JPH068073A - ネジ締め付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボルトにレンチ部を嵌合させて締め付けを行
い、この後、出来るだけ迅速に嵌合を解いて締め付け動
作を完了する装置を構成する。 【構成】 レンチ部８を締め付け方向に駆動するドライ
ブ軸３とボルトに嵌合するレンチ部８との間に対し、ア
クチュエータ２からの力でドライブ軸３を引き抜き方向
に操作した際にネジ緩め方向への回動力をレンチ部８に
作用させるカム機構Ｃを介装する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ナット、あるいは、ボ
ルトの頭部に対しネジ軸芯に沿う方向から嵌合するレン
チ部を備えると共に、このレンチ部に対しネジ締め付け
方向への回転駆動力を伝えるドライブ軸を連結し、又、
ネジ軸芯方向への移動操作によって、このドライブ軸と
共に前記レンチ部をナット、あるいは、ボルトの頭部か
ら分離させる抜き取り駆動部を備えたネジ締め付け装置
の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のように構成される装置とし
て、自動車、家電製品などの製造ラインに備え付けられ
るものを例に挙げることが可能であり、この種の装置
は、ロボットアーム等と称せられる形態に構成されるも
のが多く、動作時には締め付け対象物（ワーク等）のナ
ット、あるいは、ボルトの頭部に対してレンチ部を嵌合
させ、駆動回転により締め付けを行い、又、締め付け完
了後には、レンチ部の分離を図り、このレンチ部を他の
ボルトの頭部等に嵌合させる動作を行えるよう構成して
多数のボルト等の締め付けを行うように制御される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の装置では、レ
ンチ部を軸芯方向に沿い嵌合方向に付勢するバネを備え
ており、ボルトの頭部等に対して該レンチ部を嵌合させ
る場合には、レンチ部を低速で締め付け方向に回転さ
せ、嵌合位相に達するとバネの付勢力で嵌合状態に設定
し、この後、レンチ部を高速で回転させて締め付けを行
う。又、この締め付け直後にはボルトの頭部等と、レン
チ部とが回転方向に向けて強固に嵌合して固着する状態
（バックトルクの作用状態）に陥るので、レンチ部を緩
め方向に僅かに回転させ固着の解消を図った後、ボルト
の頭部等からレンチ部の分離を図っている。しかし、こ
のようにボルトの頭部等に対するレンチ部の嵌合操作の
ための回転動作、及び、分離操作のための回転動作を必
要とするものでは、これらの動作に多くの時間を要し、
現在用いられている装置では締め付けに必要とする動作
より、これらの動作に多くの時間を費やしているのが現
状である。又、ワークには多数のボルト等を備えるのが
普通であり、前述した動作を行う装置では、全てのボル
ト等の締め付けを完了するまでに長時間を必要とするこ
ととなり改善の余地がある。尚、このような動作形態と
なるものでは、レンチ部の嵌合を行うための低速回転制
御、及び、バックトルク解消のための逆転制御を行うた
めの専用の制御手段を必要とし、更に、嵌合時にレンチ
部を回転させると、比較的高トルクでレンチ部がボルト
の頭部等に接触することから、この頭部等に傷を発生さ
せやすくこれらの不都合を解消することも望まれてい
る。本発明の目的は、ボルトの頭部等の締め付けを出来
るだけ迅速に完了する装置を合理的に構成する点にあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は冒頭に記
したように、ナット、あるいは、ボルトの頭部に対しネ
ジ軸芯に沿う方向から嵌合するレンチ部を備えると共
に、このレンチ部に対しネジ締め付け方向への回転駆動
力を伝えるドライブ軸を連結し、又、ネジ軸芯方向への
移動操作によって、このドライブ軸と共に前記レンチ部
をナット、あるいは、ボルトの頭部から分離させる抜き
取り駆動部を備えたネジ締め付け装置において、前記ド
ライブ軸とレンチ部との間に対し、前記抜き取り駆動部
からの力でドライブ軸を引き抜き方向に操作した際にネ
ジ緩め方向への回動力をレンチ部に作用させるカム機構
を介装してある点にあり、その作用、及び、効果は次の
通りである。

【０００５】

【作用】上記特徴を例えば、図１乃至図４に示すように
構成すると、ボルト等の締め付け後にはネジ軸芯Ｘに沿
ってドライブ軸３を引き抜き方向に作動させることによ
り、カム機構Ｃからの力でレンチ部８に対し緩め方向へ
の回転力が作用してバックトルクの解消と同時に、該レ
ンチ部８をボルトの頭部等から分離できるものとなる。
つまり、本発明ではボルト等を締め付けた後には、ドラ
イブ軸３を単に分離方向に移動させる単一の動作だけ
で、ドライブ軸３を逆転作動させずレンチ部８とボルト
の頭部等の固着を解消すると共に、ドライブ軸３を逆転
作動させる制御が不要になり、しかも、この逆転のため
の時間も必要としない。尚、この構成では、カム機構Ｃ
がドライブ軸３の嵌合方向への操作でレンチ部８を締め
付け方向に回転させ得るので、ボルト等の締め付けを行
う際には、ドライブ軸３と伴にレンチ部８をナット、あ
るいは、ボルトの頭部の方向に向けて移動操作すること
により、このレンチ部８がボルトの頭部等に接触した際
にカム機構Ｃからの力によって嵌合姿勢に達するものと
なり、ドライブ軸３を回転させずにレンチ部８を嵌合姿
勢に設定することが可能となる。

【０００６】

【発明の効果】従って、少なくともバックトルクを解消
する動作を行わずにレンチ部の分離を図って迅速に締め
付けを完了する装置が合理的に構成されたのである。
又、本発明では締め付けを行う電動モータ等のアクチュ
エータに逆転可能なものを用いる必要が無く、又、過剰
な締め付けを抑制するトルクリミッターを一方への回転
に対応するもので済ませ得るという効果も奏する。特
に、本発明では、前述のようにドライブ軸の嵌合側への
作動時にレンチ部を締め付け方向に回転させるようカム
機構を構成した場合には、レンチ部を嵌合姿勢に設定す
るための低速回転を行わずに済み、ナットの頭部等に傷
みを発生させ難くなるという効果を奏する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１に示すように、アーム部１の先端部にアクチ
ュエータ２（抜き取り駆動部に兼用される）によって上
下方向にシフト作動するドライブ軸３を縦姿勢に備える
と共に、このドライブ軸３を駆動する電動モータ４を備
え、ドライブ軸３の下端部にトルクリミッター５、カム
機構Ｃ、軸体６、圧縮コイルバネ７、レンチ部８を備え
てネジ締め付け装置を構成する。図１乃至図４に示すよ
うに、前記カム機構Ｃは筒状に成形されたドライブ軸３
の外周に形成した長孔９に対して、該ドライブ軸３に内
嵌する軸体６のピン１０を挿通して成り、電動モータ４
からの駆動力はギヤ等の伝動機構１１を介してドライブ
軸３に伝えられ、この装置では、ボルト等の締め付け動
作を行う際にはアーム部１の動作でボルト等のネジ軸芯
Ｘにレンチ部８の軸芯を一致させた後、アクチュエータ
２の作動でレンチ部８をボルトの頭部等の側にシフトさ
せることにより、このレンチ部８がボルトの頭部等に接
触した際にカム機構Ｃからの力によって締め付け方向に
僅かに回転して嵌合姿勢に達し、バネ７の付勢力で嵌合
するものとなり、この状態で電動モータ４の高速駆動で
ボルト等の締め付けが完了する。尚、レンチ部８にはボ
ルトの頭部等に嵌合する多角形状の嵌合凹部８Ａを形成
し、又、締め付け時にはトルクリミッター５のよって過
剰な締め付けが解消されるものとなる。この締め付けが
完了した後には、ネジ軸芯Ｘに沿ってドライブ軸３を引
き抜き方向に作動させることにより、カム機構Ｃからの
力でレンチ部８に対し緩め方向への回転力が作用してバ
ックトルクの解消と同時に、該レンチ部８をボルトの頭
部等から分離できるように構成されている。

【０００８】図５乃至図７に示すように、この装置はテ
ーブル１２に備えたクランプ機構のボルト１３を締め付
ける動作を行うよう構成されている。前記クランプ機構
はテーブル１２に固定したフレーム部１４に対してクラ
ンプ金具１５を、縦軸芯周りでの揺動で締め付け姿勢
と、分離姿勢とに切換え自在に支持すると共に、このク
ランプ金具１５を締め付け姿勢に締め付け固定する前記
ボルト１３をフレーム部１４に螺合させ、クランプ金具
１５を分離姿勢から締め付け姿勢に切換えた際にクラン
プ金具１５をワーク１６を挟み込む位置にシフトさせる
一対の案内機構Ｇを備えている。又、この案内機構Ｇは
フレーム部１４の外面に図８及び図９に示す如く形成さ
れた案内溝１７と、この案内溝１７に係入するボール１
８をクランプ金具１５の貫通孔１９に係合支持すると共
に、このボール１８をスリーブ２０で支持している。
尚、このクランプ機構では、クランプ金具１５の貫通孔
１９の部位、ボール１８、案内溝１７、スリーブ２０夫
々を熱処理によって硬度を高めてあり、貫通孔１９の部
位ではＨＲＣ５８〜６２程度に、ボール１８はＨＲＣ５
９〜６２程度に、案内溝１７はＨＲＣ５８〜６２程度
に、スリーブ２０はＨＲＣ４０〜５０程度に設定してあ
り、案内溝１７の深さはボール径の２０パーセント程度
に、案内溝１７の幅をボール径の１．１５〜１．１倍程
度に、貫通孔１９とボール１８とのクリアランスを０．
０２〜０．１ミリメートル程度に設定している。そし
て、このクランプ機構でテーブル１２にワーク１６を固
定する際にはクランプ金具１５を締め付け姿勢に設定し
た状態で、ネジ締め付け装置によって、ボルト１３の頭
部を締め付けて迅速に作業が完了するようになってい
る。

【０００９】〔別実施例〕本発明は上記実施例以外に、
例えば、カム機構をボールと案内溝とで構成することが
可能であり、ドライブ軸の端部にレンチ部を外嵌し、こ
のドライブ軸とレンチ部との間に直接カム機構を介装す
ることも可能であり、又、ワークに備えるボルト、ある
いはナットを締め付けるよう、この装置を用いることの
可能である。

【００１０】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】ネジ締め付け装置の側面図

【図２】カム機構、レンチ部の一部切欠き側面図

【図３】カム機構の断面図

【図４】レンチ部の断面図

【図５】クランプ機構の平面図

【図６】非クランプ状態のクランプ機構の一部切欠き側
面図

【図７】クランプ状態のクランプ機構の縦断側面図

【図８】案内機構の側面図

【図９】案内機構の断面図

【符号の説明】

２ 抜き取り駆動部 ３ ドライブ軸 ８ レンチ部 Ｃ カム機構 Ｘ ネジ軸芯

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年９月３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】図５乃至図７に示すように、この装置はテ
ーブル１２に備えたクランプ機構のボルト１３を締め付
ける動作を行うよう構成されている。前記クランプ機構
はテーブル１２に固定したフレーム部１４に対してクラ
ンプ金具１５を、縦軸芯周りでの揺動で締め付け姿勢
と、分離姿勢とに切換え自在に支持すると共に、このク
ランプ金具１５を締め付け姿勢に締め付け固定する前記
ボルト１３をフレーム部１４に螺合させ、クランプ金具
１５を分離姿勢から締め付け姿勢に切換えた際にクラン
プ金具１５をワーク１６を挟み込む位置にシフトさせる
一対の案内機構Ｇを備えている。又、この案内機構Ｇは
フレーム部１４の外面に図８及び図９に示す如く形成さ
れた案内溝１７と、この案内溝１７に係入するボール１
８をクランプ金具１５の貫通孔１９に係合支持すると共
に、このボール１８を押え部材２０で支持している。
尚、このクランプ機構では、クランプ金具１５の貫通孔
１９の部位、ボール１８、案内溝１７、スリーブ２０夫
々を熱処理によって硬度を高めてあり、貫通孔１９の部
位ではＨＲＣ５８〜６２程度に、ボール１８はＨＲＣ５
９〜６２程度に、案内溝１７はＨＲＣ５８〜６２程度
に、スリーブ２０はＨＲＣ４０〜５０程度に設定してあ
り、案内溝１７の深さはボール径の２０パーセント程度
に、案内溝１７の幅をボール径の１．１５〜１．１倍程
度に、貫通孔１９とボール１８とのクリアランスを０．
０２〜０．１ミリメートル程度に設定している。そし
て、このクランプ機構でテーブル１２にワーク１６を固
定する際にはクランプ金具１５を締め付け姿勢に設定し
た状態で、ネジ締め付け装置によって、ボルト１３の頭
部を締め付けて迅速に作業が完了するようになってい
る。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ナット、あるいは、ボルトの頭部に対し
   ネジ軸芯（Ｘ）に沿う方向から嵌合するレンチ部（８）
   を備えると共に、このレンチ部（８）に対しネジ締め付
   け方向への回転駆動力を伝えるドライブ軸（３）を連結
   し、又、ネジ軸芯方向への移動操作によって、このドラ
   イブ軸（３）と共に前記レンチ部（８）をナット、ある
   いは、ボルトの頭部から分離させる抜き取り駆動部
   （２）を備えたネジ締め付け装置であって、 前記ドライブ軸（３）とレンチ部（８）との間に対し、
   前記抜き取り駆動部（２）からの力でドライブ軸（３）
   を引き抜き方向に操作した際にネジ緩め方向への回動力
   をレンチ部（８）に作用させるカム機構（Ｃ）を介装し
   てあるネジ締め付け装置。