JPS6336895B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、機構部品や電気回路部品等における
ネジなどを自動操作で回転調整するためのドライ
バ装置に関するものである。かかるネジの回転調
整によつて、機構部品にあつてはその部分品の位
置の調定が、また電気回路部品にあつては、その
電気定数の調定がそれぞれなされるような例は多
数あり、本発明は、このような場合に用いて好適
なドライバ装置に関するものである。

〔従来技術〕

かかるネジなどの回転調整を人手で行う場合に
は通常、ドライバ（いわゆるネジ回し）を当該調
整対象であるネジの頭部に接触させこれに回転力
を加えて行うが、この操作を人手を介さず自動的
に行うためのドライバ装置としては、ドライバを
ネジに接近又は離脱させ、またドライバを回転さ
せるという当然の機能のほかに、 (イ) ドライバ先端がネジ位置に接近したとき、そ
の位置に正しくネジが存在することを確認する
機能。

(ロ) ドライバとネジの接触対向部の相対的位置関
係（溝山と溝谷の位置関係）を正しく合わせて
両者の接触連結を行う機能。

(ハ) 相互に接触連結したドライバとネジの間に必
要な圧接力を維持してドライバの回転時両者の
連結が外れないようにする機能。

(ニ) ドライバの回転に伴つてネジがその軸方向に
前進或いは後退する場合には、これに追従して
両者の間に適当な圧接力を保ちつつ連結を維持
する機能、 を必要とし、これらの諸機能を実現するための制
御動作を与えられたプログラムに従つて順次に行
う必要があり、また (ホ) 装置が異状動作（例えばドライバの前進動作
が止まらなくなるなど）を起した時、このこと
を検知して装置及び調整対象となつた物品の損
傷を未然に防止する機能 をも持たなければならないが、上記(イ)乃至(ホ)の各
機能を満足に果たすような構成をもつたドライバ
装置は未だ開発されておらず、既存のドライバ装
置は上述の機能の一部を欠き、また持てる一部の
機能についてもそれが不完全なため、調整対象と
なる物品に無理な力を与えてこれを損傷させる等
の不工合があつた。

〔発明の目的〕

本発明は、上述のような従来の技術的事情に鑑
みなされたものであり、従つて本発明の目的は、
前記(イ)乃至(ホ)の諸機能を完備し、調整対象物品を
破損したりすることなく、その回転調整を自動で
なしうるドライバ装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明によるドライ
バ装置は、被調整部に係合すべきピン先を備えた
ドライバとしての検出ピンと、該検出ピンを第１
の弾性手段を介して保持する保持部材と、該保持
部材を支持する第１の支持部材と、該第１の支持
部材を第２の弾性手段を介して支持する第２の支
持部材と、該第２の支持部材を前記検出ピンが前
記被調整部に向かつて駆動される方向において駆
動する駆動手段と、該駆動手段により前記第２の
弾性手段を介して該第２の支持部材により、前記
検出ピンが前記被調整部に向かつて駆動される方
向において駆動される第１の支持部材が、前記第
２の弾性手段による弾性力に抗して第２の支持部
材との間に生じる第１の変位量を検出する第１の
検出手段と、上記の如く駆動された第１の支持部
材により、前記検出ピンが前記被調整部に向かつ
て駆動される方向において更に駆動された前記保
持部材により、前記第１の弾性手段を介して更
に、前記被調整部に向かつて駆動された前記検出
ピンが、該第１の弾性手段による弾性力に抗して
前記保持部材との間に生じる第２の変位量を検出
する第２の検出手段とを有して成り、前記第１の
変位量と第２の変位量に基づいて前記駆動手段に
よる前記各部材を介しての前記検出ピンの被調整
部に対する係合のためのドライバ動作を制御する
ようにしたことを特徴としている。

次に本発明によるドライバ装置の動作原理を説
明する。

前述の(イ)乃至(ホ)の諸機能からも明らかなよう
に、本発明によるドライバ装置では、調整対象物
品をネジとした場合、ネジに係合するドライバと
しての検出ピンの、該ネジに向かう前進動作、或
いは後退動作など、検出ピンの軸方向に沿つた動
きの制御が重要であり、ネジに係合した後の回転
動作の制御そのものには余り問題がない。

第１図は本発明によるドライバ装置の動作原理
の説明図である。同図を参照してドライバ装置に
おける検出ピンの軸方向に沿つた動きの制御につ
いての動作原理を説明する。

第１図において、１６はモータ、１７はモータ
１６のシヤフトと直結した回転軸、１８は移動フ
レーム、１８−１は移動フレーム１８の貫通孔の
表面に形成されたメネジ部であり、回転軸１７の
オネジと螺合している。従つてモータ１６が回転
すると、移動フレーム１８は矢印Y₁方向に沿つ
て上下動することができるようになつている。

１２も移動フレームである。移動フレーム１８
はスプリング１９を介してもう一つの移動フレー
ム１２を支持している。従つて移動フレーム１８
が矢印Y₁方向に沿つて上下動すれば、スプリン
グ１９の弾力を介してもう一つの移動フレーム１
２も同様に上下動する。両フレームのアーム間距
離Δl₁は、通常はスプリング１９の弾力により零
になつている。

移動フレーム１２とスピンドル６は、矢印Y₁
方向に沿つた上下動に関する限り、直結されてい
る。従つてフレーム１２が上下動すればスピンド
ル６も上下動する。２０は検出ピン、２０−１は
そのピン先、２０−２はその鍔部、２２はスプリ
ングである。すなわち検出ピン２０は、スピンド
ル６の中空内部において、その鍔部２０−２によ
りスプリング２２を介しスピンドル６によつて保
持されている。従つてフレーム１２の上下動につ
れてスピンドル６が上下動すると、スプリング２
２の弾力を介して検出ピン２０も上下動する。１
は調整対象となる物品である。

以上のほか、図面を簡略化するために図示しな
かつたが、フレーム１８と１２のアーム間距離
Δl₁を検出する手段と、フレーム１２と検出ピン
２０との間隔Δl₂を検出する手段が設けられてい
る。

動作の概要は次の如くである。モータ１６が回
転し、移動フレーム１８が上方へ移動すると、そ
れにつれて移動フレーム１２もスピンドル６も上
方へ移動し、従つて検出ピン２０も上方へ移動す
る。ピン先２０−１が物品１に当ると、スピンド
ル６は、スプリング２２の弾力に抗して上方へ移
動する。スピンドル６が物品１に接触したにもか
かわらず、更にモータ１６が回転を続け、移動フ
レーム１８が上昇を続けると、フレーム間距離
Δl₁が大きくなつてくる。従つて、Δl₁の検出手段
により、距離Δl₁が所定の値以上に大きくなつた
ことを検出したら、モータ１６の回転を停止する
ようにすれば、スピンドル６と物品１の接触圧に
よる破損を防止することができる。

また検出ピン２０が上昇し、そのピン先２０−
１が物品１における所定のスロツトｔに正しく嵌
合したときと、しないときとでは、フレーム１２
と検出ピン２０との間隔Δl₂が異なつてくる。従
つて間隔Δl₂を監視していれば、ピン先２０−１
がスロツトｔに正しく嵌合したか否かを知ること
ができ、否のときは、モータ１６を逆転させるこ
とにより、検出ピン２０を下降させ、再度、嵌合
動作をやり直すことができる。ピン先２０−１お
よびスロツトｔが十字形をなしているような場合
には、やり直しに先立つて、ピン先２０−１を図
示せざる手段によつて所定量だけ回転させるよう
にすれば、嵌合に成功することができる。

このように、Δl₁とΔl₂の値を常に検出していれ
ば、これらの値に基き、検出ピン２０の軸方向の
動きを、所定の動作プログラムに従つて自在に制
御することが可能になる。以上が本発明によるド
ライバ装置の動作原理の説明である。

〔発明の実施例〕

次に図を参照して本発明の一実施例を説明す
る。第２図は本発明の一実施例を示す側面図であ
るが、一部は断面図として示してある。第２Ａ図
は第２図における要部の拡大断面図である。

これらの図において、調整対象物品１には、ド
ライバ３によつて回転調定される調整ネジ２が設
けられている。ドライバ３はホルダ４、止めネジ
５でスピンドル６に固定されている。スピンドル
６は固定フレーム７に対し、軸受８及び９で回転
自在に、かつ回転軸方向に対しても上下自在に支
持される一方、スピンドル６に設けられたキイ溝
６−１に嵌合したキイ１０によつて、プーリー１
１とは一体的に回転するが、回転軸方向にはプー
リー１１と関係なく上下自在に動きうる関係にあ
る。

またスピンドル６は、移動フレーム１２に対し
てはその腕１２−１の部分でスラストベアリング
１３，１４によつて連結し、回転自在かつ回転軸
方向にはスピンドル６とフレーム１２とが一体に
動くようになつている。

移動フレーム１２は固定フレーム７に取付けら
れた支柱１５をガイドとして上下移動できる。固
定フレーム７に取り付けられたモーター１６の回
転軸１７の外周に設けられたネジ山には移動フレ
ーム１８のメネジ部１８−１が螺合しており、回
転軸１７の回転はこの部分でフレーム１８の上下
運動に変換される。

ドライバ３及びスピンドル６の回転軸心中空部
には検出ピン２０が貫通しており、ピン２０の下
端はフレーム１２に取り付けられた差動トランス
２１の鉄心２１−１と一体に結合されている。な
お、差後トランス２１は、検出ピン２０の上下動
による変位量を検出するセンサの役目を果たすも
のである。

また、ピン２０には鍔部２０−２が設けてあ
り、ドライバ軸中空部の段３−１とこの鍔部がス
プリング２２の力によつて接触してピン先２０−
１がドライバ３の端面から突出する長さl₀を決め
ている。

モータ２３は、固定フレーム７に取り付けら
れ、モータ回転軸２３−１の回転はトルクリミツ
タ２４、プーリー２５、タイミングベルト２６を
介してプーリー１１に伝達され、これと回転一体
の関係にあるスピンドル６を回転させ、さらにド
ライバ３を、モータ２３の回転方向に応じて矢印
Ａ又はＢの方向に回転させる。

第３図は、第２図に示した実施例の動作中にお
ける移動フレーム１２及び１８の各腕１２−２，
１８−２の部分の相対的位置関係及びこれらを検
知するマイクロスイツチ２９，３０の動作状態を
示す説明図、第４図はドライバ３の刃先と調整ネ
ジ２の溝との接触関係と、このときの検出ピン先
端２０−１の部分の相対的位置関係を示す説明図
であつて、以下本実施例の動作を、これらの図面
を引用しながら説明する。

まず調整対象としての物品１は、それに設けら
れた調整ネジ２がドライバ３の回転軸線上にくる
よう適宜の搬送手段（図示せず）によつて位置決
めされる。

ついでモータ１６が回転を開始し、この回転軸
１７の回転力は前述のように移動フレーム１８を
矢印Y₁に沿つた上方へ移動させる力に変換され
る。

その力はフレーム１８の腕１８−３がスプリン
グ１９を押し上げて移動フレーム１２の腕１２−
２に伝えられ、腕１２−２及び１８−２は第３図
ａに示す相対的位置関係のまま上昇し、腕１２−
１に連結されているスピンドル６を上昇させ、さ
らにこれと一体に結合されたドライバ３が上昇す
る。

ドライバ３が上昇を続けるとその先端から突出
している検出ピン２０の先端部２０−１は調整ネ
ジ２の頭部の溝底２−１に接触し、ついでドライ
バ３の内部に、スプリング２２を圧縮しつつ押込
まれる。なお、これがためピン２０の一体に結合
された差動トランス２１の鉄心２１−１は移動
し、差動トランス２１の電気出力が鉄心の移動に
応じて変化し、これによつてピン２０の変位量を
検出することができる。

ドライバ３の刃先と調整ネジ２の溝との各形状
が正しく合致するものであるときは、両者は第４
図ａに示す如き嵌合状態になると同時に、ドライ
バ３はその位置で上昇を阻止される。なお、この
ときピン先端２０−１のドライバ３の先端からの
突出量をl₁とする。この状態からフレーム１８は
なおも上昇を続けるので、上昇を停止したフレー
ム１２との間に、第３図ｂ中においてＬで示すよ
うな間隙をスプリング１９の弾力に抗して生じ、
このスプリング１９の弾力がドライバ３の調整ネ
ジ２に対する圧接力の発生源となる。

こうして生じた間隔Ｌが一定の間隔に達すると
マイクロスイツチ２９及び３０が双方ともに断の
状態（第３図ｂ参照）となるので、制御回路（図
系せず）はドライバ３の調整ネジ２の正しい嵌合
連結が完了したと判断してモータ１６の回転を停
止させる。

第４図ｂはドライバ３の刃先と調整ネジ２の溝
が正しく嵌合し合つていない状態を示し、この場
合ドライバ刃先はネジ溝に充分落ち込んでいない
から、検出ピン先端２０−１のドライバ３の先端
からの突出量は上述の正しく嵌合したときの寸法
l₁よりも大きく、このことは差動トランス２１の
出力によつて検出することができる。

この状態でドライバ３の上昇が阻止され、つい
で前記と同様に移動フレーム１８の上昇動作が行
われてフレーム腕１２−２と１８−２の間に間隙
Ｌが生じる。従つて制御回路ではマイクロスイツ
チ２９，３０の断となつた出力と差動トランス２
１からのピン先端２０−１の突出量を表わす電気
出力情報とから、ドライバ刃先とネジ溝とが不適
合状態にある旨を判断し、モータ１６を逆回転さ
せてフレーム１８を下降させ、その動きがフレー
ム１２、スピンドル６に伝達されるので、ドライ
バ３が下降して調整ネジ２との接触を断つ。

その上で制御回路は、今度はモータ２３を一定
の微少角度回転させ、プーリー２５、ベルト２６
を介してスピンドル６を微少角回転させることに
より、ドライバ刃先と調整ネジ溝との相対的位置
関係を前回とは若干異ならせた上で再度モータ１
６を正転させ、前述の動作と全く同様の操作を行
つてドライバ３と調整ネジ２との嵌合連結を試
み、以下これが正しく実現するまで繰り返す。

なお、調整ネジの溝形状が正規のものでない場
合にはこの動作を何回繰り返しても正しい結合は
望めないから適宜の回数繰り返して成功しない場
合には、それで打ち切るように制御回路で指令す
る。

また何等かの原因で調整ネジ位置に本来ある筈
の対象物品が存在しない場合には、フレーム腕１
２−２，１８−２は第３図ａに示した如き相対的
位置関係のまま、また検出ピン先端２０−１もl₀
だけ突出した状態のままフレーム１８が上昇を続
けるので、腕１８−３がマイクロスイツチ２７，
２８を動作させることになり、それによりモータ
１６の回転を強制的に停止させるなど、調整対象
物品や装置の損傷を防ぐため二重の安全措置が講
じられている。

さらに、調整ネジ位置に本来ある筈の対象物品
が適正な位置よりずれている場合には、腕１２−
２と１８−２の間の間隙が第３図ｃに示す如く過
大となることがあり、この場合にはマイクロスイ
ツチ２９が断で３０が接となることから、制御回
路は動作異常と判断しモータ１６の逆転を指令す
る。

またもし調整ネジ位置にネジ以外のものが存在
するときは、第４図ｃに示すように検出ピン先端
２０−１は、ほぼドライバ３の端面迄押込まれて
しまうのが普通なので制御回路は差動トランス２
１の検出々力により直ちに調整対象物品異常と判
断できる。即ち、上述したように正常動作以外の
場合はいずれもこれを異常状態を判断し、これに
対処できるようになつている。

なお、またドライバ回転用のモータ２３として
例えばパルスモータを用い、ドライバ３と調整ネ
ジ２との嵌合を試みる動作段階において、モータ
２３の励磁を断つてその回転軸２３−１に回転拘
束力を与えないようにしておけば、ドライバ刃先
とネジ溝の相対的位置に若干の角度ズレがあつて
もドライバがその角度ズレを解消する方向に追従
して正しい嵌合連結を実現できることがあり、こ
のようにして装置の操作を助けることもできる。

ドライバ３と調整ネジが正しく嵌合連結される
と今度はモータ２３を回転させ、それによりドラ
イバ３が回転して調整ネジを矢印Ａ又はＢの方向
に回転させ、所望の調整を完了したら、その後モ
ータ１６を逆転させてドライバ３を調整ネジ２か
ら離脱させる。

なお、この調整作業中に、調整ネジ２の回転に
より該ネジ２そのものが回転軸方向に沿つて移動
するような場合には、フレーム１２はスプリング
１９の弾力によつてドライバ３を調整ネジ２の軸
方向移動に追従させて上昇又は下降させる結果、
フレーム腕１２−２と１８−２の間隙が変動しこ
れが予め調定した上下限値を超えるとマイクロス
イツチ２９又は３０が働き、その都度モータ１６
を正転又は逆転させるので、結果的に上記間隙が
調定範囲内になるよう自動的な追従動作が行なわ
れ、よつてドライバ３は常に適当な圧接力を以て
調整ネジ２との連結状態を継持することができ
る。

以上の一連の作業及び異常事態に対処した操作
は上述のように差動トランス２１の電気出力及び
マイクロスイツチ２７〜３０の動作情報を用いて
制御回路（図示せず）によつて制御される。

なお第２図に示した実施例では、検出ピン２０
の移動量の検知を差動トランスを用いて行い、ま
たフレーム１２，１８の相対的位置関係の検知
や、フレーム１８の上昇下降の限界検知をいずれ
もマイクロスイツチを用いて行うものとして説明
してあるが、これを他の適当な手段、例えばリニ
ヤエンコーダを用いた移動量計測手段また光電ス
イツチや磁気近接スイツチ等を用いた位置検出手
段を用いることにより上述と同様の自動的動作機
能を実現できることは勿論である。

なお又第１図においては、ドライバ刃先を上向
きのものとしてあるが、これを下向きあるいは水
平または任意の角度方向とするも差支えない。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明は調整対象物品に
設けられた調整ネジ等の回転調整具を自動操作す
るに当り、上記調整具を回転させるドライバの回
転軸中心にドライバ先端面より突出した検出ピン
を備え、これが調整具のドライバ刃先嵌合溝に接
触した時、ドライバ軸内に押込まれる量を検知
し、又ドライバをその回転軸方向に沿つて前進又
は後退させる為の移動フレームは、ドライバを前
進後退させる駆動力を直接に受けるフレームとド
ライバを塔載したフレームとの２つより成り、こ
の２つのフレームをスプリングで連結し、該スプ
リングの弾力でドライバを調整ネジ等に圧接する
と共に、これら二つのフレーム間に生ずるドライ
バ回転軸方向の位置差を検知し、これと前記検出
ピンの移動量とから一連の作業プログラムによる
制御を行うように構成することにより、 (イ) ドライバが調整ネジ位置に接近したとき、そ
の位置に正規の調整ネジ等が存在するか否かを
確認する機能。

(ロ) ドライバ刃先と調整ネジ等の嵌合溝の相対的
位置関係を合致させて両者の接触連結を行う機
能。

(ハ) ドライバと調整ネジ等の間を適当な圧接力で
圧接してドライバの回転時、両者の連結が外れ
ないようにする機能。

(ニ) ドライバの回転に伴つて調整ネジ等が回転軸
方向に移動する場合には、これに追従して両者
の間に適当な圧接力を保ちつつ連結を維持する
機能。

(ホ) 装置が異常動作を起した時、これを検知して
装置及び調整対象物品の損傷を防ぐ機能。

を発揮せしめ得るので、機能的電気的な調整作業
を自動的に行わしめるドライバ装置として好適で
あり、広く調整ネジ、回転軸等の回転手段を以て
する調整機構の操作に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の動作原理の説明図、第２図は
本発明の一実施例を示す側面図、第２Ａ図は第２
図における要部の拡大断面図、第３図は第２図に
おける移動フレーム１２と１８の相対的位置関係
およびこれを検知するマイクロスイツチの動作状
態の説明図、第４図は第２図におけるドライバ刃
先と調整ネジの溝との接触関係および検出ピン先
端の位置関係を示す説明図、である。 符号説明、１……調整対象物品、２……調整ネ
ジ、３……ドライバ、６……スピンドル、７……
固定フレーム、１２及び１８……移動フレーム、
１９，２２……スプリング、１６及び２３……モ
ータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被調整部に係合すべきピン先を備えたドライ
   バとしての検出ピンと、該検出ピンを第１の弾性
   手段を介して保持する保持部材と、該保持部材を
   支持する第１の支持部材と、該第１の支持部材を
   第２の弾性手段を介して支持する第２の支持部材
   と、該第２の支持部材を前記検出ピンが前記被調
   整部に向かつて駆動される方向において駆動する
   駆動手段と、該駆動手段により前記第２の弾性手
   段を介して該第２の支持部材により、前記検出ピ
   ンが前記被調整部に向かつて駆動される方向にお
   いて駆動される第１の支持部材が、前記第２の弾
   性手段による弾性力に抗して第２の支持部材との
   間に生じる第１の変位量を検出する第１の検出手
   段と、上記の如く駆動された第１の支持部材によ
   り、前記検出ピンが前記被調整部に向かつて駆動
   される方向において更に駆動された前記保持部材
   により、前記第１の弾性手段を介して更に、前記
   被調整部に向かつて駆動された前記検出ピンが、
   該第１の弾性手段による弾性力に抗して前記保持
   部材との間に生じる第２の変位量を検出する第２
   の検出手段とを有して成り、前記第１の変位量と
   第２の変位量に基づいて前記駆動手段による前記
   各部材を介しての前記検出ピンの被調整部に対す
   る係合のためのドライブ動作を制御するようにし
   たことを特徴とするドライバ装置。