この転、キヤツチヤー９内のねじ１
１がワーク１３に当接すると同時にドライバービ
ツト１２がねじ１１に当接するようあらかじめ調
整されているため、ワーク１３にねじ１１が締付
けられ、ドライバービツト１２は回転を停止し、
ねじ締め作業が終了する。この後、ピストンシリ
ンダ３９とモータ３５は後退動作を行うため、ね
じ締めユニツト３０は後退してねじ締めサイクル
は完了する。

更に第７図はもう１つの他の実施例であり、ア
ーム３１の先端にねじ締めユニツト４０を移動さ
せる第１の往復駆動手段としての第１のピストン
シリンダ４１が固定されている。このピストンシ
リンダ４１のピストンロツド４１ａの先端には第
２の往復駆動手段としての第２のピストンシリン
ダ４２とガイド軸４３が一体固定されており、こ
のガイド軸４３はアーム３１の先端に固定された
支持部材４４，４４に摺動自在に貫挿されてい
る。このガイド軸４３の先端にはねじ締めユニツ
ト４０の内筒４６が固定されており、前記第２の
ピストンシリンダ４２の先端にはねじ締めユニツ
ト４０のモータ（図示せず）を内蔵する外筒４５
が固定されている。またこのねじ締めユニツト４
０の外筒４５には前記ガイド軸４３が摺動自在に
貫挿されており、ねじ締めユニツト４０の後部外
筒４５と前部内筒４６は伸縮自在である。この内
筒４６の先端にはねじ１１を１個宛保持する一対
のジヨー９ａを有するキヤツチヤー９が取付けて
あり、前記モータから回転を受けるドライバービ
ツト１２によりねじ１１が締付けらられる構成で
ある。

このため、前記実施例と同様にスタチート信号
が入ると、第１のピストンシリンダ４１、第２の
ピストンシリンダ４２及びモータが作動し、ねじ
締めユニツト４０はワーク１３に接近し、ねじ１
１はワーク１３が締付けられる。このようにして
ねじ締め作業が終了すると、前記実施例と同様に
モータは回転を停止し、ねじ締めユニツト４０は
元の位置へ後退し、ねじ締め作業サイクルが完了
する。

以上説明した実施例から明らかなように、本発
明はねじ１１を１個宛保持するキヤツチヤー９及
びこのねじ１１に作用するドライバービツト１２
に回転を伝達するモータからなるねじ締めユニツ
ト２０，３０，４０と、このねじ締めユニツトに
前後動作を与えるとともにこれを支持する第１の
ピストンシリンダ２１，４１あるいはモータ３５
の回転により移動する主軸３４等の第１の往復駆
動手段と、この第１の往復駆動手段と平行に配設
され、この第１の往復駆動手段によりねじ締めユ
ニツト２０，３０，４０とともに一体移動可能で
あつて且つねじ締めユニツト中のモータとドライ
バービツト１２とを前記キヤツチヤーに対して独
立して前後動可能に支持する第２のピストンシリ
ンダ等の第２の往復駆動手段とから構成したもの
である。

このため、ねじが直接キヤツチヤーに作業サイ
クル毎に送られるので、ねじをその都度、取りに
行く必要がなく、連続してねじ締め作業ができ
る。しかもねじ締めユニツトのキヤツチヤーはド
ライバービツトの移動速度即ち、モータの回転と
ねじのピツチとの関係からあらかじめ設定された
ねじ締め速度に関係なく、作業開始位置からキヤ
ツチヤーの先端がワークに接する直前までの位置
の間においてキヤツチヤー速度は任意に早くする
ことができるからねじ締め作業サイクルを短縮す
ることができる。またキヤツチヤーとドライバー
ビツトとを夫々独立して移動させるようにしたた
だけであるから構造が簡単で且つ夫々の移動速度
が任意に変更できる。更にねじ締め作業サイクル
を早くしてもワークにねじを締付ける場合はドラ
イバービツトの速度はねじに応じた速度が得られ
るから確実な締付けトルクが得られる。しかし、
キヤツチヤーとドライバービツトとは移動が夫々
独立しているため、ドライバービツトの移動源と
しての第２の往復駆動手段にキヤツチヤーの自重
が加わることなく夫々迅速に移動することができ
る。また、第１、第２の往復駆動手段はキヤツチ
ヤー、ドライバービツト専用として平行に設けて
あるので、そのストロークを夫々独自に必要な量
だけ設定すればよく、このため機械全体の高さが
低くなり、特に、産業用ロボツトに使用するのに
好適となる等の顕著な効果がある。

尚、以上の実施例において、ねじがドライバー
ビツトに付いたまま後退してキヤツチヤー内に戻
ることがあるが、これはドライバービツトを移動
させる第２の往復駆動手段を第１の往復駆動手段
の動作に対し、遅延するように制御することによ
り防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自動ねじ締め機の概略を示す正
面図、第２図は第１図の側面図、第３図イ〜ホは
従来の自動ねじ締め機におけるキヤツチヤーとド
ライバービツトとの関係を示す動作図、第４図は
本発明の一実施例として定置式の自動ねじ締め機
の概略を示す正面図、第５図イ〜ニは本発明の自
動ねじ締め機におけるキヤツチヤーとドライバー
ビツトとの関係を示す動作図、第６図は本発明の
他の実施例を示す要部正面図、第７図は本発明の
もう一つの他の実施例を示す要部正面図である。 １は支柱、３は取付板、４は取付板、５はキヤ
ツチヤー台、６はガイド軸、７はモータ、８は回
転軸系、９はキヤツチヤー、１１はねじ、１２は
ドライバービツト、１３はワーク、２０はねじ締
めユニツト、２１は第１のピストンシリンダ、２
２は第２のピストンシリンダ、３０はねじ締めユ
ニツト、３２はガイド軸、３４は主軸、３５はモ
ータ、３６は内筒、３７はロツク手段、３８は外
筒、３９はピストンシリンダ、４０はねじ締めユ
ニツト、４１は第１のピストンシリンダ、４２は
ピストンシリンダ、４３はガイド軸、４５は外
筒、４６は内筒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 作業サイクル毎に自動供給されるねじをキヤ
   ツチヤーで一旦保持し、この保持された姿勢のま
   までねじを所定位置まで運び、これをワークに締
   付ける自動ねじ締め機において、 前記キヤツチヤー及びこのキヤツチヤーに保持
   されたねじに作用するドライバービツトに回転を
   与えるよう連結されたモータからなるねじ締めユ
   ニツトと、 このねじ締めユニツトに前後動作を与えるとと
   もにこれを支持する第１の往復駆動手段と、 この第１の往復駆動手段と平行に配置され、こ
   の第１の往復駆動手段によりねじ締めユニツトと
   とともに一体移動可能であつて且つねじ締めユニ
   ツト中のモータとドライバービツトとを前記キヤ
   ツチヤーに対して独立して前後動可能に支持する
   第２の往復駆動手段、 とから構成したことを特徴とする自動ねじ締め
   機。