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公開番号2025096884
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-30
出願番号2023212855
出願日2023-12-18
発明の名称ねじ締め装置
出願人日東精工株式会社
代理人
主分類B23P 19/06 20060101AFI20250623BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】本発明は、ワークおよびねじへの負担が小さいねじ締め装置を提供する。
【解決手段】
ねじS頭部に係合可能なビット35をビット回転モータ33により回転させるドライバユニット30と、前記ドライバユニット30をビット35の軸方向に移動可能な位置制御ユニット20と、前記ドライバユニット30および位置制御ユニット20の駆動を制御する制御ユニット40とを備え、前記ドライバユニット30は、前記ビット35を前記ビット回転モータ33から離反する方向に付勢するクッションばね36を有し、前記制御ユニット40は、前記クッションばね36がビット35およびビット回転モータ33の間で予め設定された任意の寸法分圧縮されるよう前記ドライバユニット30の位置を制御することを特徴とするねじ締め装置。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
ねじ頭部に係合可能なビットをビット回転モータにより回転させるドライバユニットと、
前記ドライバユニットをビットの軸方向に移動可能な位置制御ユニットと、
前記ドライバユニットおよび位置制御ユニットの駆動を制御する制御ユニットとを備え、
前記ドライバユニットは、前記ビットを前記ビット回転モータから離反する方向に付勢するクッションばねを有し、
前記制御ユニットは、前記クッションばねがビットおよびビット回転モータの間で予め設定された任意の寸法分圧縮されるよう前記ドライバユニットの位置を制御することを特徴とするねじ締め装置。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記制御ユニットには、前記ねじを締付ける際にビットがねじの頭部から外れない程度の押付力および前記クッションばねのばね定数が予め設定されており、
前記制御ユニットは、前記クッションばねが前記押付力に相当するばね反力を発揮する程度圧縮されるよう前記ドライバユニットの位置を制御することを特徴とする請求項１に記載のねじ締め装置。
【請求項３】
前記制御ユニットには、ワークに締付けるねじのリードが予め設定されており、
前記制御ユニットは、前記ビット回転モータの回転速度およびねじのリードの積からねじがワークに螺入する螺入速度を算出し、当該螺入速度と同じ速度で前記ドライバユニットが移動するよう前記位置制御ユニットの駆動を制御することを特徴とする請求項１に記載のねじ締め装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじをワークに締めつけるねじ締め装置に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ねじをワークに締めつけるねじ締め装置として、特許文献１に開示するものが知られている。このねじ締め装置は、モータの駆動を受けて回転するビットを有するドライバユニットと、このドライバユニットをビットの軸方向に往復移動させる推力付与手段とを備えている。また、前記推力付与手段は、ねじ締め過程において、所定の推力で前記ドライバユニットをワーク側に押圧して、ビットとねじとがカムアウトすることを防止していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００３－１８１７２７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、従来のねじ締め装置において、ビットには、前記推力付与手段によるワーク側への押付力のみではなくドライバユニットの自重も負荷されていた。このため、ビットは、ドライバビットの自重を含めた大きい力でねじおよびワークを押圧することとなり、ねじおよびワークへの負担が大きいという問題があった。
【０００５】
そのため、本発明は、ねじ締め過程において、ワークおよびねじへの負担が小さいねじ締め装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために本発明は、ねじ頭部に係合可能なビットをビット回転モータにより回転させるドライバユニットと、前記ドライバユニットをビットの軸方向に移動可能な位置制御ユニットと、前記ドライバユニットおよび位置制御ユニットの駆動を制御する制御ユニットとを備え、前記ドライバユニットは、前記ビットを前記ビット回転モータから離反する方向に付勢するクッションばねを有し、前記制御ユニットは、前記クッションばねがビットおよびビット回転モータの間で予め設定された任意の寸法分圧縮されるよう前記ドライバユニットの位置を制御することを特徴とする。
また、前記制御ユニットには、前記ねじを締付ける際にビットがねじの頭部から外れない程度の押付力および前記クッションばねのばね定数が予め設定されており、前記制御ユニットは、前記クッションばねが前記押付力に相当するばね反力を発揮する程度圧縮されるよう前記ドライバユニットの位置を制御することが好ましい。
また、前記制御ユニットには、ワークに締付けるねじのリードが予め設定されており、前記制御ユニットは、前記ビット回転モータの回転速度およびねじのリードの積からねじがワークに螺入する螺入速度を算出し、当該螺入速度と同じ速度で前記ドライバユニットが移動するよう前記位置制御ユニットの駆動を制御することが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
上記発明によれば、位置制御ユニットがドライバユニットの位置を制御することにより、クッションばねが圧縮される寸法を調整可能でありため、ビットを付勢するクッションばねのばね反力を調整することができる。これにより、ビットにドライバユニットの自重等が付与されないワークおよびねじへの負担が小さいねじ締めが可能等の利点がある。
また、位置制御ユニットは、ねじの締結完了直前に必要とされるカムアウトを生じない押付力と同じ力のばね反力をクッションばねが発揮するようにドライバユニットの位置を制御するため、ビットがクッションばねによって押付力でワーク側に付勢される。このため、カムアウトを防止しつつ、なおかつねじおよびワークへの負荷が小さいねじ締めが可能になる等の利点を有する。
また、制御ユニットがビット回転モータの回転速度およびねじのリードの積からねじがワークに螺入する螺入速度を算出し、当該螺入速度と同じ速度で前記ドライバユニットが移動するよう前記位置制御ユニットの駆動を制御するため、一定の押付力を維持したねじ締めが可能等の利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明に係るねじ締め装置の構造を示す側面図である。
本発明に係るねじ締め装置のドライバユニットの構造を示す一部切欠き断面側面図で、（ａ）はクッションばねが５０％撓んだ状態を示す一部切欠き断面側面図であり、（ｂ）クッションばねが１００％撓んだ状態を示す一部切欠き断面側面図である。
制御ユニットに入力される制御パラメータを例示する概略図である。
本発明に係るねじ締め装置の動作を示す概略動作図であり、（ａ）はねじ締め過程における電動作切換え位置を示す概略側面図であり、（ｂ）は動作切換え位置間での各種パラメータの変化を表すグラフである。
本発明に係る第２の実施形態のねじ締め装置の動作を示す概略動作図であり、（ａ）はねじ締め過程における電動作切換え位置を示す概略側面図であり、（ｂ）は動作切換え位置間での各種パラメータの変化を表すグラフである。
本発明に係る第３の実施形態のねじ締め装置の動作を示す概略動作図であり、（ａ）はねじ締め過程における電動作切換え位置を示す概略側面図であり、（ｂ）は動作切換え位置間での各種パラメータの変化を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１において１０は、ワークＷにねじＳ１を締めつける自動締結装置１０である。この自動締結装置１０は、位置制御ユニット２０と、この位置制御ユニット２０に保持され、任意の位置に移動可能なドライバユニット３０と、前記位置制御ユニット２０およびドライバユニット３０の駆動を制御する制御ユニット４０と、前記位置制御ユニット２０によるドライバユニット３０の移動範囲内に設定された所定の受取位置にねじＳ１を供給する供給装置（図示せず）とから構成されている。なお、本実施形態において、前記ねじＳ１は、頭部および軸部を有し、頭部上面に十字穴形状の駆動部が形成された一般的なねじであり、前記ワークＷに形成されためねじＷ１に締めつけられる。
【００１０】
前記自動締結装置１０の位置制御ユニット２０は、図１示すように鉛直方向に延びるフレーム２１を備えており、このフレーム２１の上下端部には、水平方向に延びる上板２２および下板２３が一体に固定されている。この上板２２および下板２３の間には、フレーム２１と平行に延びるガイドロッド２４が設けられており、このガイドロッド２４には、摺動自在に構成されたドライバ台２５が昇降自在に装着されている。また、前記上板２２には、昇降駆動源の一例である昇降用ＡＣサーボモータ２６（以下、昇降モータ２６という）が載置されており、この昇降モータ２６の出力軸には、ボールねじ２７が一体に回転可能に連結されている。このボールねじ２７は、前記上板２２および下板２３の間に設けられており、このボールねじ２７には、その回転によって昇降する移動部の一例である駆動ナット２８が螺合している。この駆動ナット２８には、前記ドライバ台２５が一体に昇降するよう連結されている。このため、前記ドライバ台２５は、前記昇降モータ２６の回転駆動を受けて昇降する。さらに、前記昇降モータ２６には、当該昇降モータ２６の出力軸の回転角度に応じたパルス信号を発信可能なエンコーダ２６１を有しており、このエンコーダ２６１は、前記制御ユニット４０に接続されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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