JPS606365A

JPS606365A - 自動ねじ締め機

Info

Publication number: JPS606365A
Application number: JP10965883A
Authority: JP
Inventors: 石塚　高士
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1983-06-17
Filing date: 1983-06-17
Publication date: 1985-01-14

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】本発明は自動ねじ締め機に係り、特に、ねじ締め不完全
を生じない自動ねじ締め機に関するものである。

従来の自動ねじ締め機で締付はトルクを制御する場合は
、トライバビットを駆動する直流モードルの締付反力に
よって増加する負荷電流を検出し、これをあらかじめ設
定した設定トルクに対応する電気量と比較し、これが一
致した瞬間に直流モードルを停止してドライバビットの
回転を停止させる方法が多用されている。しかしながら
モードル起動時には設定トルクの値によってはこれよシ
も過大な負荷電流が流れるため、モードルが停止してし
まいねじ締め作業ができないということがあった。また
、被締結物がプラスチツォ等の軟質材である場合には主
にタッピンねじを用いて被締結物の下穴に直接めねじ全
形成しながらねじ込まれるので、その締付初期の始動ト
ルクが極めて高く、この始動トルクによってモードルが
停止してしまうことがあり、所定の゛締付はトルクが得
られないで完全なねじの締付けができない等の欠点をも
っていた。

本発明は上記従来技術の欠点を解消し、比較的簡単な構
造改良によって確実に締付けることができる自動ねじ締
め機を捉供することを目的とし、その１１’￥徴とする
ところは、ねじ締め工程中に所定の締付はトルクに達す
ると噛合が離脱する噛合いクラッチと、この噛合いクラ
ッチの離脱を検出する第１の検出手段と、ねじが被締結
物に所定の深さだけねじ込まれたことを検出する第２の
検出手段と、ドライバビットを回転させるためのモード
ル駆動用電源部に第１の検出手段及び第２の検出手段の
信号が一致した時からリセットさせるまで電力の供給を
停止させるごとく作動するスイッチング回路とを有し、
ねじ込み初期１ｃはモードルを停止させず、ねじ込みが
所定寸法以上進行してから締付トルクが設定トルクに達
したときは、モードルの回転を停止させるごとく構成し
たことにある。

第１図は本発明の一実施例である自動ねじ締め機の正面
図である。これは定置式の自動ねじ締め機であり、被締
結物１を下部台上に設置した取付台２にはブラケット４
が水平に支持されており、向きにして固定しである。ま
だ、右の喘部にはねじ供給装ＣＩ！、　３が固定されて
いる。

上記シリンダ５にはドライバヘッド７が固定され、これ
によって電動ドライバ８を保持すると共に、ブラケット
４に固定されドライバヘッド７に貫挿されているガイド
ロッド９を案内にして昇降するように構成されている。

ドライバヘッド７の下端には下死点位置決め用のピン口
が取り付けられ、ブラケット４の下方に取り付けたスト
ツノ（ブロック１４に当接してその下死点を決定してい
る。

また、ストッパブロック１４にはチャックストッパ１５
が固定され、電動ドライバ８が下降するとその先端に取
υ付けたチャックユニット１３がこれに当接する。しだ
がって、ドライバヘッド７と一体に下降するチャックユ
ニット１２はこの位置で停止し、ドライバビット１７が
チャックユニット１３から突出してねじに推力を加える
ように構成されている。

また、ドライバヘッド７にはドッグ１８．１９が取り付
けられ、これによって動作するドライバヘッド上死点確
認用のマイクロスイッチ２０及びねじ深さ検出用マイク
ロスイッチ２１がプレートエ０に取り付けられている。

また、マイクロスイッチ２１はドライバヘッド７と一体
に下降するドライバビット１７がねじを被締結物１にね
じ込み、そのねじ込みがほぼ完了する位置で作動するよ
うに取り付けられている。

第２図は第１図の自動ねじ締め機の断面図、第３図は第
２図のＡ−Ｂ断面図である。第２図において、２２はモ
ードル、２３は遊星歯車機構による減速装置、２４は遊
星歯車機構２３のセカンドアイドルギヤ２３ａを支持す
るセカンドギヤホルダ２５とニードルローラ２６よりな
る固定カムでアシ、ニードルローラ２６は上記セカンド
ギヤホルダ２５の溝２５ａ内に取り付けられている。こ
れについては第３図参照のこと。回転板２７は、ドライ
バビット１７を保持するソケット２８を接続支承（−た
シャフト２９にキー３０と圧入によって結合され、シャ
フト２９と一体となって回転する。回転板２７の穴２７
ａ内にはスチールボール製の可動カム３１が穴２７Ｈの
両端面から出没自在に収納されており、締付力調整用の
コイルスプリング３２の押圧力によシスリーブＡ３３、
ロッド３４、スリーブＢ３５を介して上記固定カム３１
に圧着されている。３６はギヤカバーで上記の各部品を
収納しており、３７はリミットスイッチで、ギヤカバー
３６に固定されており、スリーブＡ３３によりオン−オ
フ状態の切換えが行なわれる。

次に電動ドライバ８の動作を説明する。モードル２２の
回転力は遊星歯車機構２３により減速され、固定カム２
４と可動カム３１よりなる噛合クラッチ及び回転板２７
、シャフト２９、ソケット２８を介してドライバビット
１７に伝達されてねじ等を締付ける。なお、この図には
ねじは示されていない。所定の締付は力に達するとコイ
ルスプリング３２の押圧力に打勝ってスチールボール３
１は軸方向（スリーブＢ３５但１］）に押出されて固定
カム２４との噛合が離脱し、モードル２２の回転力が遮
断される。一方スリーブＡ３３もスリーブＢ３５、ロッ
ド３４を介してコイルスプリング３２側に押し出される
のでリミットスイッチ３７が作動する。

ねじの締付はトルクはアジャストリング３日がトップカ
バー３９にねじ嵌合しており、この嵌合長さを変化させ
てコイルスプリング３２の押圧力ケ変えることにより所
定の締付トルクに調整される。

第４図は第１図の自動ねじ締め機の電気回路図である。

直流電源４１には定電圧電源用の３端子レギユレーク４
２に接続され、４３．４４はダーリントン接続のＮＰＮ
Ｉ−ランジスタであり、モードル２２への電力供給をオ
ンオフする。４５はサイリスタであり、ゲートが付勢さ
れるとモードル２２のアマチュア両端を短絡し発電制動
忙かけるｆＩＩＪｇをする。４６はＲＳフリップフロッ
プであり、電源投入時は常にリセット状態になるように
接続されている。また、そのＱ出力の１″″）ンよイン
バータ５１．５２及び抵抗４７を介してＮＰＮ　）ラン
ジスタ４４のベースに接続され、一方Ｑ出力の１つけ遅
延回路４９を介してＮＰＮ　）ランジスタ５０のベース
に接続されている。５３はアンドゲートで、上記マイク
ロスイッチ２０とねじ締めスタートスイッチ５４が両方
共投入された時、前記ＲＳフリップフロップ４６にセッ
ト信号を印加する。５５はオアゲートであり直列に接続
されたブイクロスイッチ２１とリミットスイッチ３７の
両方がオン状態となった時、またはタイマ５６が信号を
発信した時ＲＳフリップフロップ４６にリセット信号を
印加する。

タイマ５６はＲＳフリップフロップ４６のＱ出力がｒＨ
Ｊに反転した時から一定時間経過した後に「Ｈｊ信号を
発信する、５７は発光ダイオードとホトトランジスタよ
りなるホトθグラで、上記Ｎ　Ｐ　Ｎ　トランジスタ５
０がオン状態になると、サイリスタ４５のゲートを付勢
する。

このように構成された自動ねじ締め機において、この図
には示されていない電源スィッチが投入されると、ＲＳ
フリップフロップ４６はリセット状ｒ１・：・で安定し
、そのＱ出力「Ｌ」が現われてＮＰＮトランジスタ４４
をオフとし、ねじ締イリは開始に４ｉｉｉえるうねじ締
めスタートスイッチ５４を投入するとドライバヘッド７
がその上死点にあり、マイクロス・ｆフチ２０がオンと
なっている１１１だけアンドゲート５３を介り、てＲＳ
フリップフロップ４６（（セノ）（Ｍ号を・印加してＱ
出力’ｉ［ＩＪに反転し、Ｎ　Ｐ　Ｎ　ｌ−ランジスタ
４４のベースを付勢シ、てモードル２２ｆ！：回転させ
る。同時にドライバヘッド下ＶＵ：令回路７１に信号を
送り出し、シリング５を作動六吐でドラ・ｆバヘッド７
、ドライバビット］７を下降させて、被締結物１にねじ
込みを開始する。図には示ｔ−，−ｒいないが例えばタ
ッピンねじ等をねし込１せる。

もしここで初期のねじ込みトルクが所定の締付はトルク
よシ大きくクラッチの噛合いが離脱してリミットスイッ
チ３７が投入されても、ねじ込み深さ検出用のマイクロ
スイッチ２１がオフしているためにリセット信号は印加
されずモードル２２は回転１−続け、噛合クラッチｔ：
ｈ再び係合する。このようにねじ込み初期はたとえクラ
ッチが離脱してもモードル２２は停止することなく、ク
ラッチの保合離脱によるインパクト効果がねじ締付けを
促進する。

ねじ締付けが進みドライバビット１７が下降すると、ド
ッグ１９によりマイクロスイッチ２１が投入される。更
に締付けが進みドライバビット１７が下降してタッピン
ねじの頭部が被締結物に当接して締付はトルクが所定の
値に達すると、噛合いクラッチが離脱してリミットスイ
ッチ３７が投入される。

マイクロスイッチ２１とリミットスイッチ３７がオンす
ると、インバータ６０、オアゲート５５を介してリセッ
ト信号がＲＳフリップフロップに印加され、Ｑ出力がｒ
ＬＪにＱ出力がｒＨＪに反転し、先ずＮＰＮ）ランジス
タ４３．４４をオフとしてモードル２２への電力供給を
遮断する。次にＱ出力は遅延回路４９を介してＮＰＮ）
ランラスタ５００ベースを付勢し、ホトカプラ５７によ
りサイリスタ４５のゲートを付勢し、モートル２２に発
電制動金かけて直ちに回転を停止させる。

これと同時にドライバヘッド上ｌ指令回路７２に信号を
送り出し、シリンダ５ｆ：作動させてマイクロスイッチ
２０をオフとし、マイクロスイッチ２１がオンするまで
ドライバヘット７を上昇させて次のねじ締め作業に備え
る。

ここでタイマ５６はねじ締めスタートスイッチ５４が投
入されてＱ出力が「Ｈ」に反転してから一定時間経過後
もリセット信号が印加されない場合には異常と判定し、
強制的にリセットしてねじ締め作業を中止させるだめの
ものである。

以上説明した如く本実施例の自動ねじ締め機は噛合いク
ラッチの離脱検出手段とねじ込み深さ検出手段により、
成程度以上ねじ込みが進行してから所定の締付はトルク
に達したかどうかの判定を行うようにしているので、モ
ードルの起動時及び被締結物への締付は初期の過大なね
じ込みトルりによってモードルが停止することはない。

また、ねじ込み初期に噛合クラッチが離脱しても保合離
脱を繰返してそのインパクトにより締付けを継続するの
で、初期の過大なねじ込みトルクに対してモードルが過
負荷状態になるととなく、安定したねじ締め作業を行う
ことができるという効果が得られる。

本発明の自動ねじ締め機は、モードルが過大なねじ込み
トルクで停止することなく安定したねじ締め作業を行う
ことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である自動ねじ締め機の正面
図、第２図は第１図の自動ねじ締め機の断面図、第３図
は第２図のＡ−Ｂ断面図、第４図は第１図の自動ねじ締
め機の電気回路図である。１・・・被締結物、２・・・取付台、３・・・ねじ供給
装置、４・・・ブラケット、５・・・シリンダ、６・・
・ピストンロッド、７・・・ドライバヘッド、８・・・
電動ドライバ、９・・・ガイドロッド、１０・・・プレ
ート、１１・・・ビン、１２．１３・・・チャックユニ
ット、１４・・・ストッパブロック、１５・・・チャッ
クストッパ、１６・・・シュー）、１７−・・ドライバ
ビット、１８．１９・・・ドッグ、２０．２１・・・マ
イクロスイッチ、２２・・・モードル、２３・・・遊星
歯車機構、２３ａ・・・セカンドアイドルギヤ、２４・
・・固定カム、２５・・・セカンドギヤ＊ＪＬ＃”、２
５　ａ・・溝、２６・・・ニードルローラ、２７・・・
回転板、２７ａ・・・穴、２８・・・ソケット、２９・
・・シャフト、３０・・・キー、３１・・・スチールボ
ール（可動カム）、３２・・・コイルスプリング、３３
・・・スリー７”Ａ、３４・・・ロッド、３５・・・ス
リーブＢ、３６・−・ギヤカバー、３７・・・リミット
スイッチ、３８・・・アジャストリング、３９・・・ト
ップカバー、４１・・・直Ａ電源、４２・・・３端子レ
ギユレータ、４３．４４．５０・・・ＮＰＮ　）ランジ
スタ、４５・・・ザイリスタ、４６・・・ＲＳフリップ
フロップ、４７．６１〜６７・・・抵抗、４８・・・ツ
ェナーダイオード、４９・・・遅延回路、５１．５２・
・・インバータ、５３・・・アンドゲート、５４・・・
ねじ締めスタートスイッチ、５５・・・オアゲート、５
６・・・タイマ、５７・・・ホトカブラ、５８〜６０・
・・インバータ、６８〜７０・・・コンデンサ、７１・
・−ドライバヘッド下降指令回路、７２・・・ドライバ
ヘッド上昇指令回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１、ねじ締め工程中に所定の締付はトルクに達すると噛
合が離脱する噛合いクラッチと、この噛合クラッチの離
脱を検出する第１の検出手段と、ねじが被締結物に所定
の深さだけねじ込まれたことを検出する第２の検出手段
と、ドライバビットを回転させるためのモードル駆動用
電源部に上記第１の検出手段及び第２の検出手段の信号
が一致した時からリセットさせるまで電力の供給を停止
するごとく作動するスイッチング回路とを有し、ねじ込
み初期にはモードルを停止させず、ねじ込みが所定寸法
以上進行してから締付はトルクが設定トルクに達したと
きは上記モードルの回転を停止させるごとく構成したこ
とを特徴とする自動ねじ締め機。