(57)【要約】【課題】圧入と締結にかかる駆動手段を共通化し組立装置を小型化する。【解決手段】推力を発生させる推力発生部２と、推力発生部２で発生した推力を回転トルクに変換する変換部３と、を備え、変換部３は、ナット１２と、ナット１２に接続されたリテーナー１３と、リテーナー１３を介してナット１２に接続されるとともに、下端部にベアリングを有する押し付け端１１ａが設けられたリードバー１１と、リードバー１１の押し付け端１１ａがワーク４に当接した状態のときに、リードバー１１と当接して、締結部材２１をワーク４に螺合するソケット１５と、リードバー１１が一方向にのみ一体で回転とするようにソケット１５とリードバー１１の間に取り付けられるワンウェイクラッチ１６と、ソケット１５が回転する際に抵抗を発生させる抵抗発生部１７と、を有する。ナット１２とリードバー１１が上下方向に相対移動することで、リードバー１１が回転動作する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに締結部材を締結する組立装置であって、
駆動手段により推力を発生させる推力発生部と、前記推力発生部で発生した推力を回転トルクに変換する変換部と、を備え、
前記変換部は、
ナットと、
ナットに接続されたリテーナーと、
前記リテーナーを介して前記ナットに接続されるとともに、下端部にベアリングを有する押し付け端が設けられたリードバーと、
前記リードバーの押し付け端が前記ワークに当接した状態のときに、前記リードバーと当接して、締結部材を前記ワークに螺合するソケットと、
前記ソケットと前記リードバーが一方向にのみ一体で回転とするように前記ソケットと前記リードバーの間に取り付けられるワンウェイクラッチと、
前記ソケットが回転する際に抵抗を発生させる抵抗発生部と、を有し、
前記推力発生部が発生させた推力によって前記リードバーを下降させる際に、前記ナットと前記リードバーが上下方向に相対移動することで、前記リードバーが回転動作する、
組立装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルトやナットの圧入と締結を実行する組立装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特開２００６−００７３７１号公報がある。この公報に記載された組立機は、圧入部品を圧入するための圧入ツールと、ボルトやナットの締め付けを行うための締め付けツールと、が配置されている。この組立機では、圧入部品の圧入と、ボルトとナットの締め付けを、独立して実行することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−００７３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の組立機は、締め付けツールと圧入ツールを動作させるための動力として、それぞれにアクチュエータを備えている。そのため、組立機の部品点数が増加し、装置が大型化してしまうことがある。したがって、圧入部品の圧入と、ボルトとナットの締結を行うための駆動手段を、一つにまとめることによって、部品点数を減らして小型化したいという要望がある。
本発明は、圧入と締結にかかる駆動手段を共通化することで、小型化した組立装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかる組立装置は、ワークに締結部材を締結する組立装置であって、駆動手段により推力を発生させる推力発生部と、前記推力発生部で発生した推力を回転トルクに変換する変換部と、を備え、前記変換部は、ナットと、ナットに接続されたリテーナーと、前記リテーナーを介して前記ナットに接続されるとともに、下端部にベアリングを有する押し付け端が設けられたリードバーと、前記リードバーの押し付け端が前記ワークに当接した状態のときに、前記リードバーと当接して、締結部材を前記ワークに螺合するソケットと、前記ソケットと前記リードバーが一方向にのみ一体で回転とするように前記ソケットと前記リードバーの間に取り付けられるワンウェイクラッチと、前記ソケットが回転する際に抵抗を発生させる抵抗発生部と、を有し、前記推力発生部が発生させた推力によって前記リードバーを下降させる際に、前記ナットと前記リードバーが上下方向に相対移動することで、前記リードバーが回転動作する。
これにより、ナット及びリードバーに対して上下方向の推力を与えることで、ワークに締結部材を螺合させるための回転トルクを発生させることができる。
【発明の効果】
【０００６】
これにより、圧入と締結にかかる駆動手段を共通化することで、小型化した組立装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】組立装置の概略を示す図である。
【図２】変換部の位置を示す図である。
【図３】変換部の構成を示す図である。
【図４】組立装置による上下動の繰り返し動作を示す図である。
【図５】組立装置の動作フローを示す図である。
【図６】組立装置の動作における各ステップ実行時の動きを示した図である。
【図７】組立装置の動作における変換部の下部の動作の各ステップ実行時の動きを示した図
【図８】推力発生部のモータ出力と締付トルクの関係の一例を示す図である。
【図９】リードバーの下降スピードと締付トルクの関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２に示すように、組立装置１は、駆動手段により上下方向に動力を発生させる推力発生部２と、推力発生部２で発生した推力を回転トルクに変換する変換部３と、を備える。
【０００９】
推力発生部２は、変換部３に対して上下方向の推力を与える。推力発生部２は、変換部３の上部に当接して配置されている。
【００１０】
図３に示すように、変換部３は、リードバー１１と、リードバー１１が貫通するように配置されたナット１２と、リードバー１１とナット１２の間を介するリテーナー１３と、リードバー１１及びナット１２に接続されたスプリング１４と、リードバー１１の下方に配置された被締結部材（以下、ワーク）４に締結部材２１を螺合するソケット１５と、ソケット１５とリードバー１１を一方向にのみ一体で回転させるワンウェイクラッチ１６と、ナット１２と一体に形成されている抵抗発生部１７と、を備える。
【００１１】
リードバー１１は、上下方向に延在する略円柱状であり、外周にネジ溝が形成されている。リードバー１１の上端部は、推力発生部２に接続されている。リードバー１１は、推力発生部２が発生させた上下方向の推力に基づき、上下動を行う。リードバー１１の下端部には、ベアリングを有する押し付け端１１ａが形成されている。押し付け端１１ａは、リードバー１１が下端まで移動した際に、ワーク４に当接する。なお押し付け端１１ａの近傍には、上下方向への運動を吸収するスプリングが配置されている。また、リードバー１１は下部付近において、ワンウェイクラッチ１６を介してソケット１５が接続される。
【００１２】
ナット１２は、リードバー１１の外周に配置されている。言い換えると、円筒状のナット１２の中央部を上下方向に貫通する穴部に、リードバー１１が挿入されている。ここで、ナット１２は、リテーナー１３を介してリードバー１１に接続されている。ナット１２は、推力発生部２が発生させた上下方向の推力に基づき上下動を行う。なお、ナット１２は、回転動作を行わないように保持されている。また、ナット１２の外周部には、抵抗発生部１７の端部が連結されている。
【００１３】
リテーナー１３は、ナット１２のリードバー１１とナット１２の間に挟まれるように配置され、ネジ溝に挿入されている。例えばリテーナー１３は、ボール型リテーナーである。リテーナー１３は、リードバー１１とナット１２の上下方向に相対位置が変化するように移動した場合に、ねじ溝に沿って移動することで、回転トルクを発生させる。このとき、ナット１２は回転しないように固定されているため、リードバー１１が回転する。
【００１４】
スプリング１４は、リードバー１１及びナット１２接続されており、リードバー１１とナット１２が推力発生部２により上下方向に推力を与えられる際に、上下方向の運動を吸収する。例えばスプリング１４は、リードバー１１及びナット１２が上方にある状態では上下方向に伸長した状態であり、推力発生部２の下方への推力により、リードバー１１及びナット１２が下方に移動する力が加えられた場合に上下方向に縮むことで、運動を吸収する。
【００１５】
ソケット１５は、リードバー１１が下方に移動した状態で押し付け端１１ａがワーク４に当接している場合に、下部の側面側に配置されている。ソケット１５は略円筒状であり、内周側上部にはリードバー１１が下降した場合にワンウェイクラッチ１６を介してリードバー１１が連結される。またソケット１５には、内周側下部に締結部材２１が連結されている。ソケット１５は、ワンウェイクラッチ１６が接続状態のときにリードバー１１の回動に従って回動する。したがって、ソケット１５に締結部材２１がセットされた状態で回動することにより、締付部材とワーク４が締結される。また、ソケット１５の外周側には、抵抗発生部１７が上下方向に移動可能な状態で連結されている。
【００１６】
なお、締結部材２１とワーク４が接触する箇所の近傍であって、ワーク４を設置する治具上には、位置決めピンが配置されている。この位置決めピンにより、締結する際にワーク４の締結部材２１の位置ずれを補正する。
【００１７】
ワンウェイクラッチ１６は、リードバー１１とソケット１５の間に配置される。ワンウェイクラッチ１６は、リードバー１１の下降により発生する回転により、ソケット１５が締結部材２１をワーク４に締め付ける回転トルクを発生させる場合にはクラッチを繋いでいる接続状態にし、逆に、ソケット１５が締結部材２１とワーク４を弛める方向に動作するようにリードバー１１が動作した場合には、クラッチを切り離した切断状態にする。
【００１８】
抵抗発生部１７は、上端がナット１２に接続され、下端がソケット１５に接続されている。抵抗発生部１７の下端１７ａでは、ソケット１５と連結される箇所にゴム材やＯリングが配置され、摩擦により回転方向の動作を抑える抵抗を発生させる。なお、抵抗発生部１７は、摩擦による抵抗を発生させることに代えて、プランジャー等を設け、金属接触による抵抗によって回転動作を抑える抵抗を発生させてもよい。また、マグネット等の磁力による抵抗を発生させてもよい。
【００１９】
次に、組立装置１を用いて、締結部材２１をワーク４に締結させる手順について図４に示したフローを用いて説明する。ここで、図５に示すように、組立装置１は、推力発生部２による変換部３の上下動を繰り返して実行することによって、締結部材２１をワーク４に締結させる。なお、図６及び図７には、下記の各ステップにおける、各部の主な動作の様子を示している。
【００２０】
最初に、締結部材２１をソケット１５内に配置する（ステップＳ１）。
【００２１】
推力発生部２は、下方に向けて推力を発生させる（ステップＳ２）。これにより、リードバー１１及びナット１２は下降し、押し付け端１１ａがワーク４に当接する。ここで、リードバー１１が、ワンウェイクラッチ１６を介してソケット１５に当接する。
【００２２】
推力発生部２は、さらに下方への推力を発生させる。このとき、リードバー１１とナット１２が上下方向に相対位置が変わり、リテーナー１３の動作により、リードバー１１が回転を行う（ステップＳ３）。
【００２３】
リードバー１１は、ソケット１５に回転トルクを伝達する（ステップＳ４）。なおこのとき、ワンウェイクラッチ１６は接続状態であるため、リードバー１１の回転がソケット１５に伝達される。これにより、ソケット１５は、締結部材２１をワーク４に締め付ける。
【００２４】
このとき、リードバー１１は、推力発生部２の下方への推力により、下限まで下降した状態になる（ステップＳ５）。
【００２５】
推力発生部２は、下限まで下降したリードバー１１を上昇させる（ステップＳ６）。このとき、リードバー１１は、ソケット１５が緩む方向に回転を行う。ここで、ワンウェイクラッチ１６は切断状態になることにより、リードバー１１の回転がソケット１５に伝わらないように空転させる（ステップＳ７）。
【００２６】
またこのとき、リードバー１１を上昇させることで、リードバー１１を逆回転させるトルクが発生する。このとき、ソケット１５が締結部材２１を緩ませる緩みトルクのほうが小さいため、逆回転しようとする。ここで、抵抗発生部１７は、ソケット１５との間で抵抗を発生させることにより、ワーク４と締結部材２１の緩みを防止する（ステップＳ８）。すなわち、抵抗発生部１７によって抵抗を発生させることで、締結部材２１とワーク４とが摩擦等により停止する力が、リードバー１１とリテーナー１３の摩擦力より大きい状態とすることで、リードバー１１を逆回転させることを抑制する。
【００２７】
なお、ワーク４として用いられるネジのネジ長に合わせて、予めステップＳ２〜Ｓ８を実行する回数の予定を決定しておく。そして、ステップＳ２〜Ｓ８の動作が予定された回数だけ実行されたか判定する（ステップＳ９）。実行する予定の回数をまだ実行していない場合には、（ステップＳ９でＮｏ）、ステップＳ２に戻り、リードバー１１及びナット１２を下降させることにより締結部材２１を締結する処理を繰り返す。実行回数が予定された回数だけ実行された場合には（ステップＳ９でＹｅｓ）、ステップＳ１０に進む。
【００２８】
締結部材２１を回転により締結させる目標トルクに対して、下降スピードや推力発生部２のモータ荷重による締付トルクを決定し、締付トルクを発生させる（ステップＳ１０）。このとき、推力発生部２で発生させる推力の強弱によって、締付トルクの強弱が変更できる。
【００２９】
例えば図８に示すように、推力発生部２に設けられたモータの推力（出力）を変更することによって、締付トルクが変更される。なお組立装置１では、例えば図８に示すように、推力発生部２のモータの推力は約６５％〜８８％とすることで、締付トルクの規格下限から規格上限内に収めることができる。
【００３０】
また図９に示すように、リードバー１１を下降させるスピードを変更することによって、締付トルクが変更される。すなわち、下降スピードを早くすることで締付トルクは大きくなり、下降スピードを緩やかにすることで締付トルクは小さくなる。
【００３１】
これにより、ナット及びリードバーに対して上下方向の推力を与えることで、ワーク４に締結部材２１を螺合させるための回転トルクを発生させることができる。したがって、上下方向に推力を与える１つの推力発生部のみを動力として用いることで、締結部材２１の圧入と、回転による締付けを、それぞれ実行することができる。動力として用いる推力発生部を１箇所とすることができるため、回転用の動力発生部が必要なく、装置を小型化することができる。また、ネジ長によらずに圧入と締結を行うことができるため、異なるネジ等に対して汎用的に用いることができる。さらに、回転トルクを圧入荷重に変換する方法では回転トルクを圧入のための高荷重に変換することが不可能であるが、本手法のように推力を回転トルクに変換する方法により、高荷重をかけながら締結部材の締結を実行できる。
【００３２】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、汎用の圧入機に組立装置１を配置することによって、圧入と締付の工法を集約実施しても良い。また、ＸＹＺの直交軸を有し、ＸＹ軸上を連続的に搬送されるワーク４の上方に組立装置１を配置し、ワーク４のボルトの締付を、組立装置１をＺ軸方向（上下方向）に動作させるリフター推力によって実施しても良い。
【符号の説明】
【００３３】
１            組立装置
２            推力発生部
３            変換部
４            ワーク
１１            リードバー
１１ａ            押し付け端
１２            ナット
１３            リテーナー
１４            スプリング
１５            ソケット
１６            ワンウェイクラッチ
１７            抵抗発生部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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