JPS5933516B2 - 締付け装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はねじ、ボルト、ナツト等の締結部品の締付けＩ
・ルクが常に一定でしかも、設定トルクに正確に一致す
るまでビットが締結部品に係合するようにして締付は作
業を行なう装置に関するものである。

設定トルクに等しい締付はトルクを得る装置として一般
に広（普及しているものに回転駆動源とビットとの間に
機械的なりラッチを配設し、このクラッチの作用により
締付はトルクを設定するものがある。

しかしてこのような装置においては騒音が激しく、締付
はトルクのばらつきが大きい等の問題が多々ある。

またこのような装置の他に電動モータを使用し、これに
かかる負荷電流を検出し、これにより電源を遮断するよ
うにしてオーバトルクがビットに加わるのを防止する装
置もあるが、これは高トルクを必要とする締結部品の締
結には向かずしかも、比較的低いトルクで十分な小ねじ
等の締付けにおいてもねじの座面とワークとの急激な接
触による瞬時の高締付けトルクを受けるから第５図に示
すように設定トルクＴ２よりも高い締付はトルクとなり
、正確な締付はトルクが得られにくい問題がある。

本発明はこのような問題に鑑みて案出されたもので、締
付はトルクと設定トルクが正確に一致し、しかも迅速な
締付は作業を可能にすることを目的とする装置であり、
以下本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明を使用した自動ねじ締め機の一実施例で
あり、このねじ締め機の回転１駆動源は変速モータ１で
ある。

ドライバーＡは支柱２により垂直に支持されている。

支柱２には支持プレート３が固定してあり、支持プレー
ト３の上部と下部にはガイドプレー） ４ ａ ＋ ４
ｂが固定されている。

また支持プレート３にはドライバーＡに昇降動作を与え
る昇降用エアーシリンダ５が固定してあり、コノ昇降用
エアーシリンダ５のピストンロッド５ａの下端はドライ
バーサポート６に連結されている。

ドライバーサポート６は前後に並行に配置したガイドシ
ャフト７．７により案内されており。

このガイドシャフト７．７は前記ガイドプレート４ ａ
、４ ｂに昇降自在に支えられている。

ガイドシャフト７．７にはドライバーサポート６が所定
位置まで上昇するとシャフト７．７も同様に上昇するよ
う止め輪（図示せず）が嵌め込まれている。

ガイドシャフト１，７の上端にはこれらを連結する結連
板８が固定してあり、この連結板８にはガイドシャフト
７．７の下降を制限する調整ストツバ−（図示せず）が
設けられている。

ガイドシャフト７．７の下端にはねじ（図示せず）を１
個宛保持するキャッチャ−９を取付けたキャッチャ−支
持具１０が取付けてあり、キャッチャ−９は前記ドライ
バーＡの中心線上に設けられている。

ドライバーサポート６にはドライバーケース１１が固定
してあり、このドライバーケース１１の上方には変速モ
ータ１が設けられている。

変速モータ１の出力軸１ａは第２図に示すように主動軸
１２に係合しており、この主動軸１２は前記ドライバー
ケース１１に上端が固定されたフランジ管１３に中心線
に沿い回転自在に貫挿されている。

フランジ管１３にはこの管１３のほぼ中央部のねじり歪
を検出する歪ゲージ１４が固着してあり、フランジ管１
３の下端は内面に沿い内歯１５ａを有する外筒１５の上
端に固定されている。

前記主動軸１２の下端には太陽歯車１２ａが形成されて
おり、この歯車１２ａは３個の遊星歯車１６゜１６．１
６を介して外筒１５の内歯１５ａに噛み合っている。

この遊星歯車１６，１６，１６は歯車サポート１７によ
り回転自在に軸支してあり、しかも遊星歯車１６，１６
，１６は太陽歯車１２ａを中心に自公転可能である。

主動軸１２からの回転動力を遊星歯車機構により減速し
て受ける歯車サポート１７の下部には従動軸１８が係合
してあり、従動軸１８は前記ドライバーケース１１の下
端に螺結したガイドスリーブ１９の上部に回転自在に支
持されている。

ガイドスリーブ１９の下部にはビット２０を固定した回
転自在なビットホルダ２１が設けてあり、第３図に示す
ようにこのビットホルダ２１の上部には前記従動軸１８
の下端が遊挿される穴２１ａが穿設されている。

ビットホルダ２１にはこの穴２１ａと連通ずる切欠き窓
が形成してあり、従動軸１８の下端はこの窓２２にピン
２３により係合されている。

切欠き窓２２はピン２３が従動軸１８の回転方向及び上
下方向に移動可能な範囲だけ削設されている。

１８ａは従動軸１８に設けたつば部である。

またビットホルダ２１の上部には調整ナツト２４とこの
ナツト２４を固定するロックナツト２５を螺合してな゛
る調整手段が設けてあり、前記つば部１８ａと調整ナツ
ト２４との間にはスプリング２６が配設されている。

スプリング２６の両端は夫々つば部１８ａと調整ナツト
２４とに係合されており、通常は従動軸１８の回転とは
逆方向にねじりが与えられている。

ビット２０とビットホルダ２１の緩衝力及び推力の強弱
はこのナツト２４を回動し、スプリング２６のねじりを
増減することにより調整される。

次にこの実施例の動作を説明する。

ワーク（図示せず）が載置され、締付は位置が設定され
てキャッチャ−９にねじが１個保持された後、昇降用エ
アーシリンダ５に下降開始の信号が入ると、ドライバー
Ａはキャッチャ−９と共に下降を開始し、ビット２０も
回転を開始する。

この時、変速モータ１は低速回転から徐々に高速となる
。

更にキャッチャ−９が下降してワークに当接する直前に
て停止した後もドライバーＡは下降を続け、ビット２０
はねじの頭部に係合し、ワークにねじ込み作業を開始す
る。

この時すでに変速モータ１は高速定回転に達している。

このようにして変速モータ１が作動し、出力軸１ａが回
転すると、主動軸１２も回転し、主動軸１２に伝わった
回転力は太陽歯車１２ａ、遊星歯車１６，１６，１６及
び外筒１５を介して歯車サポート１７に伝わり、歯車サ
ポート１７は遊星歯車機構により減速されて回転する。

更にこの回転力は従動軸１８に伝達され、従動軸１８に
巻設し、つば部１８ａに上端を係合し、下端を調整ナツ
ト２４に係合してあらかじめねじりが調整されたスプリ
ング２６を介して回転力はビットホルダ２１に伝達され
、ビット２０は回転し、ねじをワークに第４図に示すね
じ込みトルクＴ１にてねじ込む。

ねじがワークにねじ込まれ、ねじ込みトルクが増加し始
めると、スプリング２６のねじりを上まわるトルクがス
プリング２６に作用し、従動軸１８はビットホルダ２１
に対して回転がずれ、第４図の回転角θ１の間だけビッ
ト２０は緩衝作用を受ける。

この回転角θ１は切欠き窓２２．２２の側壁２２ａ 、
２２ａにピン２３が当接するまでの角度である。

この時ねじ込みトルクに対する反力も増加して外筒１５
に作用するから歪ゲージ１４の信号を受けて回転数判定
回路（図示せず）が働き、高速定回転から低速定回転に
変更される。

このようにしてスプリング２６はねじりを上まわるトル
クを受けるからビットホルダ２１は従動軸１８に対して
完全にずれ、ピン２３は第２図のように切欠き窓２２，
２２内を回転方向及び下方へ移動し、側壁２２ａ 、２
２ａに当接・する。

そしてピン２３と側壁２２ａ、２２ａは一体となり、回
転がピン２３から直接ビットホルダ２１に伝達されてビ
ット２０は低速定回転の増締め作用を行なう。

この増締め作用により外筒１５が受ける反力があらかじ
め設定されたトルクＴ２に達すると、締付はトルク設定
回路（図示せず）が働き、変速モータ１は回転し、ねじ
締め作業が終了する。

ねじ締め作業が終了すると、昇降用エアーシリンダ５に
信号が入り、ビット２０はキャッチャ−９内に没入し、
引き続きドライバーＡは上昇し元の位置に戻り、作業は
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っは部
１８ａを有するとともに回転駆動源からの回転力を受け
る従動軸１８の下端をビットホルダ２１の中心線上に穿
設した穴２１ａに回転自在に遊挿し、従動軸１８の下端
に中心線と交差するピン２３を貫挿し、このピン２３を
介して従動軸１８と一体回転可能に係合する側壁２２ａ
をもち、しかもピン２３が回転方向及び」二下方向に移
動可能な範囲だけ削設した切欠き窓２２をビットホルダ
２１に形成し、このビットホルダ２１の上部に調整ナツ
ト２４とこのナツト２４を固定するロックナツト２５を
螺合してなる調整手段を設け、更にこの調整手段により
スプリング２６を任意の位置にて固定するようにし、こ
のスプリング２６を従動軸１Ｂに巻設するとともにスプ
リング２６の上端を前記従動軸１８に係合し、下端を前
記調整手段の調整ナツト２４に係合し、ねじ込み開始時
にはビットホルダ２１にスプリング２６により回転力を
伝達し、締付は時にはビットホルダ２１にピン２３によ
り回転力を伝達するようにし、しかも調整ナツト２４の
螺合によりスプリング２６の長さを定めてねじりを調整
自在にしたものであるから緩衝作用の調整が容易である
。

またスプリングでねじ込みトルクを緩衝しているから締
結部品の座面がワークに密着した時に発生する瞬時の高
締付はトルクを受けることなくねじ込むことができ更に
ビットにスプリングにより推力を与える構成であるから
ビットと締結部品との間の係合が外れたり、ワークの若
干の厚さ誤差が生じても締付は作業に影響を受けること
がない。

しかも緩衝作用が働いて低速定回転となった後、ピンで
ビットホルダを回転させているから、ワークと締結部品
との間にスティックスリップ（付着滑り）が生じず、確
実に第４図に示す設定トルクＴ２にて締付けることがで
きる等の極めて顕著な効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を使用した自動ねじ締め機の実施例を示
す正面図、第２図は要部断面拡大図、第３図は本発明の
要部斜視図、第４図は従動軸とビットホルダの間にトル
ク調整スプリングを配設した本発明に係るねじ込みトル
ク曲線図、第５図は従動軸とビットホルダを直結した従
来のねじ込みトルク曲線図である。 Ａはドライバー、１は変速モータ、１ａは出力軸、２は
支柱、３は支持プレート、４ ａ 、４ ｂはガイドプ
レート、５は昇降用エアーシリンダ、５ａはピストンロ
ッド、６はドライバーサポート、７はガイドシャフト、
８は連結板、９はキャッチャ−１１０はキャッチャ−支
持具、１１はドライバーケース、１２は主動軸、１２ａ
は太陽歯車、１３はフランジ管、１４は歪ゲージ、１５
は外筒、１５ａは内歯、１６は遊星歯車、１７は歯車サ
ポート、１８は従動軸、１８ａはっは部、１９はガイド
スリーブ、２０はビット、２１はピントホルダ、２１ａ
は穴、２２は切欠き窓、２２ａは側壁、２３はピン、２
４は調整ナツト、２５はロックナット、２６はスプリン
グ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転駆動源からの回転力を受ける従動軸１８と、こ
   の軸１８に貫挿したピン２３と、このピン２３に係合す
   る切欠き窓２２を有するとともに前記従動軸１８が遊挿
   されるビットホルダ２１と、このビットホルダ２１の上
   部に設けた調整手段と、上端を従動軸１８に係合すると
   ともに下端を調整手段に係合したスプリング２６とから
   構成し、ねじ込み開始時にはスプリング２６によりビッ
   トホルダ２１に回転力を伝達し、締付は時にはピン２３
   によりビットホルダ２１に回転力を伝達するようにした
   ことを特徴とする締付は装置。 ２ 前記切欠き窓２２はピン２３が回転方向及び上下方
   向に移動可能な範囲だけ削設されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の締付は装置。 ３ 前記従動軸１８はビットホルダ２１の中心線上に穿
   設した穴２１ａに遊挿されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の締付は装置。 ４ 前記調整手段はビットホルダ２１に螺合した調整ナ
   ツト２４とこのナツト２４を固定するロックナツト２５
   とから構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   、第２項又は第３項記載の締付は装置。 ５ 前記スプリング２６は従動軸１８に巻設し、ビット
   ホルダ２１に推力を与えるようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項、第２項、第３項又は第４項記載
   の締付は装置。