(57)【要約】      （修正有）【課題】モータの出力軸の芯ずれを防止し、所望のトルクをねじ部品に付与するねじ部品締結機を提供する。【解決手段】ねじ部品締結機１は、このドライブ軸５に高速低トルクの駆動力を与える第１駆動手段と、前記高速低トルク駆動が終了したとき低速高トルクの駆動力を与える第２駆動手段と、第２駆動手段の第２出力軸に連結されるクラッチ部材４０と、前記第１駆動手段の第１出力軸に連結される第１プーリ２０と、前記クラッチ部材に連結される出力フランジと２２一体になって回転する第２プーリ２１と、前記第１プーリ２０と第２プーリ２１に巻き掛けられる無端ベルト２３と、前記第２駆動手段を載置するとともに、前記クラッチ部材４０と、出力フランジ２２とを内包するハウジング７０と、前記出力フランジ２２の外周面と前記ハウジング７０の内周面との間に介在して、当該出力フランジ２２を支持するベアリング２４とを備える。【選択図】図１
2009178823.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ねじ部品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第１駆動手段と、
この第１駆動手段の第１出力軸に連結される第１プーリと、
前記高速低トルク駆動が終了したとき低速高トルクの駆動力を与える第２駆動手段と、  前記第１駆動手段による駆動から前記第２駆動手段による駆動への切換えを行うべく当該第２駆動手段の第２出力軸に連結されるクラッチ部材と、
前記クラッチ部材に連結され、当該クラッチ部材の回転に伴って回転する出力フランジと、
この出力フランジに連結され、これと一体となって回転する第２プーリと、
前記第１プーリと第２プーリに巻き掛けられる無端ベルトと、
前記第１駆動手段と前記第２駆動手段とを載置するモータ取付板と、
前記第１プーリと前記第２プーリとを内包するとともに前記モータ取付板を載置するプーリハウジングと、
前記モータ取付板と前記プーリハウジングとの接合面に介在して、これらモータ取付板とプーリハウジングとに係合するインロー部材と
を備えることを特徴とするねじ部品締結機。
【請求項２】
ねじ部品に係合してワークにねじ部品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第１駆動手段と、
前記高速低トルク駆動が終了したとき低速高トルクの駆動力を与える第２駆動手段と、  前記第１駆動手段による駆動から前記第２駆動手段による駆動への切換えを行うべく当該第２駆動手段の第２出力軸に連結されるクラッチ部材と、
前記第１駆動手段の第１出力軸に連結される第１プーリと、
前記クラッチ部材の回転に伴って回転する出力フランジと、
この出力フランジに連結され、これと一体になって回転する第２プーリと、
前記第１プーリと第２プーリに巻き掛けられる無端ベルトと、
前記第２駆動手段を載置するとともに、前記クラッチ部材と出力フランジとを内包するハウジングと、
前記出力フランジの外周面と前記ハウジングの内周面との間に介在して、当該出力フランジを支持するベアリングと
を備えることを特徴とするねじ部品締結機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの出力軸の芯ずれを防止し、所望のトルクをねじ部品に付与するねじ部品締結機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ねじ部品の仮締めと本締めを別個のモータで行うねじ部品締結機としては、特許文献１に示すねじ部品締結機がある。このねじ部品締結機は、高速低トルクを発生する第１のトルク発生装置と、低速高トルクを発生する第２のトルク発生装置とを備えており、この第１のトルク発生装置の駆動軸には一方向クラッチを介してドライバビットが連結けられている。一方、前記第２のトルク発生装置の駆動軸にはプーリが連結されており、このプーリと前記一方向クラッチには無端ベルトが巻け掛けられている。このような構成から成るねじ部品締結機においては、前記第１のトルク発生装置を回転させると、前記一方向クラッチは第２のトルク発生装置に対してフリーになるように構成されており、高速低トルクが前記ドライバビットに伝達される。その後、第１のトルク発生装置による駆動が終了すると、前記第２のトルク発生装置による駆動に切り換わり、低速高トルク駆動は、プーリ、無端ベルトおよび一方向クラッチを介して前記ドライバビットに伝達されるようになっている。
【特許文献１】特開昭５９−６９２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このようなねじ部品締結機においては、前記第１のトルク発生装置の駆動軸が前記第２のトルク発生装置の駆動によって引張られて傾いてしまうので、当該第１のトルク発生装置の駆動軸に連結されているドライバビットも傾いてしまい、所望のトルクをねじ部品に付与することができない問題を有していた。また、この第１のトルク発生装置に連結されている前記クラッチも傾いてしまい、当該一方向クラッチの噛み合いが不完全になり、当該一方向クラッチは歯とびが発生してしまう問題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のねじ部品締結機は、ねじ部品に係合してワークにねじ部品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第１駆動手段と、この第１駆動手段の第１出力軸に連結される第１プーリと、前記高速低トルク駆動が終了したとき低速高トルクの駆動力を与える第２駆動手段と、前記第１駆動手段による駆動から前記第２駆動手段による駆動への切換えを行うべく当該第２駆動手段の第２出力軸に連結されるクラッチ部材と、前記クラッチ部材に連結され、当該クラッチ部材の回転に伴って回転する出力フランジと、この出力フランジに連結され、これと一体となって回転する第２プーリと、前記第１プーリと第２プーリに巻き掛けられる無端ベルトと、前記第１駆動手段と前記第２駆動手段とを載置するモータ取付板と、前記第１プーリと前記第２プーリとを内包するとともに前記モータ取付板を載置するプーリハウジングと、前記モータ取付板と前記プーリハウジングとの接合面に介在して、これらモータ取付板とプーリハウジングとに係合するインロー部材とを備えることを特徴とする。
【０００５】
また、本発明のねじ部品締結機は、ねじ部品に係合してワークにねじ部品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第１駆動手段と、前記高速低トルク駆動が終了したとき低速高トルクの駆動力を与える第２駆動手段と、前記第１駆動手段による駆動から前記第２駆動手段による駆動への切換えを行うべく当該第２駆動手段の第２出力軸に連結されるクラッチ部材と、前記第１駆動手段の第１出力軸に連結される第１プーリと、前記クラッチ部材の回転に伴って回転する出力フランジと、この出力フランジに連結され、これと一体になって回転する第２プーリと、前記第１プーリと第２プーリに巻き掛けられる無端ベルトと、前記第２駆動手段を載置するとともに、前記クラッチ部材と出力フランジとを内包するハウジングと、前記出力フランジの外周面と前記ハウジングの内周面との間に介在して、当該出力フランジを支持するベアリングとを備えることを特徴とする。            
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に記載のねじ部品締結機によれば、モータ取付板とプーリハウジングとの接合面にはインロー部材が介在して係合しているので、プーリハウジングにモータ取付板を載置する際、このモータ取付板の位置決めを正確に行うことができる。また、第１駆動手段および第２駆動手段の振動によってこれらモータ取付板とプーリハウジングとがずれることがないので、ドライブ軸に付与されるトルクが不足してしまう問題は皆無となり、所望のトルクでねじ部品を締結することができる。
【０００７】
請求項２に記載のねじ部品締結機によれば、出力フランジがベアリングによって支持されているので、当該出力フランジに連結されている第２プーリは、無端ベルトを介して第１駆動手段の第１出力軸に連結されている第１プーリに引張られて当該第２プーリが傾くことがない。そのため、クラッチ部材の切換えを正確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下本発明の実施の形態を図１および図２に基づいて説明する。図１において、１は、昇降手段としての昇降台２に支持されているねじ部品締結機であり、このねじ部品締結機１は高速低トルク回転駆動する第１駆動手段としての第１モータ１０を備えている。この第１モータ１０はモータ取付板６０に固定されており、当該第１モータの第１出力軸１１には第１プーリ２０が固定されている。また、この第１出力軸１１の中心線と平行な位置の中心線上には前記第１駆動手段と平行な第２駆動手段としての第２モータ３０が配置されている。この第２モータ３０は、第１ハウジング７１と、第２ハウジング７２と、第３ハウジング７３と、第４ハウジング７４と、第５ハウジング７５とから成る略円筒形状のハウジング７０に取付けられており、このハウジング７０も前記モータ取付板２０に固定されている。
【０００９】
前記第２モータ３０にはこれの回転を低速高トルクに変換する減速機３１が連結されている。この減速機３１はハーモニックドライブ（登録商標）と呼ばれる構造を有しており、これは第２モータ３０からの回転入力を低速高トルクに変換して出力するようになっている。この構成は例えば、特開昭５８−１９６３４９号公報あるいは特開昭５９−１１３４４２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。
【００１０】
これら第２モータ３０とハーモニックドライブ機構の減速機３１とは最終締結トルクに達するまで低速高トルク回転する第２駆動手段を構成しており、この第２駆動手段の第２出力軸３２にはクラッチ部材４０を構成する固定クラッチ片４１が前記第２出力軸３２と一体に回転するように構成されている。この固定クラッチ片４１内には円筒形状の電磁石４６を内蔵する保持ブロック４３が前記第４ハウジング７４に固定してあり、前記固定クラッチ片４１は前記保持ブロック４３に対して回転可能になっている。この固定クラッチ片４１の下端外周近くにはクラッチ歯４２が形成してあり、これに対向する位置にはこの固定クラッチ片４１と必要に応じて噛み合うもう一方のクラッチ歯４５を有する可動クラッチ片４４が設けられている。この可動クラッチ片４４は前記第２出力軸３２に対して回転自在となっており、常時はスプリング（図示せず）によって噛み合いが外れるようになっている。そして、この可動クラッチ片４４は、前記固定クラッチ片４１内の電磁石４６に電流が流れると、固定クラッチ片４１に電磁吸着されて互いにのクラッチ歯４２，４５が噛み合う構成であり、第１駆動手段から第２駆動手段への回転切り換わり信号が入ると、噛合うようになっている。
【００１１】
さらに、この可動クラッチ片４４の反対側には内方を向いた内歯４７が外周に沿い全周に渡って形成してあり、この内歯４７には前記第２出力軸３２の先端側の周囲に回転自在に支持されている環状の伝達部材４８の外周縁に形成した外歯４９に噛み合い、かつ前記可動クラッチ片４４の内歯４７が前記外歯４９に沿い移動自在になっている。この伝達部材４８にはには断面突形状の出力フランジ２２が取付けられており、この出力フランジ２２の突出部２２ａの外周には第２プーリ２１が当該出力フランジ２２と一体回転可能に固定されている。
【００１２】
また、前記ハウジング７０の下方の内周部にはベアリング２４の外輪２４ｂの外周面が密着して係合しており、一方このベアリング２４の内輪２４ａには前記出力フランジ２２が挿入され係合している。この出力フランジ２２は前記第２出力軸３２と同一中心線延長上に配置されている伝達軸４に回転駆動力を伝達するように構成されている。
【００１３】
一方、前記第１プーリ２０と第２プーリ２１との間には、無端ベルト２３が介在しており、この無端ベルト２３は前記第１駆動手段の高速低トルク回転を伝達軸４に伝達するようになっている。また、これら第１プーリ２０と第２プーリ２１は前記プーリハウジング６１に内包されており、このプーリハウジング６１の上部には前記モータ取付板６０が取付けられている。
【００１４】
前記モータ取付板６０は、前記ハウジングの下方から突出するようにとりつけられている前記出力フランジ２２の突出部２２ａを、下方に突出させるように一部が開口しており、その開口縁において下部には段付部６０ａが形成されている。また、このモータ取付板６０は、前記第１モータ１０の第１出力軸１１についても下方に突出させるように構成されている。
【００１５】
前記プーリハウジング６１は、図２に示すように、上部が開口した形状を成しており、この開口を塞ぐようにして前記モータ取付板６０が載置されている。また、このプーリハウジング６１の中央付近には仕切り部６２が一体成形されており、これらプーリハウジング６１と仕切部６２とには、前記モータ取付板６０を載置した場合、当該モータ取付板６０の開口縁に形成された段付部６０ａと対向する段付部６１ａ，６２ａが形成されいる。そしてこれら段付部６０ａ，６１ａおよび６２ａに係合するようにしてドーナツ状のインロー部材２５が前記モータ取付板６０とプーリハウジング６１との接合面には介在しており、このインロー部材２５の外周面と当該段付部６０ａ，６１ａ，６２ａの側面とは接するようになっている。さらに、このプーリハウジング６１の底面は、第２プーリ２１に連結される前記伝達軸４が挿通可能に開口している。
【００１６】
また、前記伝達軸４は、その先端が前記昇降台２を貫通してねじ部品（図示せず）に係合するボックスビットあるいは十字ビット等のねじ部品締結部材（図示せず）を有するドライブ軸５に連結されている。さらに、前記伝達軸４の周囲にはこれを覆う筒状の起歪管５０が前記ハウジング３に固定配置してあり、この起歪管５０は前記伝達軸４がワーク（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６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。
【００１７】
また、前記第１、第２駆動手段は、夫々の第１出力軸１１、第２出力軸３２から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６に入り、前記トルク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。更に、制御部６は前記クラッチ部材４０への電流を入り切りする信号を出力するようになっており、これは第１駆動手段のストール状態における信号を出力するものであり、これにより、第２駆動手段からの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６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、第１駆動手段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第１駆動手段の最高回転数を決定する構成ともなっている。
【００１８】
次に、本発明の作用を説明すると、ねじ部品を保持した状態のねじ部品締結部材を有するねじ部品締結機において、ワークの締結位置にねじ部品を位置させてから、スタート信号が入ると、昇降台２が前進する。この後、第１駆動手段の第１モータ１０が回転し、第１出力軸１１から第１プーリ２０に回転が伝達される。この第１駆動手段は高速低トルク回転であることから第１プーリ２０から無端ベルト２３を介して第２プーリ２１が回転され、伝達軸４に回転が伝達される。このとき、第２駆動手段の第２出力軸３２と伝達軸４とはクラッチ部材４０で連結が遮断されているので、何らの抵抗なくドライブ軸５は高速回転し、ねじ部品はワークにねじ込まれる。
【００１９】
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、第１駆動手段の第１モータ１０はストール状態となり、第２駆動手段の第２モータ３０に制御部６でのスタート信号が入るとともにクラッチ部材４０にも電流が流れてＯＮ状態となり、クラッチ部材４０の可動クラッチ片４４は固定クラッチ片４１に電磁吸着されて互いのクラッチ歯４２、４５が噛み合い、第２駆動手段からの低速高トルクの回転が伝達可能となる。このクラッチ部材４０の回転は伝達部材４８と第２プーリ２１が固定されている出力フランジ２２とを介して伝達軸４に伝わり、ねじ部品締結部材を有するドライブ軸５によりねじ部品はワークに締結される。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。
【００２０】
このねじ部品の締結作業において、モータ取付板６０とプーリハウジング６１との接合面にはインロー部材２５が介在して係合しているので、プーリハウジング６１にモータ取付板６０を載置する際、このモータ取付板６０の位置決めを正確に行うことができる。また、第１駆動手段および第２駆動手段の振動によってこれらモータ取付板６０とプーリハウジング６１とがずれることがないので、ドライブ軸５に付与されるトルクが不足してしまう問題は皆無となり、所望のトルクでねじ部品を締結することができる。また、出力フランジ２２がベアリング２４によって支持されているので、当該出力フランジ２２に連結されている第２プーリ２１は、無端ベルト２３を介して第２駆動手段に連結されている第１プーリ２０に引張られて当該第２プーリ２１が傾くことがない。そのため、当該第２プーリ２１および前記出力フランジ２２と一体になって回転するクラッチ部材４０において２１、このクラッチ部材の切換えを行う際、前記クラッチ歯４２，４５の歯とびの発生がなくなり、クラッチ部材４０の切り替えをスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明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。
【符号の説明】
【００２２】
１  ねじ部品締結機
２  昇降台
４  伝達軸
５  ドライブ軸
６  制御部
１０  第１モータ
１１  第１出力軸
２０  第１プーリ
２１  第２プーリ
２２  出力フランジ
２２ａ  突出部
２３  無端ベルト
２４  ベアリング
２４ａ  内輪
２４ｂ  外輪
２５  インロー部材
３０  第２モータ
３１  減速機
３２  第２出力軸
４０  クラッチ部材
４１  固定クラッチ片
４２  クラッチ歯
４３  保持ブロック
４４  可動クラッチ片
４５  クラッチ歯
４６  電磁石
４７  内歯
４８  伝達部材
４９  外歯
５０  起歪管
５１  歪みゲージ
６０  モータ取付板
６０ａ  段付部
６１  プーリハウジング
６１ａ  段付部
６２  仕切部
６２ａ  段付部
７０  ハウジング
７１  第１ハウジング
７２  第２ハウジング
７３  第３ハウジング
７４  第４ハウジング
７５  第５ハウジング
【図１】
2009178823.tif 000003
【図２】
2009178823.tif 000004