JPH0794092B2 - 自動ねじ締め機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ねじの締付けを行うドライバビットに昇降動
作を与える新規な昇降駆動源を備えた自動ねじ締め機の
改良に関する。

［従来技術］および［発明が解決しようとする課題］ 一般に、ねじをワークに締付ける自動ねじ締め機の場
合、駆動モータの回転を受けて回転するドライバビット
はシリンダの作動により下降を開始し、締付け作業が完
了すると、シリンダの復動により昇降復帰するように構
成されている。この種のねじ締め機では、ドライバビッ
トの下降速度はシリンダのロッドの移動速度により決ま
り、またロッドが最下端に達する時に大きな衝撃荷重が
加わる関係で、ドライバビットの移動速度を所定速度以
上に上げることができず、ねじ締めに要するサイクルタ
イムを一定以上に短縮することができない等の欠点が生
じている。

この欠点を除去する装置として、特願平１−137681号に
記載の自動ねじ締め機が発明されている。この自動ねじ
締め機１は、第４図に示すように基台（図示せず）に固
定されたコラム２を有し、このコラム２に沿ってドライ
バ台６とチャック台７とが移動自在に案内されている。
このドライバ台６には、駆動モータ９の回転を受けて回
転するドライバビット11が取付けられている。また、前
記チャック台７には前記ドライバビット11が挿通するチ
ャック本体13aとこれに回動自在に取付けられかつばね
（図示せず）により先端を閉じてドライバビット11の移
動路を塞ぐように付勢された一対のチャック爪13bとか
らなるチャックユニット13が固定されている。さらに、
前記コラム２には、ドライバビット11と平行に延びるロ
ーラ軸18が回転自在に配置されており、コラム２の上端
に固定された昇降用回転駆動源24の回転を受けて回転可
能に構成されている。前記ローラ軸18には、回転ローラ
16,17が前記ドライバ台６、チャック台７それぞれに対
応してかつ所定間隔をおいて固定されており、ローラ軸
18の回転にともなってこれら回転ローラ16,17が一体に
回転するように構成されている。前記ドライバ台６側、
チャック台７側それぞれの回転ローラ16,17の外周に
は、所定下降ストロークを持つ下降曲線部と所定上昇ス
トロークを持つ上昇曲線部とからなる円周カム溝16a,17
aが削設されており、ドライバ台６側の円周カム溝16aの
下降ストロークはチャック台７側の円周カム溝17aの下
降ストロークよりも長く形成されている。しかも、前記
円周カム溝16a,17aそれぞれには前記ドライバ台６側お
よびチャック台７側に取付けられたカムフォロア15,15a
が嵌合して位置するように構成されており、ドライバ台
６とチャック台７とが所定間隔をおいて一体にかつチャ
ック台７停止後ドライバ台６単独で移動するように構成
されている。この自動ねじ締め機１では、ワークの種類
が変更になって作業面の高さ位置が変更され、ワークと
チャックユニット13の下端との距離を調整する際には、
ドライバ台６およびチャック台７の停止位置を変更する
必要がある。この場合には、ローラ軸18に回転ローラ1
6,17が一定の間隔で固定されている関係で、ドライバ台
６およびチャック台７だけを移動させることができず、
コラム２の底部の４ヶ所に高さ調整用のボルトを螺合さ
せ、これを回転させることによりコラム２全体を昇降さ
せねばならない、そのため、この作業に多数の作業者が
必要となるばかりか、その都度コラム２が基台に対して
直立しているかどうかを確認しなければならず、この種
の作業が面倒なものとなり、この種作業を簡単に行える
装置が要望されている。

本発明は、上記要望に鑑み発明されたもので、ねじをワ
ークに締付けるドライバビットを昇降させる昇降駆動源
を改良するとともに作業面の位置を作業者がひとりで簡
単に変更できるようにした自動ねじ締め機を提供しよう
とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、コラムに沿ってドライバ台と
チャック台とを移動自在に案内されている。このドライ
バ台には駆動モータの回転を受けて回転するドライバビ
ットが、またチャック台には前記ドライバビットが挿通
するチャック本体とこれに回動自在に取付けられかつば
ねにより先端を閉じてドライバビットの移動路を塞ぐよ
うに付勢された一対のチャック爪とからなるチャックユ
ニットが取付けられている。

また、前記コラムにはドライバビットと平行に延びるロ
ーラ軸が昇降用回転駆動源の回転を受けて回転自在に配
置されており、しかもこのローラ軸には前記ドライバ
台、チャック台それぞれに対応する位置で所定昇降スト
ロークを持つ円周カム溝が設けられた回転ローラが一体
に回転するように配置されている。また、前記回転ロー
ラはスペーサを挟んで前記ローラ軸に対してその軸線方
向に移動自在に配置されており、これら２個の回転ロー
ラはローラ軸の上下位置で螺合するロックナットにより
挟圧されてローラ軸に固定されている。また、これら円
周カム溝それぞれには前記ドライバ台側およびチャック
台側に取付けられたカムフォロアが嵌合して位置してお
り、回転ローラの回転にともなってカムフォロアが昇降
するように構成されている。

［作用］ 上記自動ねじ締め機では、所望ワークの種類が変更にな
り、その作業面の高さ位置が変更されると、作業者はロ
ーラ軸に螺合するナットのいずれかを緩めていき、ドラ
イバ台側の回転ローラあるいはチャック台側の回転ロー
ラをローラ軸に沿って所定の位置まで移動させる。これ
により、ドライバ台、チャック台側それぞれに固定され
て回転ローラの円周カム溝に嵌合するカムフォロアが移
動する。そのため、ドライバ台およびチャック台がスラ
イドガイドに沿って移動し、チャック台がワークに当接
する直前の位置に達して停止し、新たな作業面の高さ位
置に対応することができる。その後、他方のロックナッ
トを締付けていき、ローラ軸の上下位置のロックナット
は前記２個の回転ローラを挟圧してローラ軸に固定する
ことができる。

この状態で、ねじ締めスタート指令信号が出力される
と、駆動モータが回転してドライバビットが回転すると
ともに、回転ローラが昇降用回転駆動源の回転を受けて
１回転だけ回転する。この間、回転ローラの外周の円周
カム溝にはドライバ台側、チャック台側それぞれに取付
けられたカムフォロアが嵌合しているため、カムフォロ
アが回転ローラの円周カム溝に沿って移動し、ドライバ
台およびチャック台が下降する。この時、チャック台が
所定ストローク下降してワークに当接する直前で停止す
ることができる。その後も、ドライバ台が下降するの
で、これと一体のドライバビットがチャックユニット内
を挿通してチャック爪に保持されたねじをワークに締付
けることができる。ねじ締付け完了後も、各カムフォロ
アが円周カム溝に沿って移動し、ドライバ台およびチャ
ック台が上昇復帰して次回の作業に備える。

［実施例］ 以下、実施例を図面について説明する。第１図におい
て、１は自動ねじ締め機であり、基台1aに直立して固定
されたコラム２を有している。このコラム２にはその直
立面に沿って平行に延びる２本のスライドガイド３が固
定されている。このスライドガイド３には、それぞれ第
１スライダ4a,4aが昇降自在に取付けられ、しかもこれ
ら第１スライダ4a,4aにはこれらにまたがって固定され
た第１取付具5aを介して前記スライドガイド３と交叉す
る方向に延びるドライバ台６が取付けられている。ま
た、前記スライドガイド３には第２スライダ4b,4bが昇
降自在に取付けられ、この第２スライダ4b,4bにはこれ
らにまたがって固定された第２取付具5bを介してドライ
バ台６と平行に延びるチャック台７がその下方に位置し
て固定されている。前記ドライバ台６には、モータ取付
け台８を介して駆動モータ９がその駆動軸9aを下方にし
て固定されており、しかもこの駆動軸9aには伝達ギア機
構10を介して前記スライドガイド３と平行に延びるドラ
イバビット11が一体に回転するように連結されている。

また、前記チャック台７にはその下面に取付板12を介し
てチャックユニット13が固定されている。このチャック
ユニット13は、前記ドライバビット11が挿通自在なチャ
ック本体13aとこれに回動自在に軸支されかつばね（図
示せず）により先端を閉じてドライバビット11の移動路
を塞ぐように付勢された一対のチャック爪13bとからな
っており、この一対のチャック爪13bで形成されるねじ
保持穴（図示せず）に供給ホース（図示せず）からねじ
が１個エア給送されるように構成されている。前記ドラ
イバ台６、チャック台７それぞれには支持具14を介して
その延びる方向に突出してカムフォロア15,15aが回転自
在に取付けられており、これらカムフォロア15,15aはそ
れぞれ前記コラム２に削設された切欠窓2aからコラム２
内に達して後記する回転ローラ16,17の円周カム溝16a,1
7aに嵌合して転動するように構成されている。

一方、前記コラム２にはローラ軸18が直立して回転自在
に取付けられており、後記する回転軸19の回転を受けて
回転するように構成されている。前記ローラ軸18には前
記ドライバ台６、チャック台７それぞれに対応する位置
に回転ローラ16,17が取付けられており、これら回転ロ
ーラ16,17とローラ軸18とはこれらにまたがって嵌合す
るキー（図示せず）とロック用ブッシング（図示せず）
とにより一体に回転するように取付けられている。前記
ロック用ブッシングはボルト（図示せず）を弛緩させる
ことにより回転ローラ16,17をローラ軸18に沿って移動
させ、任意の位置で固定可能なように構成されている。
前記回転ローラ16,17をローラ軸18に固定するに際し
て、キーとロック用ブッシングとを併用するのは、ロー
ラ軸18のトルク伝達の際のロスを皆無とするためであ
る。また、前記２個の回転ローラ16,17はローラ軸18の
上、下位置でこれに螺合するロックナット21a,21bによ
り任意の高さ位置で固定できるように構成されている。

前記ドライバ台６側の回転ローラ16には、第３図ａに示
すようにその外周に所定下降ストロークを持つ下降曲線
部と所定上昇ストロークを持つ上昇曲線部と所定長さの
直線部とを備えた連続する円周カム溝16aが削設されて
おり、この下降曲線部の下降ストロークは後記するチャ
ック台７側の円周カム溝17aの下降ストロークよりも十
分に長くしかも緩やかな曲線を描くように構成されてい
る。また、前記直線部はドライバ台６が最下位置に達し
て後ドライバビット11が締付けを完了するまで、その位
置で待機するように構成されている。しかも、前記円周
カム溝16aには前記ドライバ台６側に固定されたカムフ
ォロア15が嵌合しており、回転ローラ16の回転にともな
ってカムフォロア15が下降曲線部に沿って転動する時に
は下方に押下げられるように、また上昇曲線部に沿って
転動する時には上方に押上げられるように構成されてい
る。

また、前記チャック台７側の回転ローラ17には第３図ｂ
に示すように同様にその外周に所定下降ストロークを持
つ下降曲線部と所定上昇ストロークを持つ上昇曲線部と
一定長さの直線部とを備えた連続する円周カム溝17aが
削設されており、この下降曲線部の下降ストロークは前
記チャックユニット13の先端を所定距離下降させるに必
要な長さに形成されている。また、前記直線部はチャッ
ク台７が最下位置に達してから、ドライバビット11が締
付けを完了するまでその位置で待機するように構成され
ている。さらに、前記上昇曲線部はその上昇ストローク
の開始時点を前記ドライバ台６側の円周カム溝16aより
も早くするように形成されており、ドライバ台６側の上
昇ストロークが開始される時にはほぼ半分上昇復帰する
位置に達するように形成されている。また、前記チャッ
ク台７側の円周カム溝17aの上昇曲線部は直線部を有
し、チャック台７が上昇途中で一旦停止してドライバ台
６の上昇を待って後再上昇してドライバ台６とチャック
台７とが原位置に復帰するように構成されている。

一方、前記ローラ軸18の下方には第２図に示すようにロ
ーラ軸18に回転を伝達する昇降用回転駆動源24の一部と
してローラ軸18と交叉する方向に延びる回転軸19が回転
自在に配置されており、その一端には電磁クラッチ19b
を介して外部駆動源（図示せず）からの回転を伝達する
被動スプロケット19aが固定され、外部駆動源の回転を
受けて回転軸19が回転するように構成されている。ま
た、この回転軸19と前記ローラ軸18とは回転伝達機構の
一例のベベルギア機構22を介して連結されており、回転
軸19の回転がローラ軸18に伝達されるように構成されて
いる。しかも、前記回転軸19の他端にはパルスエンコー
ダ23が連結されており、回転軸19の回転角を検出して、
回転軸19の回転角からローラ軸18の１回転を検出し、ロ
ーラ軸18が１回転すると、電磁クラッチ19bを遮断して
回転軸19の回転を停止させるように構成されている。な
お、前記昇降用回転駆動源は直接ローラ軸18に連結され
ても良い。

上記自動ねじ締め機では、ワークの種類が変更になる
と、作業者はローラ軸18に螺合するロックナット21a,21
bの一方を緩め、回転ローラ16,17を所望方向に移動させ
る。回転ローラ16,17の移動によりドライバ台６、チャ
ック台７側それぞれに固定されかつその円周カム溝16a,
17aに嵌合するカムフォロア15,15aが移動するので、ド
ライバ台６およびチャック台７がスライドガイド３に沿
って移動する。前記チャック台７に固定されたチャック
ユニット13の先端が所望ワークに当接する直前の位置に
達すると、ローラ軸18に螺合する他方のロックナット21
aあるいは21bを締付けていき、ローラ軸18の上下のロッ
クナット21a,21bにより２個の回転ローラ16,17を挟圧し
て固定することができ、新たなワークに対応することが
できる。

この状態で、作業スタート指令信号を受けると、外部駆
動源からの回転が回転軸19に伝達され、ローラ軸18が１
回転だけ回転する。このローラ軸18が１回転する間、ロ
ーラ軸18の回転にともなって回転ローラ16,17がトルク
伝達の際のロスなく一体に回転し、これら回転ローラ1
6,17の回転にともなってドライバ台６側、チャック台７
側それぞれに取付けられたカムフォロア15,15aが回転ロ
ーラ16,17の外周の円周カム16a,17aの下降曲線部を転動
する。そのため、カムフォロア15,15aは下方に押下げら
れる方向の力を受け、ドライバ台６およびチャック台７
は下降する。この時、ドライバ台６側の回転ローラ16の
円周カム溝16aの下降曲線部の所定下降ストロークがチ
ャック台７側の回転ローラ17の円周カム溝17aの下降ス
トロークよりも長くなっているため、チャック台７はド
ライバ台６の下降途中で停止するが、チャック台７はワ
ークに当接する直前で停止することができる。また、ド
ライバ台６側の回転ローラ16の円周カム溝16aは下降曲
線部に続いて直線部を有しているため、チャック台７が
停止して後もドライバ台６が下降して最下位置に達し、
ねじ締め時間を確保できるようにしばらくその位置で待
機する。そのため、ドライバ台６に保持されたドライバ
ビット11がチャック台７に固定されたチャックユニット
13に対して前進してチャック爪13bに保持されたねじ
（図示せず）に当接し、これをチャック爪13bから押出
して所定位置に締付けることができる。

ねじ締付けが完了すると、駆動モータ９が停止する一方
で、ドライバ台６およびチャック台７はその位置でしば
らく停止して後、チャック台７側のカムフォロア15aが
円周カム溝17aの上昇曲線部に沿って転動し、チャック
台７がドライバ台６に対して上昇して後、チャック台７
およびドライバ台６が上昇復帰して次回の作業に備え
る。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明はドライバビットが保持さ
れたドライバ台、ねじを保持するチャックユニットが固
定されたチャック台をそれぞれと一体に移動するカムフ
ォロアおよびこれらが嵌合する円周カム溝をもつ回転ロ
ーラからなる昇降駆動源により昇降させるとともに、回
転ローラをローラ軸に一体に回転するようにかつローラ
軸に沿って移動可能に取付けてこれら回転ローラをロッ
クナットにより挟圧して任意の位置に固定するように構
成しているため、回転ローラの回転速度を変更すること
により、ドライバ台およびチャック台の移動速度を任意
に変更でき、ねじ締め作業に要するサイクルタイムを任
意に短縮することができるばかりか、ワークが変更され
て作業面の高さ位置が変更されても、作業者はロックナ
ットを緩めるだけで簡単に回転ローラの固定位置を変更
して、ワークとチャックユニットの下端との距離を調整
することができる等の利点がある。また、本発明は基台
に対してコラム全体を上下させる必要がないため、都度
基台に対してコラムが直立しているか否かを見る必要が
なく、作業者はひとりでよく、極めて段取り替えの容易
な装置を提供することができる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体を説明する要部縦断面図、第２図
は第１図の要部断面図、第３図a,bは本発明に係る円板
カムの円周カム溝の展開図、第４図は従来例の一部切欠
図である。 １……自動ねじ締め機、1a……基台、 ２……コラム、2a……切欠窓、 ３……スライドガイド、4a……第１スライダ、 4b……第２スライダ、5a……第１取付具、 5b……第２取付具、６……ドライバ台、 ７……チャック台、８……モータ取付け台、 ９……駆動モータ、9a……駆動軸、 10……伝達ギア機構、11……ドライバビット、 12……取付板、13……チャックユニット、 13a……チャック本体、13b……チャック爪、 14……支持具、15、15a……カムフォロア、 16……回転ローラ、16a……円周カム溝、 17……回転ローラ、17a……円周カム溝、 18……ローラ軸、19……回転軸、 19a……被動スプロケット、19b……電磁クラッチ、 20……スペーサ、21a,21b……ロックナット、 22……ベベルギア機構、23……パルスエンコーダ、 24……昇降用回転駆動源、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コラムに沿ってドライバ台とチャック台と
   を移動自在に案内し、このドライバ台に駆動モータの回
   転を受けて回転するドライバビットを取付けるととも
   に、前記チャック台に前記ドライバビットが挿通するチ
   ャック本体とこれに回動自在に取付けられかつばねによ
   り先端を閉じてドライバビットの移動路を塞ぐように付
   勢された一対のチャック爪とからなるチャックユニット
   を固定する一方、 前記コラムにドライバビットと平行に延びるローラ軸を
   昇降用回転駆動源の回転を受けて回転自在に配置し、前
   記ドライバ台、チャック台それぞれに対応する位置で所
   定昇降ストロークを持つ円周カム溝が設けられた回転ロ
   ーラをローラ軸と一体に回転するようにかつスペーサを
   挟んでローラ軸の延びる方向に移動可能に配置し、ドラ
   イバ台側およびチャック台側に前記円周カム溝それぞれ
   に嵌合するカムフォロアを取付け、 さらに、前記２個の回転ローラをローラ軸の上下位置で
   ローラ軸に螺合するロックナットにより挟圧してローラ
   軸に固定したことを特徴とする自動ねじ締め機。