(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動軸を回転させるモータと、
前記回転駆動軸に連結される駆動ギヤと、
前記駆動ギヤと噛合する従動ギヤと、
前記従動ギヤに連結されて、該従動ギヤと一体的に回転される出力軸と、
前記出力軸の一方に設けられた螺子保持用のソケットと、
前記出力軸をピストンロッドとして往復動作させるシリンダと、
前記回転駆動軸に連結されて、前記モータの回転を減速して前記駆動ギヤへと伝達する減速機と、
を備え、
前記シリンダの軸線と前記モータの軸線と前記減速機の軸線とを、平行に配設し、
前記シリンダの回転軸と前記モータの回転軸と前記減速機の回転軸を、これらの回転軸の軸線方向に直交する断面方向で見た場合に、これらの回転軸の中心を結んだ線が直線となり、且つ、これらの回転軸の軸芯が直列に並ばない配置とすることを特徴とする締付け装置。
【請求項２】
回転駆動軸を回転させるモータと、
前記回転駆動軸に連結される駆動ギヤと、
前記駆動ギヤと噛合する従動ギヤと、
前記従動ギヤに連結されて、該従動ギヤと一体的に回転される出力軸と、
前記出力軸の一方に設けられた螺子保持用のソケットと、
前記出力軸をピストンロッドとして往復動作させるシリンダと、
前記回転駆動軸に連結されて、前記モータの回転を減速して前記駆動ギヤへと伝達する減速機と、
を備え、
前記シリンダの軸線と前記モータの軸線と前記減速機の軸線とを、平行に配設し、
前記シリンダの回転軸と前記モータの回転軸と前記減速機の回転軸をこれらの回転軸の軸線方向に直交する断面方向で見た場合に、前記シリンダの回転軸と前記減速機の回転軸の中心を結んだ第１の直線と、前記モータの回転軸と前記減速機の回転軸の中心を結んだ第２の直線とが、交叉するように配設されることを特徴とする締付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雄螺子に対し雌螺子を自動的に締付ける締付け装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多数の同一構造の一方のワークと他方のワークとを結合させる場合、雄螺子と雌螺子とを螺合させて一体化することは周知であり、この種の従来技術においては、螺子自動締付装置が用いられている。
【０００３】
従来、この種の螺子自動締付装置は、細長いケーシング内に回転駆動源としてのモータ、減速機構、トルクセンサ、螺子を保持するソケット、前記ソケットを螺子締付部位まで昇降させるためのシリンダ等からなる昇降装置等を直列に配置している構造のものがある。
【０００４】
一方、特開２０００−３１７７４５号公報に示されるように、自動車の組立ラインにおけるシャーシフレームに対するエンジンやサスペンションの取付け作業時において、パレット上に設けられたソケット手段に螺子を保持し、前記ソケット手段と、該ソケット手段とは別体からなる回転駆動装置の回転軸とを嵌合させ、回転駆動装置の回転作用下に螺子を回転させ、シャーシフレームにワークを取付ける技術も開発されるに至った。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の従来技術の構成は、前述した各部材を直列に配置しているため、装置構成が螺子の締付け軸方向に大型化してしまい、狭い空間内での螺子自動締付け作業が困難になるという問題がある。
【０００６】
また、後者の従来技術では、ソケット手段と、このソケット手段に回転駆動力を供給する回転駆動装置とが別体となっているため、前者の従来技術と同様に、装置構成が螺子の締付け軸方向に沿って大型化するとともに、ソケット手段と回転駆動装置の嵌合時における回転軸の位相を調整するための機能、ソケット手段に保持した雄螺子がワーク側の雌螺子と接触する際の衝撃力を吸収するための機能等が必要となり、装置構成の複雑化、大型化等が懸念される。
【０００７】
なお、前記のそれぞれの従来技術では、ソケット手段に回転駆動力を供給する回転駆動装置自体を昇降装置等によって昇降している。この場合、回転駆動装置はモータや減速機構等から構成されているが、これらの機器は一般的に重量物であるため、昇降装置に機械的な負荷が継続的に付与され、装置寿命が短くなってしまうといった問題が指摘されている。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、装置構成が小型で、狭小な空間での螺子自動締付け作業を可能にする締付け装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、回転駆動軸を回転させるモータと、前記回転駆動軸に連結される駆動ギヤと、前記駆動ギヤと噛合する従動ギヤと、前記従動ギヤに連結されて、該従動ギヤと一体的に回転される出力軸と、前記出力軸の一方に設けられた螺子保持用のソケットと、前記出力軸をピストンロッドとして往復動作させるシリンダと、前記回転駆動軸に連結されて、前記モータの回転を減速して前記駆動ギヤへと伝達する減速機とを備え、前記シリンダの軸線と前記モータの軸線と前記減速機の軸線とを、平行に配設し、前記シリンダの回転軸と前記モータの回転軸と前記減速機の回転軸を、これらの回転軸の軸線方向に直交する断面方向で見た場合に、これらの回転軸の中心を結んだ線が直線となり、且つ、これらの回転軸の軸芯が直列に並ばない配置とすることを特徴とする（請求項１記載の発明）。
【００１０】
また、本発明は、回転駆動軸を回転させるモータと、前記回転駆動軸に連結される駆動ギヤと、前記駆動ギヤと噛合する従動ギヤと、前記従動ギヤに連結されて、該従動ギヤと一体的に回転される出力軸と、前記出力軸の一方に設けられた螺子保持用のソケットと、前記出力軸をピストンロッドとして往復動作させるシリンダと、前記回転駆動軸に連結されて、前記モータの回転を減速して前記駆動ギヤへと伝達する減速機とを備え、前記シリンダの軸線と前記モータの軸線と前記減速機の軸線とを、平行に配設し、前記シリンダの回転軸と前記モータの回転軸と前記減速機の回転軸をこれらの回転軸の軸線方向に直交する断面方向で見た場合に、前記シリンダの回転軸と前記減速機の回転軸の中心を結んだ第１の直線と、前記モータの回転軸と前記減速機の回転軸の中心を結んだ第２の直線とが、交叉するように配設されてもよい（請求項２記載の発明）。
【００１１】
このようにすることにより、螺子締付け軸方向における装置構成が小型化され、狭小な空間での螺子の自動締付け作業が可能となるとともに、締付け装置を設置状況に応じた様々な形状に構成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る締付け装置について、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る締付け装置１０の概略縦断面図を、図２はその側面図をそれぞれ示す。締付け装置１０はモータ１２を含み、前記モータ１２の回転駆動軸（図示せず）は、ギヤトレイン１４、モータ１２と並列に配される減速機１６を介して出力軸１８に連結されている。出力軸１８には、駆動ギヤ２２が固着され、この駆動ギヤ２２は従動ギヤ２４と噛合し、駆動ギヤ２２、従動ギヤ２４はともに支持部材２５に支持されている。従動ギヤ２４には、例えば断面六角形状の軸３０が連結される。この場合、前記六角形状に代えて、スプライン溝を刻設した軸３０としたり、あるいは断面楕円形状の軸３０としてもよい。これにより、前記軸３０は従動ギヤ２４の回転に伴って一体的に回転自在である。なお、参照符号２０、２６、３２は、それぞれ駆動ギヤ２２、従動ギヤ２４および軸３０を回転自在に支持する軸受を示す。軸３０の一端部にはピストン３４が固着されており、前記ピストン３４と軸３０は、シリンダ２８を構成する筒状のシリンダスリーブ２９の内部に収納されている。
【００１４】
全体として、図２に示すように、モータ１２と減速機１６とシリンダ２８を構成する軸３０の軸線は直線Ｌ１上に配設されている。
【００１５】
シリンダ２８の一端部にはポート３６が画成され、他端部にはポート４２が画成されるとともに、リターンスプリング３８が配設される。リターンスプリング３８の一端部は、前記ピストン３４の一方に着座し、他端部は、シリンダ２８に形成された段部４０に着座する。
【００１６】
軸３０の他端部には、ソケット５０を装着する第１凸部４４が形成されており、第１凸部４４の所定部位には、第１係止用突起４６が設けられている。
【００１７】
ソケット５０は、基本的には、第１凸部４４に係合する固定部５２と、固定部５２と一体化され、固定部５２に対して所定範囲内で変位する可動部５４と、可動部５４の一端部に挿脱可能に装着され、螺子４８を保持する螺子保持部５６とから構成される。
【００１８】
固定部５２は、本体部６０とカバー部６２とから構成される。本体部６０の一方には、第１凸部４４が挿入される第１凹部６４が形成され、第１凹部６４の所定部位には、第１係止用突起４６と係合する図示しない係止用孔が画成される。本体部６０の他方には、可動部５４の方向に延在する四角柱状の伝達部材６６が固着される。
【００１９】
可動部５４の一方には、前記伝達部材６６の一端部が挿入されて摺動可能な摺動孔６８が画成されている。固定部５２と可動部５４間には、第１ばね部材７０が介挿され、本体部６０の外周と第１ばね部材７０と可動部５４の一部分は、カバー部６２で覆われている。
【００２０】
可動部５４の他方には、螺子保持部５６の一端側に形成された第２凸部７２が挿入される第２凹部７４が画成されている。第２凹部７４には、第２凸部７２に形成された第２係止用突起７６が係止される図示しない係止用孔が画成される。
【００２１】
螺子保持部５６の他端側には、螺子４８の頭部を挿入する挿入孔７８が画成され、螺子保持部５６の中央部には、螺子４８の頭部が離脱するのを防ぐための磁石８０を有する螺子固定板８２が配設される。螺子固定板８２と螺子保持部５６の中央部空間の一端部との間には、第２ばね部材８４が介挿されている。螺子固定板８２は、クリアランス８６の範囲内で締付け軸方向（矢印Ｘ方向およびその逆方向）に変位自在である。
【００２２】
本発明の第１の実施の形態に係る締付け装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００２３】
まず、作業者等によって、挿入孔７８に螺子４８が挿入される。螺子４８の頭部は磁石８０によって固定保持されるため容易に離脱することはない。
【００２４】
次に、ポート３６からリターンスプリング３８の弾発力を上回る圧力流体が導入されると、ピストン３４と軸３０とソケット５０は、締付け軸方向（矢印Ｘ方向）に一体的に変位する。
【００２５】
その後、挿入孔７８に固定保持された螺子４８が図示しない締付け部位側の螺子の頭部に着座する。このとき、螺子固定板８２と螺子保持部５６の中央部空間の一端部との間に介挿された第２ばね部材８４と、固定部５２と可動部５４との間に介挿された第１ばね部材７０とが螺子４８着座時の衝撃力を吸収するため、この衝撃力に起因する機器の破損等を防止するとともに、螺子４８の斜め入り等も防止される。
【００２６】
ここで、螺子４８の締付けを行うべくモータ１２の回転を開始する。モータ１２の回転駆動力は、ギヤトレイン１４、減速機１６を介して出力軸１８に伝達される。出力軸１８に伝達された回転駆動力は、さらに駆動ギヤ２２、この駆動ギヤ２２に噛合する従動ギヤ２４、前記従動ギヤ２４に嵌合された軸３０を回転させ、結果として、軸３０に連結されたソケット５０の螺子保持部５６に保持された螺子４８が回転し、該螺子４８と図示しない締付け部位側の螺子とが締め付けられる。
【００２７】
その後、図示しないトルク検出器等によって螺子４８の締付けトルクが規定の締付けトルクに達した旨が検出されると、螺子４８の締付けが完了したと判断され、モータ１２の回転が停止される。
【００２８】
そして、ポート３６を大気に開放すると、ポート３６側の室の圧力が低下するため、リターンスプリング３８の弾発力が勝り、ピストン３４と軸３０とソケット５０は一体的に締付け軸方向（矢印Ｘ方向）と反対の方向に移動を開始する。このとき、ポート４２から圧力流体を導入すると、前記の移動は一層速やかに行われる。最終的には、図１に示すような原位置に復帰し、軸３０はシリンダスリーブ２９内に収納される。
【００２９】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る締付け装置１０ａの側面図を示す。
【００３０】
図１および図２に示す第１の実施の形態に係る締付け装置１０と第２の実施の形態に係る締付け装置１０ａとの違いは、前者がモータ１２と減速機１６とシリンダ２８を構成する軸３０の軸線を直線Ｌ１上に配設しているのに対して、後者は軸３０と減速機１６の軸線が第１の直線Ｌ２上に配設され、前記減速機１６とモータ１２の軸線を結ぶ第２の直線Ｌ３が前記第１の直線Ｌ２と交叉するように配設されている点である。その他の構成および動作は、締付け装置１０と同様である。
【００３１】
このように構成することにより、締付け装置１０ａの幅方向寸法Ｘ２は、締付け装置１０の幅方向寸法Ｘ１に対して増加（Ｘ２＞Ｘ１）するものの、締付け装置１０ａの高さ方向寸法Ｙ２は、締付け装置１０の高さ方向寸法Ｙ１に対して減少（Ｙ２＜Ｙ１）する。
【００３２】
すなわち、幅方向（Ｘ方向）の空間が狭小な作業スペースで締付け作業を行う場合は、Ｉ字形状に構成した第１の実施の形態に示す締付け装置１０が適しており、逆に高さ方向（Ｙ方向）の空間が狭小な作業スペースで締付け作業を行う場合は、Ｌ字形状に構成した第２の実施の形態に示す締付け装置１０が適している。
【００３３】
以上説明したように、モータ１２と、減速機１６と、螺子４８を締付け部位までフィードする進退自在な軸３０とを並列に配することにより、さらには軸３０とソケット５０を一体化することにより、螺子締付け軸方向における装置構成が小型化されるとともに、締付け装置１０を設置状況に応じた様々な形状に構成することが可能である。
【００３４】
また、螺子４８の締付け部位までのアプローチは、重量物であるモータ１２や減速機１６等を昇降させるのではなく、螺子４８を保持したソケット５０を昇降させるため、昇降装置であるシリンダ２８に付与される機械的負荷は小量で済み、シリンダ２８の装置寿命が長くなる効果を得ることができる。
【００３５】
さらに、螺子固定板８２と螺子保持部５６の中央部に画成された空間の一端部の間に介挿される第２ばね部材８４と、固定部５２と可動部５４間に介挿される第１ばね部材７０とが螺子４８着座時の衝撃力を吸収するため、この衝撃力に起因する機器の破損が防止されるとともに、螺子４８の斜め入り等が防止される。
【００３６】
さらにまた、ソケット５０は軸３０に対して挿脱可能であり、螺子保持部５６もソケット５０に対して挿脱可能であるため、螺子４８の形状や締付け作業の状況に応じて取り替えることができる。したがって、作業内容が変更になった場合も、その変更に柔軟に対応できるため、装置の作業汎用性が向上する。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、装置構成を小型化することができ、狭小な空間での螺子の自動締付け作業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る締付け装置の縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る締付け装置の側面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る締付け装置の側面図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ…締付け装置            １２…モータ
１４…ギヤトレイン                  １６…減速機
１８…出力軸                        ２２…駆動ギヤ
２４…従動ギヤ                      ２５…支持部材
２８…シリンダ                      ２９…シリンダスリーブ
３０…軸                            ３４…ピストン
３６…ポート                        ３８…リターンスプリング
４２…ポート                        ４８…螺子
５０…ソケット                      ５２…固定部
５４…可動部                        ５６…螺子保持部
７０…第１ばね部材                  ８４…第２ばね部材
【図１】
0004390411.tif 000002
【図２】
0004390411.tif 000003
【図３】
0004390411.tif 000004