(57)【要約】【課題】螺合部材の破損および回転駆動部の抜けを抑制することが可能なネジ締付装置を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、螺合部材を保持する保持部と、前記保持部を回転させることで前記螺合部材を部品に螺合させる回転駆動部と、前記保持部を前記螺合部材の回転軸方向に沿って移動させる移動部と、前記保持部の移動距離に応じて、前記移動部から前記螺合部材に加わる押付力を変化させる制御部と、を具備するネジ締付装置である。【選択図】図３
2020001140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺合部材を保持する保持部と、
前記保持部を回転させることで前記螺合部材を部品に螺合させる回転駆動部と、
前記保持部を前記螺合部材の回転軸方向に沿って移動させる移動部と、
前記保持部の移動距離に応じて、前記移動部から前記螺合部材に加わる押付力を変化させる制御部と、を具備するネジ締付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はネジ締付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボルトなどの螺合部材を回転させ、かつ回転駆動部を上下動させることで螺合部材を対象物に締め付ける技術が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９４７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
螺合の工程において、螺合部材を押し付ける力（押付力）の大きさによっては、螺合部材の破損、および回転駆動部の螺合部材からの抜けが発生する恐れがある。そこで、螺合部材の破損および回転駆動部の抜けを抑制することが可能なネジ締付装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的は、螺合部材を保持する保持部と、前記保持部を回転させることで前記螺合部材を部品に螺合させる回転駆動部と、前記保持部を前記螺合部材の回転軸方向に沿って移動させる移動部と、前記保持部の移動距離に応じて、前記移動部から前記螺合部材に加わる押付力を変化させる制御部と、を具備するネジ締付装置によって達成できる。
【発明の効果】
【０００６】
螺合部材の破損および回転駆動部の抜けを抑制することが可能なネジ締付装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は実施形態に係るネジ締付装置を例示する模式図である。
【図２】図２（ａ）から図２（ｃ）はボルトおよびソケットを拡大した図である。
【図３】図３は押付力と送り距離との関係を例示する図である。
【図４】図４は制御部が実行する制御を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本実施形態のネジ締付装置１００について説明する。図１は実施形態に係るネジ締付装置１００を例示する模式図である。図１に示すように、ネジ締付装置１００は、制御部１０、移動部１１、ソケット１６（保持部）、回転駆動部１７、モータ２２を備える。ボルト３０（螺合部材）の側面にはネジ山が設けられ、ネジ締付装置１００はボルト３０を部品３２のネジ穴に螺合する。
【０００９】
移動部１１は支柱１２、スライド部１３およびモータ２０を有する。支柱１２は載置面３４の上に載置され、載置面３４からＺ軸方向に延伸する。支柱１２の一方の壁面にはスライド部１３が配置され、かつレールが設けられている。モータ２０はサーボモータであり、モータ２０が駆動することによりスライド部１３がレール上を上下方向（Ｚ軸方向）にスライドする。
【００１０】
回転駆動部１７はスライド部１３に連結され、ソケット１６は回転駆動部１７の下端に設けられている。ソケット１６は先端にボルト３０を保持する。回転駆動部１７およびソケット１６はスライド部１３とともに上下方向に移動することができる。モータ２２が駆動することで回転駆動部１７がソケット１６およびボルト３０とともに、Ｚ軸を回転軸として回転する。
【００１１】
制御部１０は例えばコンピュータなどの制御装置であり、モータ２０および２２に電気的に接続されている。制御部１０はモータ２０および２２にパルス信号などの電気信号を出力することでモータ２０および２２を駆動する。モータ２０が駆動することで、スライド部１３が上下動する。モータ２２が駆動することで、回転駆動部１７が回転する。
【００１２】
制御部１０は、電気信号を調整することで、モータ２０のトルクを制御し、ソケット１６からボルト３０に加わる押付力を制御する。モータ２０のトルクが小さければ押付力も小さく、トルクが大きければ押付力も大きい。制御部１０は、例えばモータ２０の回転量に応じた電気信号をモータ２０から取得する。これにより制御部１０は、スライド部１３の移動距離（送り距離）およびソケット１６の高さを検出する。後述のように、制御部１０は送り距離に応じてトルクおよび押付力を制御する。
【００１３】
図２（ａ）から図２（ｃ）はソケット１６およびボルト３０を拡大した図であり、ボルト３０を部品３２に取り付ける様子を順に示す。図２（ｂ）および図２（ｃ）ではボルト３０が見えるようにソケット１６を透視している。初めに、図２（ａ）に示すようにソケット１６を下方向に移動させボルト３０に篏合する。次に、図１のモータ２０が駆動することでスライド部１３がソケット１６とともに移動し、モータ２２が駆動することでソケット１６が回転する。これにより、図２（ｂ）に示すようにソケット１６を回転させながら下方向に移動させ、ボルト３０をねじ入れていく。図２（ｃ）に示すように、ソケット１６を回転させることで、ボルト３０を強く締め付ける。以上のようにボルト３０の取り付けが行われる。
【００１４】
図３は押付力と送り距離との関係を例示する図である。横軸はスライド部１３の送り距離Ｄを示し、縦軸はソケット１６からボルト３０に加える押付力を示す。前述のように、押付力はモータ２０のトルクにより制御される。送り距離ＤがＤ１になるまで、押付力はＰ１であり、一定である。このとき、図２（ａ）に示すようにソケット１６がボルト３０に篏合する。
【００１５】
図３に示すように、送り距離がＤ１からＤ２までは、押付力は一定の送り距離ごとに増減を繰り返す。押付力の増減の周期は、例えばボルト３０のネジ山のピッチと同一である。このとき、図２（ｂ）に示すように、ボルト３０がねじ入れられる。図３に示すように、送り距離がＤ２以上になると、押付力はＰ１よりも大きいＰ２となる。このとき、図２（ｃ）に示すようにボルト３０が部品３２に締め付けられる。
【００１６】
図４は制御部１０が実行する制御を例示するフローチャートである。図４に示すように、制御部１０は低トルクでモータ２０を駆動させる（ステップＳ１０）。低トルクとはソケット１６がボルト３０に加える押付力が図３のＰ１になる程度のトルクである。これによりスライド部１３およびソケット１６が下方向に移動し、図２（ａ）に示すようにソケット１６がボルト３０に篏合する。
【００１７】
制御部１０は、モータ２０から電気信号を取得して送り距離Ｄを検出し、送り距離ＤがＤ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。否定判定（Ｎｏ）の場合、ステップＳ１２が繰り返される。肯定判定（Ｙｅｓ）の場合、制御部１０はモータ２２を駆動し、ソケット１６を回転させる（ステップＳ１４）。制御部１０はモータ２０のトルクを一定の周期で増減させる（ステップＳ１６）。これにより図３のように押付力が増減する。図２（ｂ）に示すように、ボルト３０はソケット１６とともに回転し、部品３２に取り付けられる。
【００１８】
制御部１０は、送り距離ＤがＤ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。否定判定の場合、ステップＳ１８が繰り返される。肯定判定の場合、制御部１０は高トルクでモータ２０を駆動させる（ステップＳ２０）。高トルクとはソケット１６がボルト３０に加える押付力が図３のＰ２になる程度のトルクである。これにより、図２（ｃ）に示すようにソケット１６がボルト３０を強く締め付ける。制御部１０は、送り距離ＤがＤ３以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。否定判定の場合、ステップＳ２２が繰り返される。肯定判定の場合、制御は終了する。
【００１９】
本実施形態によれば、ソケット１６の送り距離に応じて、制御部１０がボルト３０に加わる押付力を制御する。具体的には、図３および図４に示すように、送り距離がＤ１までは押付力はＰ１で一定であり、送り距離がＤ１〜Ｄ２では増減し、送り距離がＤ２以上ではＰ２に増加する。
【００２０】
図２（ａ）のようにソケット１６がボルト３０に篏合する際に押付力が小さいため、ボルト３０の破損および斜め入りなどが抑制される。図２（ｂ）のようにボルト３０をねじ入れる際は、押付力がネジ山のピッチに追従して増減する。このためボルト３０の斜め入りを抑制し、真っ直ぐにねじ入れることができる。
【００２１】
図２（ｃ）のようにボルト３０を締め付けると、締付トルクが大きくなり、ソケット１６に加わる上向きの力が大きくなる。押付力がＰ２に増大することで、ソケット１６のボルト３０からの抜けを抑制し、ボルト３０を強く締め付けることができる。したがって、実施形態によればボルト３０の破損およびソケット１６の抜けを抑制し、ボルト３０を取り付けることが可能である。
【００２２】
制御部１０は、モータ２０のトルクを制御することで、ボルト３０に加わる押付力を制御する。このため押付力の変更が容易に可能である。モータ２０はサーボモータ以外に例えばリニアモータでもよい。
【００２３】
ネジ締付装置１００により締め付ける螺合部材は、ボルト３０以外にナットまたは雄ネジなどでもよい。ソケット１６は螺合部材を保持可能な形状を有していればよく、例えばドライバなどとしてもよい。
【００２４】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１０              制御部
１１              移動部
１２              支柱
１３              スライド部
１６              ソケット（保持部）
１７              回転駆動部
２０、２２        モータ
３０              ボルト（螺合部材）
３２              部品
３４              載置面
１００            ネジ締付装置
【図１】
2020001140.tif 000003
【図２】
2020001140.tif 000004
【図３】
2020001140.tif 000005
【図４】
2020001140.tif 000006