(57)【要約】 【課題】比較的軽量コンパクトでかつねじ込み初期には高速低トルクで、ねじ込み完了時には低速高トルクでのねじ部品締結を可能にしたねじ部品自動締結機を得る。【解決手段】駆動モータ４を正逆回転可能とし、これにより回転される駆動軸２の正転時にはドライブ軸６を一体回転可能に連結し、逆転時には連結が外れる第１一方向クラッチ２１を設けて高速低トルク駆動する構成とし、一方、駆動軸２の周囲にこれの逆回転を減速するとともに回転方向が反対の正回転を出力する出力減速手段を配置し、これの出力側に低速正回転を伝達する回転接続部材３２を連結し、回転接続部材３２とドライブ軸６とともに一体回転可能な伝達軸７との間に伝達軸７の正転時には連結しないで回転接続部材３２の正転時には連結する第２一方向クラッチ３１を介在させ、ドライブ軸６を低速高トルク駆動する構成にしたねじ部品自動締結機である。【選択図】図１
2010184342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ部品に係合してワークにこれをねじ込むドライブ軸（６）と、このドライブ軸に高速低トルクの駆動力を与えるとともに、高速低トルク駆動が終了すると続いて低速高トルク駆動でねじ部品をねじ込むねじ部品自動締結機において、
前記ドライブ軸に回転駆動力を与える１つの駆動モータ（４）を正逆回転可能とし、この駆動モータから回転が伝達される駆動軸（２）にこれの正転時には前記ドライブ軸を一体回転可能に連結し、逆転時にはこの連結が外れる第１一方向クラッチ（２１）を設けて高速低トルク駆動する構成とし、一方、前記駆動軸の周囲にこの駆動軸の逆回転を減速するとともに回転方向が反対の正回転を出力する出力減速手段を配置し、この出力減速手段の出力側にこれから出力された低速正回転を伝達する回転接続部材（３２）を連結し、この回転接続部材と前記ドライブ軸とともに一体回転可能な伝達軸（７）との間に伝達軸の正転時には連結しないで回転接続部材の正転時には連結する第２一方向クラッチ（３１）を介在させ、高速低トルクねじ込み作業によりねじ部品がワークに着座してストール状態になると、駆動モータが逆転してドライブ軸を低速高トルク駆動する構成にしたことを特徴とするねじ部品自動締結機。
【請求項２】
減速出力手段はその入力側に駆動軸が連結され、出力側には回転接続部材が連結されているハーモニックドライブ（登録商標）減速機構構造の減速機（４０）であることを特徴とする請求項１記載のねじ部品自動締結機。
【請求項３】
駆動軸はその先端部周囲に配置されかつ駆動軸の正転時のみ連結する第1一方向クラッチを介して回転連結体（２２）を正回転させる構成であって、この回転連結体にはドライブ軸に回転を伝達する伝達軸が連結され、しかも、この伝達軸の周囲に回転接続部材を回転自在に配置し、この伝達軸と回転接続部材との間に介在している第２一方向クラッチにより伝達軸の正転時には駆動軸の回転がドライブ軸に伝達され、前記回転接続部材への回転は遮断される構成であることを特徴とする請求項１又は２記載のねじ部品自動締結機。
【請求項４】
ねじ部品に係合してワークにこれをねじ込むドライブ軸と、このドライブ軸に高速低トルクの駆動力を与えるとともに、高速低トルク駆動が終了すると続いて低速高トルク駆動でねじ部品をねじ込むねじ部品自動締結機において、
前記ドライブ軸に回転駆動力を与える１つの駆動モータを正逆回転可能とし、この駆動モータから回転が伝達される駆動軸にこれの正転時には前記ドライブ軸を一体回転可能に連結し、逆転時にはこの連結が外れる第１一方向クラッチを設けて高速低トルク駆動する構成とし、一方、前記駆動軸の周囲にこの駆動軸の逆回転を減速するとともに回転方向が反対の正回転を出力する出力減速手段を配置し、更に、駆動軸と出力減速手段との間に伝達軸の正転時には連結しないで回転接続部材の正転時には連結する第２一方向クラッチを介在させ、高速低トルクねじ込み作業によりねじ部品がワークに着座してストール状態になると、駆動モータが逆転してドライブ軸を低速高トルク駆動する構成にしたことを特徴とするねじ部品自動締結機。
【請求項５】
減速出力手段はその入力側に第２一方向クラッチを介して駆動軸が連結され、出力側には回転接続部材が連結されているハーモニックドライブ（登録商標）減速機構構造の減速機であることを特徴とする請求項４記載のねじ部品自動締結機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ、ボルトあるいはナット等のねじ部品を最初は高速低トルク回転でねじ込み、続いてあらかじめ設定した最終締結トルクまで低速高トルクでワークにねじ部品を締結するとともに比較的軽量小型化を可能にしたねじ部品自動締結機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から一般的に良く知られているボルト、ナット、ねじ等のねじ部品締結機は、これら部品を作業サイクル毎に自動供給し、これをワークにねじ込むようにした機械がよく知られている。このような機械にあって、その一例としてのねじ締め機は、ねじの頭部に形成された十字あるいは六角穴のような矩形形状の駆動穴に係合可能なドライバビットを用い、このドライバビットを駆動軸を介して電動ドライバに連結した構成である。このねじ締め機でワークにねじをねじ込む場合、ねじの駆動穴にドライバビットを係合させた状態で電動ドライバを駆動する。これにより、ドライバビットからねじに回転力が伝達され、ねじはワークに締結されるようになっている。
【０００３】
このようなねじ締め機は、高いねじ締め精度（バラツキの少ない締結トルク）を要求される所へのねじ締め作業には適しておらず、締結トルクを規定通りにする必要がある場合にはあまり採用されていない。そこで、このような締結トルクの安定した部品締結機として最近使用されつつあるねじ部品締結機としては、一例として図５に示すような締結機がある。これは特許文献１に示されているように、低速高トルクドライバ１０２及び高速低トルクドライバ１０３の二本を配置したねじ締め機であり、チャックユニット（図示せず）にねじが保持されてから低速高トルクドライバ１０２及び高速低トルクドライバ１０３を同時に駆動する。このとき、一方向クラッチ１２０により外輪１２１が内輪１２２に対してスリップするため、ドライバビット（図示せず）は駆動軸１０４を介して高速低トルクドライバ１０３のみの回転を受けて回転し、ねじを高速でねじ込むようになっている。この動作において、ねじがねじ込まれるにつれて高速低トルクドライバ１０３の回転数が低下して低速高トルクドライバ１０２の回転数よりも低下すると、一方向クラッチ１２０の作用により低速高トルクドライバ１０２の回転をギア連結されている駆動軸１０４に伝達し、低速で最終締結トルクに達するまでねじ込まれるようになっている。
【０００４】
また、最近になって、図４に示すようなねじ締め機も開発されている。これは、後方に配置された駆動モータ２０４によりモータ軸２０５の延長中心線上に位置しているドライブ軸２０６に直結状態の第１回転伝達経路２２０からねじ締め初期において回転を伝達してドライブ軸２０６を高速低トルク回転させ、ねじ部品を仮締めし、このねじの座面がワーク（図示せず）に着座すると同時にモータ軸２０４の回転方向が切り替わり、回転動力の伝達経路が変更されて前記モータ軸２０４の延長中心線の周囲に配置されている第２回転伝達経路２３０から低速高トルク回転が伝達されるように構成されたねじ締め機である（特許文献２参照）。このねじ締め機においては、ねじ締めのための駆動モータ２０４の回転方向が変更されたときに回転の伝達を通断するための一方向クラッチ２１１、２２１、２３１が三ヶ所に設けられており、これにより回転伝達経路の変更を滑らかに行うようになっているが、これに反してその機械全体が比較的大きくなるとともに重量も重くなり、作業者が使用しにくかったり、自動機械自体の剛性を高める必要から機械の軽量化に多大な影響を与えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−５２２６８号公報
【特許文献２】特開２００８−１１４３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記図５に示すような高速低トルクドライバと低速高トルクドライバの二台を有するねじ締め機においては、ねじ締め機全体が大きくなっている。しかも、高速低トルクドライバと低速高トルクドライバはスタート信号が入ると、どちらにも電流が流れて夫々回転するようになっているため、現在のように省エネルギが求められている環境においては時代に逆行することになり、市場に受け容れられない。また、両方のトルクドライバが回転していることから、着座時の衝撃トルクは高くなっており、そのため、正確な最終締結トルクが得られない。一方、もう一つの従来技術である図４に示すように駆動モータの正転時に高速低トルクでのねじ締めを行い、駆動モータの逆転時に低速高トルクでのねじ締めを行うようにしたねじ締め機では、この駆動モータのモータ軸の回転を正逆切り替えて夫々異なる回転伝達経路から必要な回転をドライブ軸に伝達し、一方の伝達経路から回転が伝達されているときには他方の伝達経路からの回転が完全に遮断されるようになった構成なので、多くの一方向クラッチが内蔵されている。このため、比較的機械の駆動部分が大きくなるとともにその重量も増加している。しかも、このねじ締め機を、ねじ締め組立用の自動化された機械例えば、組立用ロボットに組み込んだ場合、この重量が機械に負担を与え、機械の寿命を短くしたり、また、これを支えるアーム等の強度を大きくする必要から必然的に機械全体が大きくなり、小型軽量化が困難になる等の課題が生じている。
【０００７】
本発明の目的は、このような課題を解消するとともに高性能で、比較的軽量コンパクトでかつねじ部品のねじ込み初期には高速低トルクで、ねじ込み完了時には低速高トルクでねじ部品を締結することを可能にしたねじ部品自動締結機を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、ねじ部品に係合してワークにこれをねじ込むドライブ軸６と、このドライブ軸６に高速低トルクの駆動力を与えるとともに、高速低トルク駆動が終了すると続いて低速高トルク駆動でねじ部品をねじ込むねじ部品自動締結機において、前記ドライブ軸６に回転駆動力を与える１つの駆動モータ４を正逆回転可能とし、この駆動モータ４から回転が伝達される駆動軸２にこれの正転時には前記ドライブ軸６を一体回転可能に連結し、逆転時にはこの連結が外れる第１一方向クラッチ２１を設けて高速低トルク駆動する構成とし、一方、前記駆動軸２の周囲にこの駆動軸２の逆回転を減速するとともに回転方向が反対の正回転を出力する出力減速手段を配置し、この出力減速手段の出力側にこれから出力された低速正回転を伝達する回転接続部材３２を連結し、この回転接続部材３２と前記ドライブ軸６とともに一体回転可能な伝達軸７との間に伝達軸７の正転時には連結しないで回転接続部材３２の正転時には連結する第２一方向クラッチ３１を介在させ、高速低トルクねじ込み作業によりねじ部品がワークに着座してストール状態になると、駆動モータ４が逆転してドライブ軸６を低速高トルク駆動する構成にしたねじ部品自動締結機を提供することで達成される。
【０００９】
また、この目的を達成するために前記ねじ部品自動締結機の構成において、減速出力手段はその入力側に駆動軸２が連結され、出力側には回転接続部材３２が連結されているハーモニックドライブ（登録商標）減速機構構造の減速機４０であるので、大きな減速回転出力が得られるとともに１つの駆動モータの正逆回転変更だけで低トルクから高トルクへの変更が可能になる。その上、この目的達成のために前記構成に加えて、駆動軸はその先端部周囲に配置されかつ駆動軸２の正転時のみ連結する第1一方向クラッチ２１を介して回転連結体２２を正回転させる構成であって、この回転連結体２２にはドライブ軸６に回転を伝達する伝達軸７が連結され、しかも、この伝達軸７の周囲に回転接続部材３２を回転自在に配置し、この伝達軸７と回転接続部材３２との間に介在している第２一方向クラッチ３１により伝達軸７の正転時には駆動軸２の回転がドライブ軸６に伝達され、前記回転接続部材３２への回転は遮断される構成としたねじ部品自動締結機としても達成され、より確かな締結トルクを得ることができる。
【００１０】
更に、この目的は、ねじ部品に係合してワークにこれをねじ込むドライブ軸６と、このドライブ軸６に高速低トルクの駆動力を与えるとともに、高速低トルク駆動が終了すると続いて低速高トルク駆動でねじ部品をねじ込むねじ部品自動締結機において、前記ドライブ軸６に回転駆動力を与える１つの駆動モータ４を正逆回転可能とし、この駆動モータ４から回転が伝達される駆動軸２にこれの正転時には前記ドライブ軸６を一体回転可能に連結し、逆転時にはこの連結が外れる第１一方向クラッチ２１を設けて高速低トルク駆動する構成とし、一方、前記駆動軸２の周囲にこの駆動軸２の逆回転を減速するとともに回転方向が反対の正回転を出力する出力減速手段を配置し、更に、駆動軸２と出力減速手段との間に伝達軸７の正転時には連結しないで回転接続部材３２の正転時には連結する第２一方向クラッチ３１を介在させ、高速低トルクねじ込み作業によりねじ部品がワークに着座してストール状態になると、駆動モータ４が逆転してドライブ軸６を低速高トルク駆動する構成にしたねじ部品自動締結機を提供することによっても達成される。
【００１１】
その上、駆動軸に接続される前記減速出力手段はその入力側に第２一方向クラッチを介して駆動軸２が連結され、出力側には回転接続部材３２が連結されているハーモニックドライブ（登録商標）減速機構構造の減速機であるねじ部品自動締結機とすることで、締結機のより軽量化が可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、一台の駆動モータでの正逆回転とこの回転により連結あるいは遮断する一方向クラッチを二個配置するだけでねじ込み初期には高速低トルクで、ねじ込み完了時には低速高トルクでねじ部品を締結することができるため、ねじ締め機全体がコンパクトになるばかりか、部品点数が削減されるので、ねじ締め機のコストの低減に繋がる。また、ねじ部品がワークに確実に着座して高速低トルクで正転しているモータ軸がストール状態になると、これと同時に駆動モータの回転が切り換わってモータ軸が逆転し、ドライブ軸は低速高トルク回転駆動するようになっているので、最終締結トルクが常に確実に得られるとともにねじ部品をワークに締結する締結作業時間が無駄なく短縮される。
【００１３】
更に、このねじ部品自動締結機は従来のように、常時両方の駆動手段が回転駆動される構成ではなく、モータ軸に連結されている伝達軸の正転あるいは逆転により高速低トルクあるいは低速高トルクをドライブ軸に伝達する構成であるから、電力を無駄に消費することがなく、時代にあった省エネルギ効果が得られる。しかも、従来のものは低速高トルクドライバがギアにより動力を伝達する構成であるが、本発明では、１つの駆動源によりモータ軸を正転あるいは逆転させてねじ部品を締結する構成であるから、高速回転駆動時の騒音が減少するとともに衝撃力も若干緩和されるので、比較的低い衝撃トルクとなり、より正確なねじ締めトルクが得られやすい。その上、ねじ込み初期段階からねじ部品がワークに着座するまでは高速回転し、着座した後、確実に低速高トルク回転をドライブ軸に伝達する構成であるから、ワークに対してねじ座面が浮いた所謂、ねじ浮きも生じないとともにねじ部品の締結コストが低減される。しかも、第２一方向クラッチの配置位置を回転接続部材と伝達軸との間から駆動軸と減速出力手段との間に変更し、回転接続部材と伝達軸とを一体回転可能に接続することで、一方向クラッチを小さくすることが可能になり、締結機の小型軽量化が可能になる等の特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の要部拡大断面図である。
【図２】本発明の全体構成を示す一部断面正面図である。
【図３】本発明に係る回転伝達系の動作状態を示す動作フロー図で、（ａ）は高速低トルク回転伝達状態を示し、（ｂ）は低速高トルク回転伝達状態を示している。
【図４】本発明の従来例の構成を示す要部断面図である。
【図５】本発明のもう一つの従来例を示す要部断面を含む構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下本発明の実施の形態を図１及び図２に基づき説明する。図２において、１は、昇降台（図示せず）に載置されて上昇あるいは下降動作するねじ部品自動締結機である。このねじ部品自動締結機１は駆動軸２に固定されている駆動プーリ３をベルト駆動するとともに正逆回転可能な１つの駆動モータ４と内部にこの駆動モータ４からの回転を伝達する回転伝達系を内蔵したケーシング１０と回転伝達系からの回転を受けるドライブ軸６とから構成されている。前記駆動プーリ３が固定されている駆動軸２の中心延長線上にはドライバビット（図示せず）を固定するドライブ軸６が配置してあり、この駆動軸２とドライブ軸６との間には二系統の回転伝達系が構成されている。この伝達系の１つはドライブ軸６を高速低トルクで回転させる第１の回転伝達系２０であり、もう一つはドライブ軸６を低速高トルクで回転させる第２の回転伝達系３０である。
【００１６】
これら第１、第２の回転伝達系２０、３０は図１に示すように、前記駆動モータ４の正逆回転時に夫々作用する構造となっており、この第１の回転伝達系２０はドライブ軸６を高速低トルク回転させるべく駆動軸２の先端にはこの駆動軸２が正転方向（時計方向）に回転したときに連結して回転伝達し、逆転方向（反時計方向）に回転したときは連結が外れて回転伝達を遮断する第１一方向クラッチ２１の一方が固定してあり、この第１一方向クラッチ２１の他方は駆動軸２と同一中心を有する円筒形状の回転連結体２２に固定されている。この回転連結体２２はこれの周囲に回転自在にケーシング１０に支持されている第２の回転伝達系３０を構成する中空形状の第１接続体３２ａに回転自在に支持されており、この回転連結体２２は前記駆動軸２の中心延長線上に配置されてドライブ軸６に回転を伝達する伝達軸７を回転させるよう連結されている。そして、これら駆動軸２、第１一方向クラッチ２１、回転連結体２２及び伝達軸７は前記第１の回転伝達系２０を構成しており、この第１の回転伝達系２０からの回転は伝達軸７に一体回転可能に連結されているドライブ軸６を高速低トルク回転伝達するようになっている。
【００１７】
一方、図２において、前記駆動軸２の中間位置における周囲には、この駆動軸２の高速低トルクの回転を大きな減速比で減速し、これの回転を低速高トルクに変換する減速出力手段としての減速機４０が配置されている。この減速機４０はハーモニックドライブ（登録商標）減速機構と呼ばれる構造を有しており、これは前記駆動モータ４から駆動プーリ３を介して伝達される駆動軸２の回転を駆動軸２の回転方向とは逆方向の低速高トルクの回転に変換して出力するようにした構成である。この構成は例えば、特開昭５８−１９６３４９号あるいは特開昭５９−１１３３４２号公報に開示されており、本発明出願以前に既に公知となっているので、これの説明は省略する。
【００１８】
前記駆動軸２にはこの減速機４０の入力側となるジェネレータ４１を動作させるようになっており、このジェネレータ４１の動作により減速機４０の出力側となるフレキシブルギア４２に減速回転を出力するようになっている。この減速機４０の出力側は前記ケーシング１０に回転自在に支持されている円筒形状の第１接続体３２ａに接続してあり、この第１接続体３２ａには第２接続体３２ｂが同心軸上に第１接続体３２ａと同様にケーシング１０に回転自在に支持された状態で一体連結してあり、これら第１、第２接続体３２ａ、３２ｂは回転接続部材３２を構成している。この第２接続体３２ｂと前記伝達軸７との間には第２一方向クラッチ３１が介在しており、この第２一方向クラッチ３１は前記回転接続部材３２が正回転するとき伝達軸７にこの回転を伝達するようになっている。そして、これら駆動軸２、減速機４０、回転接続部材３２、第２一方向クラッチ３１及び伝達軸７は前記第２の回転伝達系３０を構成しており、この第２の回転伝達系３０からの回転はドライブ軸６を低速高トルク回転伝達するようになっている。
【００１９】
また、これら第１の回転伝達系２０から回転が出力伝達されている状態すなわち、駆動軸２が正転している状態においては、第２の回転伝達系３０にも減速出力手段としての減速機４０から逆転方向の低速回転が伝達されているが、伝達軸７が正転高速回転しているとともに回転接続部材３２が逆転しているため、第２一方向クラッチ３１が作用して低速回転は遮断された状態となっている。一方、第２の回転伝達系３０から回転が出力伝達されている状態すなわち、駆動軸２が逆転している状態においては、第２の回転伝達系３０の減速機４０からの出力が正転低速回転となり、この回転は回転接続部材３２を介して第２の一方向クラッチ３１に伝達されている。このとき第１の回転伝達系２０の第１一方向クラッチ２１は駆動軸２からの逆回転を遮断した状態となっているので、第２の回転伝達系３０からの低速高トルク回転が伝達軸７に伝達されることになることから駆動軸２の正逆回転の切り替えにより高速低トルク回転から低速高トルク回転へ変換することになる。しかも、これら第１、第２の回転伝達系２０、３０は前記ケーシング１０に内蔵されており、回転接続部材３２はこのケーシング１０に回転自在に支持され、この回転接続部材３２には回転連結体２２が回転自在に夫々支持された構成となっている。
【００２０】
更に、前記ドライブ軸６の先端にはねじ（図示せず）の頭部に係合するボックスビットあるいは十字ビット等のドライバビット（図示せず）が連結してあり、このドライバビットは前記第１、第２の回転伝達系２０、３０から伝達される回転を受けてねじ部品のねじ込み初期には高速低トルクで、ねじ込み完了時には低速高トルクで回転されるようになっている。
【００２１】
その上、図２に示すように、前記ドライブ軸６の周囲にはこれを覆う筒状の起歪管５０が前記ケーシング１０の下端に固定されたスペーサ１１に固定配置してあり、この起歪管５０はワーク（図示せず）にねじ部品が着座し、高トルクで締結されるときに発生する前記ドライブ軸６の反力を受けるようになっており、この起歪管５０にはこれが捻れ、この捻れに応じた歪みを電気信号として検出する歪みゲージ５１が取り付けられている。これら起歪管５０、歪みゲージ５１によりトルクセンサが構成され、歪みゲージ５１の信号から制御部８において締結トルクが判定され、所定締結トルクが得られるようになっている。
【００２２】
また、前記駆動モータ４はモータ軸５の回転状態の信号を出力するようになっており、この信号は前記制御部８に入り、前記センサからの信号とともに処理されるようになっている。しかも、この制御部８は前記駆動モータ４を正逆回転させるための信号を出力するようになっており、これは駆動モータ４のストール状態（ストールとは、駆動モータ４のモータ軸５が回転不可により回転できなくなる現象を指す。）における信号を出力するものであり、このストール状態になると、駆動モータ４の正転による高速低トルクの駆動が前記信号を受けて駆動モータ４が切り換えられて駆動軸２が逆転し、ドライブ軸６には低速高トルク駆動が伝達されることになる。しかも、この制御部８は、ねじ部品の種類に応じて設定されている最終締結トルクに対して、駆動モータ４の正転によりねじ部品が高速回転でねじ込まれて、ねじ部品がワークに着座してストール状態になると、発生する衝撃トルクが前記最終締結トルクを超えないよう駆動モータ４の最高回転数を決定する構成ともなっている。
【００２３】
次に、本発明の作用を説明すると、ねじ部品を係合保持した状態のドライバビットを有するねじ部品自動締結機において、ワークの締結位置にねじ部品を位置させた状態で、スタート信号が入ると、図３（ａ）に示すように、駆動モータ４によりモータ軸５と駆動軸２とが正方向すなわち、ねじ込み方向である時計方向へ高速回転する。このとき、前記ドライブ軸６は第１一方向クラッチ２１が連結して駆動軸２、回転連結体２２、伝達軸７及びドライブ軸６は一体になって回転する。一方、この回転により同図の右に示すように、減速機４０も回転され逆転方向すなわち、反時計方向の低速回転が減速機４０で減速されて出力されるが、第２一方向クラッチ３１が働いて伝達軸７への回転伝達が遮断されている。これにより、ドライブ軸６は何らの抵抗も受けることなく高速低トルク回転し、ドライバビットにこの回転が伝達され、ねじ部品は高速低トルクでワーク（図示せず）にねじ込まれる。
【００２４】
このようにして、ねじ部品が高速回転でねじ込まれてワークにねじ部品が着座すると、駆動モータ４はストール状態となり、この駆動モータ４には逆転開始の信号が制御部８から入り、図３（ｂ）に示すように、駆動モータ４のモータ軸５の逆転により駆動軸２が逆方向、すなわち、反時計方向に高速回転する。このため、第１一方向クラッチ２１は空転状態となって回転が遮断され、伝達軸７は高速逆回転が遮断された状態になる。一方、駆動軸２には減速機４０が連結されているので、前記駆動軸２の逆回転が減速機４０の出力側から減速された正転、すなわち、時計方向の低速回転となって出力され、回転接続部材３２から第２一方向クラッチ３１に伝達される。この回転接続部材３２からの回転はこの第２一方向クラッチ３１が連結されるので、伝達軸７から低速高トルクの正回転がドライブ軸６に伝達される。そして、ねじ部品はワークに所定トルクで締結される。この低速高トルクの回転中において、トルクセンサにより締結トルクがあらかじめ所定値に設定されている最終締結トルクに達すると、締結完了となる。
【００２５】
このねじ部品の締結作業において、駆動モータ４によるストール状態は最終締結トルクより低い衝撃トルクで発生するように制御部８により駆動制御されているので、この駆動モータ４での慣性は小さいものとなり、最終締結トルクが駆動モータ４の逆転駆動により正確に得られることになる。このことから駆動モータ４の正転でのねじ込み開始からワークに着座するまでの締結作業は高速回転で行うことができる。
【００２６】
一方、制御部８は駆動モータ４での高速低トルクねじ込み作業によりねじ部品がワークに着座してストール状態になると、駆動モータ４が逆転し、最終締結トルクに達するまでドライブ軸６を低速高トルクで回転駆動するよう制御を行うようになっており、このストール状態を検出して駆動モータ４を制御するとともに、ねじ部品が着座して最終締結トルクに達したか否かを判定している。このように駆動モータ４、トルクセンサ等の信号を制御部８との間で送受信することによって締結作業を総合的に制御することができ、ねじ部品の締結を効率よく行うことになる。
【００２７】
この後、ねじ部品の締結作業サイクルが完了すると、駆動モータ４は正転状態に復帰して次の作業サイクルまでの待機状態となって、再び次のスタート信号が入ると、以上の締結動作が繰り返される。
【００２８】
尚、この実施の形態では、正方向を時計方向、逆方向を反時計方向として示しているが、正方向を反時計方向、逆方向を時計方向として捉えてもよく、通常一般的に使用されているねじは右ねじであって、これの上方から見てねじ込む方向を正方向と捉えていることから示したもので、左ねじの場合は反対になることは容易に理解されることである。
【００２９】
以上の実施の形態では、一つの一方向クラッチ２１を駆動軸２と回転連結体２２との間に、また、もう一つの一方向クラッチ３１を回転接続部材３２の第２接続体３２ｂと伝達軸７との間に配置しているが、これに限定されるものではない。すなわち、第２接続体３２ｂと伝達軸７との間に配置した一方向クラッチ３２を除いて第２接続体３２ｂと伝達軸７とを一体回転可能に接続し、その変わりに駆動軸２と減速機４０との間に駆動軸２の逆転時に連結し、正転時にはその連結が外れる比較的小さい例えば、第一方向クラッチ２１と同様の大きさの一方向クラッチを介在させることによっても同様の作用が得られることは容易に理解されるものである。そして、このようにすることで、全ての一方向クラッチを比較的小さくでき、締結機の駆動部分の更なる小型化が推進できる。もっともこのようにすることで、伝達軸７の高速低トルク回転において減速機４０のフレキシブルギア４２にも高速回転が伝達されることからこれの破損が懸念されるので、高速低トルク回転をあまり高速にしないことを十分に考慮する必要があることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、ねじ部品の締結において、あらかじめ設定した締結トルクでのねじ込み作業をねじ浮きが生じることなく正確に得られるようにするとともに機械の小型化且つ軽量化に向けて好適である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ねじ部品自動締結機
２  駆動軸
３  駆動プーリ
４  駆動モータ
５  モータ軸
６  ドライブ軸
７  伝達軸
８  制御部
１０  ケーシング
１１  スペーサ
２０  第１の回転伝達系
２１  第１一方向クラッチ
２２  回転連結体
３０  第２の回転伝達系
３１  第２一方向クラッチ
３２  回転接続部材
３２ａ  第１接続体
３２ｂ  第２接続体
４０  減速機
４１  ジェネレータ
４２  フレキシブルギア
５０  起歪管
５１  歪みゲージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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