JPH0815064A - 自動ねじ締め機におけるトルク測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】スリーブに簡単に取付けることができて締付ト
ルクがねじに正確に伝達されたか否かを測定する。 【構成】スリーブ７の軸心線上にこれと同心の嵌合部１
１を形成した取付け部材１０を固定し、この取付け部材
１０に固定したカバーケース１３に回転自在な回転筒部
材２０を配置し、回転筒部材２０にこれと一体回転可能
な起歪パイプ３０を内蔵し、起歪パイプ３０に固定部材
４０を係合させて回転を阻止し、回転筒部材２０に試験
部材５０を保持するガイド部２２を形成する。 【効果】測定作業の都度ワークの治具等を取り外す必要
がなく、作業時間が短縮される。また、段取り作業が楽
になる。更に、多軸自動ねじ締め機のように回転駆動源
とドライバビットが回転軸系で接続されていても、ねじ
への伝達締付トルクを直接測定するので、常に正確なト
ルク測定ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は作業サイクル毎に往復移
動し、キャッチャに自動供給されたねじをワークにねじ
締め固定する自動ねじ締め機において、キャッチャを取
付けるスリーブに取付け可能で且つ回転駆動源からの締
付トルクがドライバビットからねじに正確に伝達されて
いるか否かを測定するトルク測定装置を関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から自動ねじ締め機の締付トルクを
測定する装置としては、各種の装置があり、図５に示す
ようなトルク測定装置１００が通常よく使用されてい
る。これはねじ締め機のドライバビット、ボックスビッ
ト等の出力部（図示せず）が嵌合するトルク検出部１０
１があり、前記出力部をこれに嵌合してドライバ（図示
せず）の回転駆動源を駆動することによって測定され
る。この測定値はこの装置と一体に設けられた表示部１
０２に表示されるようにしてあり、これによりドライバ
の締付トルクが測定される。自動組立ラインにおいて
は、ライン上のワークの取付け治具を外し、その位置に
前記トルク測定装置１００を固定ハンドル１０３で固定
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ト
ルク測定装置は主として作業者が手で持って操作するハ
ンドタイプのねじ締めドライバを対象に開発されたもの
であり、これを自動組立ラインに使用している多軸自動
ねじ締め機用として夫々のドライバビットの締付トルク
を測定する場合、測定作業の都度ワークを固定する治具
等を一旦取り外してから前記測定装置を治具の位置に取
付け、これに出力軸を嵌合させてドライバを駆動しなけ
ればならない。このため、これに要する作業時間が長く
なり、また、段取り作業に多くの労力が必要であった。
更に、多軸自動ねじ締め機においては、ドライバの出力
軸からドライバビットまでの間が出力伝達軸やユニバー
サルジョイント等の回転軸系を介して夫々接続されてい
るので、特に出力軸に対してドライバビットの位置が同
一軸心線上になく、この軸心からずれた位置にあると、
ドライバビットまでの回転軸系にトルクの伝達損失が生
じて正確な締付トルクが伝達されず、ねじへの締付トル
クの伝達が不足する等の多くの課題を生じている。

【０００４】本発明の第１の目的は上記課題を解消する
とともに簡単な構成で作業時間の短縮を図り、もってコ
ストの低減を可能にし、しかもドライバビットを案内す
るスリーブに簡単に取付けることができ、ねじに加わる
締付トルクを正確に得るトルク測定装置の提供である。
第２の目的は、簡単な構成で機械的トルクを電気信号に
変換可能にしたトルク測定装置の提供である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の目的は、
作業サイクル毎に往復動可能な移動部材６に固定したス
リーブ７に１個宛供給されるねじ５１を保持するキャッ
チャ８を取付け、このスリーブ７とキャッチャ８内に往
復且つ回転自在に内蔵したドライバビット５でワークに
ねじ５１を締付ける自動ねじ締め機において、前記スリ
ーブ７にこれと同一軸心線上に軸心を有する嵌合部１１
を介して取付け部材１０を取付け、この取付け部材１０
の嵌合部１１の反対側に固定したカバーケース１３内に
回転自在な回転筒部材２０を配置し、この回転筒部材２
０に前記ドライバビット５の軸心延長線上に回転中心を
有して軸方向に移動自在で且つ回転筒部材２０に一端が
係合して一体回転可能な起歪パイプ３０を内蔵し、前記
起歪パイプ３０の他端に前記カバーケース１３に固定し
た固定部材４０を係合させて回転を阻止し、一方、前記
回転筒部材２０にねじ５１をねじ込む試験部材５０を固
定するガイド部２２を形成することにより達成される。

【０００６】第２の目的は、回転筒部材２０と起歪パイ
プ３０の係合を回転筒部材２０の内側に形成した内歯２
１と起歪パイプ３０の外側に形成した外歯３１とから構
成することにより達成される。

【０００７】

【作用】締付トルク測定作業において、キャッチャ８を
取付けているスリーブ７からキャッチャ８を取り外し、
この後、このスリーブ７にトルク測定装置の取付け部材
１０の嵌合部１１を固定する。この時、カバーケース１
３内の回転筒部材２０の軸心はスリーブ７の軸心と同心
となっている。次にこの回転筒部材２０のガイド部２２
にねじ５１をねじ込む試験部材５０を保持し、この試験
部材５０にねじ込んだねじ５１に加わるトルクによる起
歪パイプ３０の歪み量からトルクを検出するセンサの電
気信号を導く信号線３５を外部の表示器に接続する。

【０００８】このような状態において、ねじ締め作業開
始のスタート信号が入ると、回転駆動源２が駆動し、続
いてドライバビット５は回転しながら前進する。このよ
うに前進して移動部材６は所定位置で前進を停止する
が、ドライバビット５は更に前進するから試験部材５０
にあらかじめねじ込まれているねじ５１の頭部にドライ
バビット５が係合し、このねじ５１を試験部材５０にね
じ込む。この後、ねじ締め完了状態になると、回転筒部
材２０と起歪パイプ３０は係合しているので、このねじ
締め力を受けて起歪パイプ３０に歪みが生じてこれをセ
ンサが検出し、この電気信号を受けてねじ５１に加わっ
た締付トルクが表示器に表示される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図４に基
づき説明する。図３において、１は機台であり、この機
台１にはねじ締め動作中は回転し、ねじ締めトルクが所
定トルクに達すると、回転を停止する自動変速機（図示
せず）を内蔵する回転駆動源２を固定したドライバ台３
が移動自在に取付けられている。この回転駆動源２には
出力伝達軸４ａとユニバーサルジョイント４ｂとからな
る回転軸系４を介してドライバビット５が連結してあ
り、このドライバビット５は前記ドライバ台３と所定位
置まで一体往復動可能な移動部材６に固定したスリーブ
７内を往復且つ回転自在に内挿されている。このスリー
ブ７の先端にはねじ５１を作業サイクル毎に１個宛保持
するジョー８ｂとこのジョー８ｂを揺動自在に支持する
キャッチャ本体８ａとからなるキャッチャ８が取付けら
れている。

【００１０】また、もう一方のスリーブ７には前記キャ
ッチャ８に代え、トルク測定装置が取付け部材１０を介
して取付けてあり、このトルク測定装置はキャッチャ８
を取り除いてからねじ込みあるいは嵌め込み結合される
構成となっている。具体的には、図４に示すように、ド
ライバビット５を回転且つ往復動自在に内蔵するスリー
ブ７の先端に取付け部材１０の一端に形成した嵌合部１
１に嵌め込んであり、この嵌合部１１はボルト１２で固
定されている。この取付け部材１０の他端には図１及び
図２に示すように、内側が円筒状に形成されたカバーケ
ース１３が固定されている。このカバーケース１３内に
は軸受１４を介して円筒状の回転筒部材２０が支承して
あり、この回転筒部材２０の中心は前記スリーブ７の軸
心線上に位置している。

【００１１】更に、回転筒部材２０には、これと一体回
転可能で軸方向に移動自在な起歪パイプ３０が内挿して
あり、この起歪パイプ３０のドライバビット５側の端部
外周には前記回転筒部材２０の内面のドライバビット５
側に形成された内歯２１に係合する外歯３１が形成され
ている。一方、前記起歪パイプ３０の他端には前記外歯
３１と同様の外歯３２が形成してあり、この外歯３２は
前記カバーケース１３の底面に固定した固定部材４０に
形成された内歯４１に係合し、前記起歪パイプ３０の回
転を阻止している。

【００１２】しかも前記回転筒部材２０のドライバビッ
ト５側の端面には前記ドライバビット５によりねじ込ま
れるねじ５１をねじ込む試験部材５０を嵌め込み保持す
るガイド部２２が形成してあり、このガイド部２２は試
験部材５０を挿入するだけで使い勝手がよい。また、起
歪パイプ３０には歪みゲージ３３がセンサとしてその表
面に貼付けてあり、歪みゲージ３３からの信号線３５は
外部に配置した表示器に接続されている。この表示器は
この実施例では、ねじ締め作業用の回転駆動源２に所定
出力を設定する制御ユニット３４であり、この制御ユニ
ット３４から回転駆動源２への入出力線を外し、前記歪
みゲージ３３の信号線３５を接続し、更に、スイッチを
切り換えることにより締付トルクの表示が可能になる。

【００１３】尚、この実施例では、スリーブ７へのトル
ク測定装置の取付けを可能にする取付け部材１０の嵌合
部１１を分割し、これにボルト１２を螺合して固定する
ようにしたが、これに限定されるものではなく、これに
代え、スリーブ７の外周ねじ部に螺合する雌ねじ部を嵌
合部１１の内面に形成し、このねじ嵌合により取付け部
材１０をスリーブ７に固定するようにしてもよい。

【００１４】次にこの実施例の動作を説明する。前記構
成のようにスリーブ７の所定位置に取付け部材１０の嵌
合部１１を嵌め込んでボルト１２で挾持固定してから図
１に示すように、回転筒部材２０のガイド部２２にあら
かじめねじ５１の脚部先端が螺合された状態の試験部材
５０を嵌め込む。この状態において、ねじ締め作業開始
のスタート信号が入ると、回転駆動源２が回転を開始す
るのと同時にドライバ台３と移動部材６が一体となって
所定位置まで前進する。この後、移動部材６があらかじ
め設定された所定位置に達すると、移動部材６は前進を
停止する。一方、ドライバ台３は更に前進してドライバ
ビット５がスリーブ７内を回転しながら前進し、ドライ
バビット５の先端は前記ねじ５１の頭部に係合し、ねじ
５１は試験部材５０にねじ込まれる。

【００１５】このようにしてねじ５１の座面が試験部材
５０に着座し、回転駆動源２の回転が試験部材５０から
回転筒部材２０に伝達され、この回転筒部材２０の内面
の内歯２１から起歪パイプ３０の外歯３１にこの回転力
が伝達されるから他端が固定部材４０に係合して回転が
阻止されているこの起歪パイプ３０に歪みが発生し、こ
れに貼付けられている歪みケージ３３から電気信号が信
号線３５を介して表示器としての制御ユニット３４に伝
達され、この時の締付トルクが表示される。そして、こ
の締付トルクが設定トルクの範囲になっていれば締付ト
ルクは適正と判断される。一方、所定時間が経過する
と、回転駆動源２の回転が停止し、続いて移動部材６と
ドライバ台３は後退し、元の位置に復帰して作業が完了
する。

【００１６】次にこの多軸自動ねじ締め機の他の回転軸
系４のねじ締めトルクを測定する場合は、既に測定した
回転軸系４のスリーブ７に嵌合固定している取付け部材
１０の嵌合部１１を取り外し、これを次に測定するスリ
ーブ７にキャッチャ８を取り外して固定する。続いてね
じ５１の脚部をあらかじめねじ込んだ試験部材５０を前
記ガイド部２２に挿入してから前記と同様にスタート信
号が入ると、以上の動作が開始されてねじ締めトルクの
測定が行われる。尚、この実施例では、センサを歪みゲ
ージ３３としたが、これを磁気で測定する磁歪センサと
してもよく、また、取付け部材１０を交換することによ
り、各種のねじ締め機にも対応できる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明した実施例から明らかなよう
に、本発明は多軸自動ねじ締め機のスリーブ７先端のキ
ャッチャ８に代え、トルク測定装置を取付け部材１０を
介して同一軸心線上に嵌合固定しているので、自動組立
ラインに使用している多軸自動ねじ締め機の夫々のドラ
イバビットの締付トルクを測定する場合、測定作業の都
度ワークを固定する治具等を取り外す必要がなくなる。
更に、キャッチャに代えトルク測定装置をスリーブに取
付けるだけなので、これに要する作業時間が短縮され
る。また、従来のトルク測定装置で段取り作業に必要で
あった多くの労力が不要になる。更に、多軸自動ねじ締
め機のようにドライバの出力軸からドライバビットまで
の間が出力伝達軸やユニバーサルジョイント等の回転軸
系を介して接続されていても、ねじへ伝達される締付ト
ルクが直接測定されるので、常に正確な締付トルク測定
が可能になる。また、このトルク測定装置はスリーブに
直接固定するだけでよいので、作業能率が向上するとと
もにトライバビットと回転筒部材との心合わせをその都
度行う必要がない。しかも起歪パイプと回転筒部材との
係合は外歯と内歯で回転方向が規制されているので、測
定装置の組立てが簡単である等の特有の効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す要部拡大断面正面図であ
る。

【図２】ドライバビットとスリーブを除いた図１のＡ−
Ａ線要部断面図である。

【図３】多軸自動ねじ締め機の全体斜視図である。

【図４】トルク測定装置をスリーブに取付けた要部拡大
斜視図である。

【図５】従来例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 機台 ２ 回転駆動源 ３ ドライバ台 ４ 回転軸系 ４ａ 出力伝達軸 ４ｂ ユニバーサルジョイント ５ ドライバビット ６ 移動部材 ７ スリーブ ８ キャッチャ ８ａ キャッチャ本体 ８ｂ ジョー １０ 取付け部材 １１ 嵌合部 １２ ボルト １３ カバーケース １４ 軸受 ２０ 回転筒部材 ２１ 内歯 ２２ ガイド部 ３０ 起歪パイプ ３１ 外歯 ３２ 外歯 ３３ 歪みゲージ ３４ 制御ユニット ３５ 信号線 ４０ 固定部材 ４１ 内歯 ５０ 試験部材 ５１ ねじ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業サイクル毎に往復動可能な移動部材
   ６に固定したスリーブ７にねじ５１を保持するキャッチ
   ャ８を取付け、このスリーブ７とキャッチャ８内に往復
   且つ回転自在に内蔵したドライバビット５でワークにね
   じ５１を締付ける自動ねじ締め機において、 前記スリーブ７にこれと同一軸心線上に軸心を有する嵌
   合部１１を介して取付け部材１０を取付け、この取付け
   部材１０の嵌合部１１の反対側に固定したカバーケース
   １３内に回転自在な回転筒部材２０を配置し、この回転
   筒部材２０に前記ドライバビット５の軸心延長線上に回
   転中心を有して軸方向に移動自在で且つ回転筒部材２０
   に一端が係合して一体回転可能な起歪パイプ３０を内蔵
   し、起歪パイプ３０の他端に前記カバーケース１３に固
   定した固定部材４０を係合させて回転を阻止し、一方、
   前記回転筒部材２０にねじ５１をねじ込む試験部材５０
   を固定するガイド部２２を形成したことを特徴とするト
   ルク測定装置。
2. 【請求項２】 回転筒部材と起歪パイプの係合は回転筒
   部材２０の内側に形成した内歯２１と起歪パイプ３０の
   外側に形成した外歯３１とから構成されていることを特
   徴とする請求項１記載のトルク測定装置。