JPH10277852A - 無頭ねじ部品の締結装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】無頭ねじ部品をビットから迅速かつ確実に解く
ことのできる無頭ねじ部品の締結装置を提供する。 【解決手段】本発明は、モータの駆動を受けて回転可能
な主動クラッチ３５と、この主動クラッチ３５が所定角
度回転するのを受けてこれと一体に回転可能なビット３
３と、前記主動クラッチ３５が所定角度回転するにとも
なってこれと係合あるいは離間する被動クラッチ３７と
を備えている。前記ビット３３にはスタッドボルトなど
の無頭ねじ部品が螺合可能なねじ穴３３ａが形成される
とともに、このねじ穴３３ａを閉鎖するように鋼球４１
が配設されている。この鋼球４１は、前記主動クラッチ
３５と被動クラッチ３７とが係合するのを受けて前記ね
じ穴３３ａを塞ぐ位置で保持されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スタッドボルトな
どの無頭ねじ部品を締結するのに用いる無頭ねじ部品の
締結装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からスタッドボルトのように頭部を
持たない無頭ねじ部品の締付けにあっては、実公平６−
２１６３０号のような締結装置が使用されている。図８
に示すように、この締結装置１００は、モータなどの回
転駆動源（図示せず）の駆動を受けて回転可能かつシリ
ンダなどの往復駆動源（図示せず）の作動により軸線方
向に往復移動可能に構成された締付軸１０１を備えてお
り、この締付軸１０１の先端には、無頭ねじ部品が螺合
可能なねじ穴１０２を備えたソケット１０３が配置され
ている。このソケット１０３と締付軸１０１はソケット
１０３に設けた長穴１０４に締付軸１０１に配したピン
などの嵌合部材１０５を嵌合させて連結されており、締
付軸１０１に対してソケット１０３が移動可能なように
構成されている。また、ソケット１０３の内部には、ね
じ穴１０２の上端部に係止する鋼球１０６が収納されて
おり、ソケット１０３の移動にともなってこの鋼球１０
６には前記締付軸１０１が当接するように構成されてい
る。このような構成によって、無頭ねじ部品を締結する
際には、鋼球１０６が締付軸１０１に押されるため、無
頭ねじ部品はソケット１０３のねじ穴１０２に確実に螺
着し、一方で締め付けが完了した後は、鋼球１０６と締
付軸１０１が離れるため、ソケット１０３と無頭ねじ部
品の螺合を解くことが可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の締
結装置では、締付軸により直接球体を押すように構成さ
れているため、ソケットと無頭ねじ部品との螺合を解く
場合に、球体に回転駆動源、往復駆動源などを含めた駆
動ユニットの推力が作用してしまい、ソケットと無頭ね
じ部品の螺合を解くことができなくなる問題が発生す
る。これを防ぐため、回転駆動源が駆動する前に、往復
駆動源の作動により締付軸をソケットの長穴の許容範囲
内で移動させておくのであるが、この締付軸を上昇させ
るという余分な工程のために、作業サイクルタイムが増
大しているとともに、回転駆動源、往復駆動源の動作制
御も複雑になってしまう等の問題が発生している。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
て創成されたものであり、ビットと無頭ねじ部品との螺
合を迅速かつ確実に解くことのできる無頭ねじ部品の締
結装置を提供することを目的とする。この目的を達成す
るため、本発明は、回転駆動源の駆動を受けて回転可能
な主動クラッチと、この主動クラッチが所定角度回転す
るのを受けてこれと一体に回転可能なビットと、前記主
動クラッチが所定角度回転するにともなってこれと係合
あるいは離間する被動クラッチとを設けて構成されてお
り、前記ビットには無頭ねじ部品が螺合可能なねじ穴を
形成するとともに、このねじ穴を閉鎖可能な閉鎖部材を
設け、この閉鎖部材を前記主動クラッチと被動クラッチ
とが係合するのを受けて前記ねじ穴を塞ぐ位置に保持す
るように構成されている。

【０００５】前記ビットは、主動クラッチを案内して回
転自在に設けられた支持部材に連結されている。この支
持部材には、前記主動クラッチに一体に設けた係合部が
所定角度回転するにともなって係止可能な回転規制穴が
形成されており、主動クラッチが所定角度回転すると一
体に回転するように構成されている。なお、前記被動ク
ラッチを支持部材に対して摺動可能かつ一体に回転可能
に配置し、被動クラッチと主動クラッチは傾斜した係合
面を備えるように構成することもでき、また、主動クラ
ッチと支持部材を弾性体により連結し、前記支持部材を
常時無頭ねじ部品の締結方向と逆の方向へ付勢してもよ
い。さらに、被動クラッチは、主動クラッチの係合部が
支持部材の前記回転規制穴に係止する時、主動クラッチ
と係合するように構成してもよい。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１ないし図４において、１はス
タッドボルトなどの無頭ねじ部品の締結装置であり、コ
ンベアシステム（図示せず）の作業ステーションなどに
固定可能なベース３を有している。このベース３には、
シリンダ５の作動を受けて昇降可能な第１テーブル７
と、この第１テーブル７と連結棒９によって連結される
第２テーブル１１とがガイド軸１３に沿って摺動自在に
配置されている。前記連結棒９は、第２テーブル１１を
吊り下げるよう支持するもので、第２テーブル１１に摺
動可能に挿通している。

【０００７】前記第１テーブル７には、同一構成の駆動
ユニット１５が複数台（図２において２台）配置されて
いる。この駆動ユニット１５は、回転駆動源の一例であ
るモータ１５ａを有し、このモータ１５ａに減速機構１
５ｂを連結して構成されている。前記減速機構１５ｂ
は、モータ１５ａの出力軸（図示せず）に連結される入
力軸（図示せず）の回転を複数噛合した歯車（図示せ
ず）を経由して出力軸１５ｃに伝達するもので、歯車に
よって生み出される減速比によって回転数を適度に減速
するように構成されている。

【０００８】前記第２テーブル１１には、前記駆動ユニ
ット１５にそれぞれ対応してチャックユニット１７が取
り付けられている。このチャックユニット１７は、第２
テーブル１１に固定される案内筒１７ａと、この案内筒
１７ａ下端に固定されたチャック本体１７ｂと、このチ
ャック本体１７ｂに傾斜して連結され外部の無頭ねじ部
品の供給装置（図示せず）から延びる供給ホース（図示
せず）を連結可能なホース連結具１７ｃと、前記チャッ
ク本体１７ｂに拡開可能に配置され常時は閉じた状態で
供給される無頭ねじ部品５０を保持することが可能なチ
ャック爪１７ｄとを備えている。

【０００９】前記駆動ユニット１５の出力軸１５ｃに
は、回転伝達可能に構成されたジョイント１９を介して
締結ユニット３０が連結されている。この締結ユニット
３０は、前記チャックユニット１７の案内筒１７ａ内に
回転自在に収納されるスリーブ状の支持部材３１と、こ
の支持部材３１の下部に連結される無頭ねじ部品締結用
のビット３３と、前記ジョイント１９に連結される主動
クラッチ３５と、この主動クラッチ３５の下方に配置さ
れる被動クラッチ３７とを備えて構成されている。

【００１０】前記ビット３３は、その下部に無頭ねじ部
品５０が螺合可能なねじ穴３３ａを有するとともに、こ
のねじ穴３３ａに連通して上端面に開口する中空穴３３
ｂを備えており、この中空穴３３ｂには、閉鎖部材の一
例である鋼球４１とこの鋼球４１に当接する押圧軸４３
とが摺動自在に挿入されている。前記鋼球４１は、常時
ねじ穴３３ａの上端周縁部分に係止して脱落を阻止さ
れ、ねじ穴３３ａを上から閉鎖するように構成されてい
る。

【００１１】前記主動クラッチ３５は、その下部が前記
支持部材３１内に挿入された状態で配置されており、図
２に示すように横断面略菱形状を成す係合部３５ａを一
体に備えている。この係合部３５ａに対して、前記支持
部材３１には横断面樽状を成す回転規制穴３１ａが形成
されており、係合部３５ａが所定角度回転することによ
って係合可能なように構成されている。また、主動クラ
ッチ３５の下部には、図５に示すように、端面が互い違
いの傾斜した係合面に形成されたクラッチ部３５ｂが形
成されており、被動クラッチ３７の後記するクラッチ部
と係合、離間可能に構成されている。さらに、この主動
クラッチ３５には、ばね支持具４５が固定されており、
このばね支持具４５には一端を前記支持部材３１に支持
されるばね４７が連結されている。このばね４７は、前
記支持部材３１を図２における矢印イ方向へ常時付勢し
ており、これによって前記回転規制穴３１ａと係合部３
５ａとは、締結時の回転伝達が可能な状態に係合する。

【００１２】前記被動クラッチ３７は、前記支持部材３
１内に摺動可能に収納されており、前記押圧軸４３に当
接して支えられている。この被動クラッチ３７の外周部
分には軸線方向に延びてガイド溝３７ａが設けられてお
り、このガイド溝３７ａには、前記支持部材３１に植設
したピン３１ｂが常時嵌合している。また、この被動ク
ラッチ３７の上部には、前記主動クラッチ３５のクラッ
チ部３５ｂに対向して、傾斜した係合面を有するクラッ
チ部３７ｂが一体形成されており、このクラッチ部３７
ｂは、主動クラッチ３５が無頭ねじ部品５０の締付け方
向に回転してその係合部３５ａが回転規制穴３１ａに係
合する時、クラッチ部３５ｂと係合するように構成され
ている。なお、前述のように、主動クラッチ３５の係合
部３５ａと支持部材３１に回転規制穴３１ａとは、ばね
４７の付勢により締付け方向で係合しているから、お互
いのクラッチ部３５ｂ，３７ｂも係合した状態に保たれ
ている。

【００１３】上記無頭ねじ部品の締結装置１において、
供給装置より供給ホースを通じてエア圧送された無頭ね
じ部品５０は、チャック爪１７ｄの保持穴に到達して保
持される。この状態でシリンダ５が作動すると、第１テ
ーブル７と第２テーブル１１とが一体に下降し、駆動ユ
ニット１５、チャックユニット１７および締結ユニット
３０が一体に下降する。そして、まず第２テーブル１１
がストッパ（図示せず）に当接するにともなってチャッ
クユニット１７が停止すると、続いて駆動ユニット１５
のモータ１５ａが駆動し、これを受けて締結ユニット３
０が回転を開始する。これにより、チャック爪１７ｄに
保持された無頭ねじ部品５０は、図６に示すように、ビ
ット３３のねじ穴３３ａに螺合され、その奥の鋼球４１
に接する。この時鋼球４１は、主動、被動両クラッチ３
５，３７のクラッチ部３５ｂ，３７ｂの係合にともなっ
て後退不可能であるから、無頭ねじ部品５０を所定量ね
じ穴３３ａへ螺入して強固に締結することができる。そ
の後、無頭ねじ部品５０は、締結ユニット３０の下降に
連れてチャック爪１７ｄから押し出され、ワークのねじ
穴に締め付けられる。

【００１４】その後、モータ１５ａが逆駆動すると、主
動クラッチ３５はばね４７の付勢に逆らって係合部３５
ａと回転規制穴３１ａとが図７（ａ）に示す係合状態と
なるまで支持部材３１に対して所定角度回転する。これ
により図７（ｂ）に示すように、主動クラッチ３５と被
動クラッチ３７の係合は解除されて両者は離間し、被動
クラッチ３７、押圧軸４３および鋼球４１は、支持部材
３１あるいはビット３３に対してそれぞれ摺動自在とな
る。

【００１５】前述のように回転規制穴３１ａと係合部３
５ａとが緩め方向において係合すると、主動クラッチ３
５と支持部材３１とは締め付け時とは逆方向に一体に回
転するが、この時鋼球４１および押圧軸４３は摺動自在
になっているため、無頭ねじ部品５０とビット３３との
間の締結力は解除されており、ワークに締め付けた無頭
ねじ部品５０を緩めることなく、ビット３３と無頭ねじ
部品５０の螺合を解くことができる。このようにビット
３３と無頭ねじ部品５０との螺合を解いて後、シリンダ
５の復動により、駆動ユニット１５、チャックユニット
１７、締結ユニット３０等は元の位置まで復帰し、次の
締結作業に備える。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の無頭ねじ部
品の締結装置は、主動クラッチが所定角度回転するにと
もなってこれと一体に回転可能なビットと、主動クラッ
チが所定角度回転するにともなってこれと係合する被動
クラッチとを設け、前記ビットには無頭ねじ部品が螺合
可能なねじ穴を形成するとともに、このねじ穴を閉鎖可
能な鋼球などの閉鎖部材を設け、前記主動クラッチと被
動クラッチとが係合するのを受けて閉鎖部材がねじ穴を
塞ぐ位置に保持されるよう構成されている。このため、
無頭ねじ部品の締め付け後、ただちにモータを逆転駆動
しても、主動クラッチと被動クラッチの係合が解除され
て後にビットが回転することになり、よって閉鎖部材を
開放して迅速かつ確実にビットと無頭ねじ部品との螺合
を解くことができ、作業サイクルタイムを向上すること
ができるとともに、モータ、シリンダなどの動作制御も
簡素化できる等の利点がある。

【００１７】また、主動クラッチと支持部材とをばねで
連結し、支持部材を無頭ねじ部品の締付け方向と逆方向
に常時付勢しているため、主動クラッチの係合部と支持
部材の回転規制穴とを締付け時の係合状態に常時保つこ
とができ、無頭ねじ部品締結後の逆転に際して主動クラ
ッチと被動クラッチの係合を確実に解除して押圧部材に
よる押圧を解除し、ビットと無頭ねじ部品の螺合を確実
かつ容易に解くことができる等の利点がある。

【００１８】さらに、被動クラッチは支持部材と一体に
回転可能であり、各クラッチの係合面は傾斜面になって
いるため、閉鎖部材に押圧力を作用させると同時に回転
伝達も行うことができ、しかも、被動クラッチは、無頭
ねじ部品の締結時に主動クラッチの係合部が回転規制穴
に係合する時に主動クラッチと係合するため、ビットへ
の回転伝達の負荷を回転規制穴とクラッチ部とに分散し
て受け、支持部材などの部品の変形を防止できる等の利
点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る無頭ねじ部品の締結装置の要部拡
大断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】本発明に係る無頭ねじ部品の締結装置の一部切
欠断面図である。

【図５】主動クラッチと被動クラッチ付近の斜視説明図
である。

【図６】本発明に係る無頭ねじ部品の締結装置の動作説
明図である。

【図７】本発明に係る無頭ねじ部品の締結装置の動作説
明図である。

【図８】従来例の説明図である。

【符号の説明】

１ 無頭ねじ部品の締結装置 １５ 駆動ユニット １５ａ モータ １７ チャックユニット ３０ 締結ユニット ３１ 支持部材 ３１ａ 回転規制穴 ３３ ビット ３３ａ ねじ穴 ３５ 主動クラッチ ３５ａ 係合部 ３７ 被動クラッチ ４１ 鋼球

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動源の駆動を受けて回転可能な主動
   クラッチと、この主動クラッチが所定角度回転するのを
   受けてこれと一体に回転可能なビットと、主動クラッチ
   が所定角度回転するにともなってこれと係合あるいは離
   間する被動クラッチとを設け、 前記ビットには無頭ねじ部品が螺合可能なねじ穴を形成
   するとともに、このねじ穴を閉鎖可能な閉鎖部材を設
   け、この閉鎖部材を前記主動クラッチと被動クラッチと
   が係合するのを受けて前記ねじ穴を塞ぐ位置に保持する
   ように構成したことを特徴とする無頭ねじ部品の締結装
   置。
2. 【請求項２】回転駆動源の駆動を受けて回転可能な主動
   クラッチを設けるとともに、この主動クラッチを案内す
   る支持部材を回転自在に配置し、前記主動クラッチには
   一体に回転可能な係合部を設け、また前記支持部材には
   前記係合部が所定角度回転するにともなって係止可能な
   回転規制穴を形成し、主動クラッチが所定角度回転する
   にともなって支持部材が一体に回転するよう構成する一
   方、 前記支持部材に無頭ねじ部品を螺合可能なねじ穴を備え
   たビットを連結し、このビットには前記ねじ穴を閉鎖可
   能な閉鎖部材を摺動可能に案内し、 さらに前記支持部材に前記主動クラッチと係合可能な被
   動クラッチを摺動可能に配置し、この被動クラッチが主
   動クラッチと係合することによって前記閉鎖部材が前記
   ビットのねじ穴を閉鎖する位置に保持されるように構成
   したことを特徴とする無頭ねじ部品の締結装置。
3. 【請求項３】被動クラッチは支持部材と一体に回転可能
   に構成され、かつ被動クラッチと主動クラッチは傾斜し
   た係合面を備えていることを特徴とする請求項２に記載
   の無頭ねじ部品の締結装置。
4. 【請求項４】主動クラッチと支持部材を弾性体により連
   結し、支持部材を常時無頭ねじ部品の締結方向と逆の方
   向へ付勢したことを特徴とする請求項２または請求項３
   に記載の無頭ねじ部品の締結装置。
5. 【請求項５】被動クラッチは、主動クラッチの係合部が
   支持部材の回転規制穴に係止する時、主動クラッチと係
   合することを特徴とする請求項３または請求項４に記載
   の無頭ねじ部品の締結装置。