トルク検出機構付き自動ねじ締め機
【課題】多軸ねじ締めに最適なトルク検出機構付き自動ねじ締め機を提供する。
【解決手段】本発明のトルク検出機構付き自動ねじ締め機１は、駆動源２の駆動に伴って回転する入力軸５と、この入力軸５に一体に回転可能に取付けられる入力歯車６と、この入力歯車６に噛合する出力歯車１０と、この出力歯車１０を一体に回転可能に保持するとともに、前記入力軸５のオフセット位置に配置されて当該入力軸５の回転駆動に伴って回転する出力軸９と、前記入力軸５を回転自在に支持するとともに、入力歯車６を介して作用する出力軸９の回転抵抗に応じて歪む起歪体４と、この起歪体の歪みを検出する歪み検出手段２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄとを備える。この構成により、オフセット機構とトルク検出機構を両立させることができる。そのため、特に出力軸９の周囲の構成が小型化され、作業スペースに制限がある場合においても多軸ねじ締めを実現することができる。
【解決手段】本発明のトルク検出機構付き自動ねじ締め機１は、駆動源２の駆動に伴って回転する入力軸５と、この入力軸５に一体に回転可能に取付けられる入力歯車６と、この入力歯車６に噛合する出力歯車１０と、この出力歯車１０を一体に回転可能に保持するとともに、前記入力軸５のオフセット位置に配置されて当該入力軸５の回転駆動に伴って回転する出力軸９と、前記入力軸５を回転自在に支持するとともに、入力歯車６を介して作用する出力軸９の回転抵抗に応じて歪む起歪体４と、この起歪体の歪みを検出する歪み検出手段２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄとを備える。この構成により、オフセット機構とトルク検出機構を両立させることができる。そのため、特に出力軸９の周囲の構成が小型化され、作業スペースに制限がある場合においても多軸ねじ締めを実現することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多軸ねじ締めに最適なトルク検出機構付き自動ねじ締め機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、トルク検出機構付き自動ねじ締め機としては、特許文献１に示すものがある。このトルク検出機構付き自動ねじ締め機は、駆動源の駆動に伴って回転する入力軸と、先端にドライバビットを備える入力軸とを有しており、これら入力軸と入力軸とはオフセット配置されている。また、入力軸と出力軸には、それぞれに入力歯車と出力歯車が一体に回転可能に取付けられており、これら歯車の間には中間歯車が噛合してある。さらに、出力軸の外周にはトルク検出機構が装着されており、当該出力軸に作用する回転抵抗を検出するように構成されている。上記トルク検出機構付き自動ねじ締め機においては、入力軸と出力軸がオフセット配置されている。そのため、出力軸だけを作業スペースに配置することができるので、当該作業スペースに制限がある場合のねじ締めにおいて、有利である。加えて、トルク検出機構を備えているので、トルク管理によるねじ締めも実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１０８９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、複数の自動ねじ締め機を並べて同時にねじ締めを行う、所謂多軸ねじ締めにおいては、複数の出力軸を狭い範囲にまとめて、ねじ締め作業が行われる。しかしながら、上記トルク検出機構付き自動ねじ締め機においては、トルク検出機構が出力軸の外周に装着されるている。そのため、作業スペースに制限がある場合においては、当該トルク検出機構が邪魔になり、複数の出力軸を一箇所にまとめることできず、多軸ねじ締めを実現することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のトルク検出機構付き自動ねじ締め機は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、駆動源の駆動に伴って回転する入力軸と、前記入力軸に一体に回転可能に取付けられる入力歯車と、前記入力軸のオフセット位置に配置されるとともに、入力軸の回転駆動に伴って回転する出力軸と、前記出力軸に一体に回転可能に取付けられるとともに、前記入力歯車に噛合する出力歯車と、前記出力軸の先端に取付けられて、ねじ部品に係合可能なねじ締め工具と、前記入力軸を回転自在に支持するとともに、入力歯車を介して作用する出力軸の回転抵抗に応じて歪む起歪体と、この起歪体の歪みを検出する歪み検出手段とを
備えることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明のトルク検出機構付き自動ねじ締め機は、駆動源の駆動に伴って回転する入力軸と、前記入力軸に一体に回転可能に取付けられる入力歯車と、前記入力軸のオフセット位置に配置されるとともに、入力軸の回転駆動に伴って回転する出力軸と、前記出力軸に一体に回転可能に取付けられる出力歯車と、前記入力歯車と出力歯車の間に介在して、入力歯車の回転駆動を出力歯車に伝達する一または複数の中間歯車と、前記中間歯車を少なくとも１つを回転自在に支持するとともに、出力歯車を介して作用する出力軸の回転抵抗に応じて歪む起歪体と、前記起歪体の歪みを検出する歪み検出手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のトルク検出機構付き自動ねじ締め機においては、入力軸と出力軸がオフセット配置されており、さらに入力軸を起歪体で回転自在に支持するように構成されている。そして、出力軸の回転抵抗に応じて歪む起歪体の歪みを歪み検出手段で検出して締付けトルクを検出するように構成されている。つまり、オフセット機構を利用してトルク検出機構が構成されている。そのため、別個にトルク検出機構を備え付ける必要が無くなるので、部品点数が少なくなり、コストを低減することができる。さらに、出力軸に周囲にトルク検出機構が備え付けられていないので、複数の出力軸を狭い範囲に一箇所にまとめることが可能となり、トルク管理による多軸ねじ締めを実現することができる。
【０００８】
また、入力歯車と出力歯車との間に中間歯車を介在させて、この中間歯車を起歪体で回転自在に支持してもトルク検出機構を構成することができる。この構成においては、歯車の部品点数は増加するものの、中間歯車は入力歯車および出力歯車の双方に押圧されるので、起歪体に作用する曲げモーメントが大きくなる。そのため、小さな回転抵抗であっても、起歪体を十分に歪ませることができるので、特に低トルクの検出精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機の正面視断面図である。
【図２】第１の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機の平面視拡大断面図である。
【図３】第２の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機の正面視断面図である。
【図４】第２の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機の平面視拡大断面図である。
【図５】第３の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機の正面視断面図である。
【図６】第３の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機の側面視断面図である。
【図７】第３の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機の平面視拡大断面図であり、（ａ）は入力歯車と第１中間歯車との噛合状態を示す図であり、（ｂ）は第２中間歯車と出力歯車との噛合状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
以下、図１および図２に基づいて本発明の第１の実施形態を説明する。
【００１１】
図１および図２において、１はトルク検出機構付き自動ねじ締め機である。このトルク検出機構付き自動ねじ締め機１は、駆動源の一例であるモータ２を有しており、当該モータ２はハウジング３に取付けられている。このハウジング３の内部には起歪体４が収納されており、この起歪体４にはロバーバル型の空洞穴４ａが穿設されている。また、この起歪体４ａの一端には固定端４ｂが一体成形されており、当該ハウジング３にねじＳで固定されている。さらに、この起歪体４は、その固定端４ｂを除き、前記ハウジング３の内面に対して所定の隙間を設けて収納されており、詳細を後述する出力軸９の回転抵抗に応じて歪むとき、当該ハウジング３の内面に接触しないように構成されている。
【００１２】
また、前記起歪体４にはその他端を切り欠いて切欠部４ｃが形成さており、この切欠部４ｃには入力歯車６が配置されている。一方、前記モータ２の駆動軸２ａには、前記起歪体４にベアリング１１ａ，１１ｂを介して回転自在に支持される入力軸５が連結されており、この入力軸５に前記入力歯車６が一体に回転可能に取付けられている。さらに、この入力軸５においては、その先端がハウジング３の内面まで延びている。そこで、詳細を後述する出力軸９の回転抵抗により起歪体４が歪むとき、当該入力軸５がハウジング３に接触しないよう、当該ハウジング３には当該入力軸５の径よりも大径の有底穴３ａが穿設されている。
【００１３】
また、前記ハウジング３の内部には、前記入力歯車６と噛合する位置に出力歯車１０が配置されており、ベアリング１１ｃ，１１ｄを介してハウジング３に回転自在に支持された出力軸９に一体に回転可能に取付けられている。この出力軸９は、前記入力軸５のオフセット位置に配置されており、前記モータ２の回転に伴い回転するように構成されている。また、この出力軸９の先端にはねじ部品の頭部に係合可能なねじ締め工具１３が一体に回転可能に取付けられており、モータ２の回転駆動をねじ部品に伝達するように構成されている。ここで、前記入力歯車６および出力歯車１０は、歯車の一例である平歯車あるいは、はすば歯車であり、これらを歯数の異なるものに変更することで、出力軸９に出力される回転駆動は、入力軸５の回転駆動に対して増速あるいは減速を自在に設定することが可能である。なお、トルク検出機構付き自動ねじ締め機１においては、入力歯車６および出力歯車１０の歯数は同一であり、増減速しないように構成されている。
【００１４】
また、前記起歪体４には歪み検出手段の一例である歪みゲージ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが、長手方向に延びる側面にそれぞれ二枚ずつ貼り付けられている貼り付けられており、起歪体４の捻れに応じた電気信号を、ハウジング３に取付けられた歪みゲージアンプ１４に送信するように構成されている。そして、この歪みゲージアンプ１４により、当該電気信号から締付けトルクが判定される。このように、入力軸５、入力歯車６、出力軸９、出力歯車１０、起歪体４、および歪みゲージ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄによりトルク検出機構が構成される。加えて、入力軸５、入力歯車６、出力軸９および入力歯車１０によりオフセット機構が構成され、モータ２の回転駆動をねじ締め工具１３に伝達する。
【００１５】
次に、第１の実施形態のトルク検出機構付きねじ締め機１による作用を図２に基づいて説明する。まず、モータ２の駆動に伴って入力軸５がトルクＴ１で回転すると、入力歯車６もこれと一体になって回転する。続いて、この入力歯車６の回転を受けて、出力歯車１０は出力軸９と一体に回転する。そして、ねじ部品に係合しているねじ締め工具１３に回転駆動が伝達され、ねじ締めが行われる。
【００１６】
ここで、ワークにねじ部品をねじ込む段階においては、ねじ締め工具１３には、トルクＴ１と同じ大きさの回転抵抗Ｔ２が作用する。そして、当該回転抵抗Ｔ２は出力軸９を介して出力歯車１０から入力歯車６へ伝達される。これにより、入力歯車６は当該出力歯車１０に押圧され、当該入力歯車６の歯面には押圧力Ｆが作用する。ここで、起歪体４には、当該押圧力Ｆのうち、起歪体４の側面に直交する方向の成分Ｆ１が曲げモーメントとして作用し、当該起歪体４は固定端４ｂを支点として歪む。この起歪体４の歪みを歪みゲージ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄで検出することにより、締付けトルクを検出することができる。
【００１７】
前述した第１の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機１においては、入力軸５、入力歯車６、出力歯車１０および出力軸９はオフセット機構を構成する。加えて、当該入力軸５を起歪体４に回転自在に支持して、この起歪体４の歪みを歪みゲージ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄで検出することにより、トルク検出機構が構成されている。つまり、オフセット機構とトルク検出機構とを両立することがきる。そのため、出力軸９の周囲に別個にトルク検出機構を備え付ける必要が無くなる。このような構成により、作業スペースに制限がある場合においても、複数の出力軸９を狭い範囲に一箇所にまとめることが可能となり、トルク管理による多軸ねじ締めを実現することができる。
【００１８】
（第２の実施形態）
以下、図３および図４に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。ここで、第２の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機２１は、前述した第１の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機１において、入力歯車２６と出力歯車３０の間に中間歯車２８を介在させてこれらに噛合させ、さらに当該中間歯車２８を起歪体２４に回転自在に支持したものである。
【００１９】
図３および図４において、２１はトルク検出機構付き自動ねじ締め機である。このトルク検出機構付き自動ねじ締め機２１は、駆動源の一例であるモータ２２を有しており、当該モータ２２はハウジング２３に取付けられている。このハウジング２３の内部には起歪体２４が収納されており、この起歪体２４にはロバーバル型の空洞穴２４ａが穿設されている。また、この起歪体２４ａの一端には固定端２４ｂが一体成形されており、当該ハウジング２３にねじＳで固定されている。さらに、この起歪体２４は、その固定端２４ｂを除き、前記ハウジング２３の内面に対して所定の隙間を設けて収納されており、詳細を後述する出力軸２９の回転抵抗に応じて歪むとき、当該ハウジング２３の内面に接触しないように構成されている。
【００２０】
また、前記トルク検出機構付き自動ねじ締め機２１は、モータ２２の駆動軸２２ａに連結される入力軸２５を有しており、この入力軸２５はハウジング２３にベアリング３１ａ，３１ｂを介して回転自在に支持されている。また、この入力軸２５には入力歯車２６が一体に回転可能に取付けられており、前記起歪体２４の空洞穴２４ａの内部に配置されている。
【００２１】
さらに、前記起歪体２４にはその他端を切り欠いて前記空洞穴２４ａと連通する切欠部２４ｃが形成さており、この切欠部２４ｃには、前記入力歯車２６と噛合する中間歯車２８が配置されている。この中間歯車８は、図３に示すように、前記起歪体２４に支持された中間軸２７にベアリング３１ｃ，３１ｄを介して回転自在に支持されており、前記入力軸２５の回転駆動に伴い回転するように構成されている。また、この中間軸２７においては、その両端が起歪体２４の切欠部２４ｃから突出してハウジング２３まで延びている。そこで、詳細を後述する出力軸２９の回転抵抗により起歪体が２４が歪むとき、当該中間軸２７がハウジング２３に接触しないよう、当該ハウジング２３には当該中間軸２７の径よりも大径の有底穴２３ａ，２３ｂが穿設されている。なお、第２の実施形態においては、中間軸２７が起歪体２４にベアリング３１ｃ，３１ｄを介して回転自在に保持されるとともに、当該中間軸２７に中間歯車２８が一体に回転可能に取付けられる構成でもよい。
【００２２】
その上、前記ハウジング２３の内部には、前記中間歯車２８と噛合する位置に出力歯車３０が配置されており、ベアリング３１ｅ，３１ｆを介してハウジング２３に回転自在に支持された出力軸２９に一体に回転可能に取付けられている。この出力軸２９は、前記入力軸２５のオフセット位置に配置されており、前記モータ２２の回転に伴い回転するように構成されている。また、この出力軸２９の先端にはねじ部品の頭部に係合可能なねじ締め工具３３が一体に回転可能に取付けられており、モータ２２の回転駆動をねじ部品に伝達するように構成されている。ここで、前記入力歯車２６、中間歯車２８、および出力歯車３０は、歯車の一例である平歯車あるいは、はすば歯車であり、これらを歯数の異なるものに変更することで、出力軸２９に出力される回転駆動は、入力軸２５の回転駆動に対して増速あるいは減速を自在に設定することが可能である。なお、トルク検出機構付き自動ねじ締め機２１においては、入力歯車２６および出力歯車３０の歯数は同一であり、増減速しないように構成されている。
【００２３】
前記起歪体２４には歪み検出手段の一例である歪みゲージ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄが、長手方向に延びる側面にそれぞれ二枚ずつ貼り付けられている貼り付けられており、起歪体２４の捻れに応じた電気信号を、ハウジング２３に取付けられた歪みゲージアンプ３４に送信するように構成されている。そして、この歪みゲージアンプ３４により、当該電気信号から締付けトルクが判定される。このように、入力軸２５、入力歯車２６、中間軸２７、中間歯車２８、出力軸２９、出力歯車３０、起歪体２４、および歪みゲージ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄによりトルク検出機構が構成されるとともに、入力軸２５、入力歯車２６、中間軸２７、中間歯車２８、出力軸２９よび出力歯車３０によりオフセット機構が構成され、モータ２２の回転駆動をねじ締め工具３３に伝達する。
【００２４】
次に、第２の実施形態のトルク検出機構付きねじ締め機１による作用を図４に基づいて説明する。まず、モータ２２の駆動に伴って入力軸２５がトルクＴ１で回転すると、入力歯車２６もこれと一体になって回転する。続いて、この入力歯車２６の回転を受けて、中間歯車２８は中間軸２７と一体に回転する。さらに、この中間歯車２８の回転を受けて、出力歯車３０も出力軸２９と一体に回転する。そして、ねじ部品に係合しているねじ締め工具３３に回転駆動が伝達され、ねじ締めが行われる。
【００２５】
ここで、ワークにねじ部品をねじ込む段階においては、ねじ締め工具３３には、トルクＴ１と同じ大きさの回転抵抗Ｔ２が作用する。そして、当該回転抵抗Ｔ２は出力軸２９を介して出力歯車３０から中間歯車２８へ伝達される。これにより、中間歯車２８は出力歯車３０に押圧されて、当該中間歯車２８の歯面には押圧力Ｆ１が作用する。さらに、中間歯車２８は、トルクＴ１で回転する入力歯車２６にも噛合しているので、当該入力歯車２６にも押圧されて、当該中間歯車２８の歯面には押圧力Ｆ２が作用する。そのため、中間歯車２８を保持する中間軸２７にはこれら押圧力の合力Ｆ１＋Ｆ２が作用する。そして、この合力Ｆ１＋Ｆ２が起歪体２４に曲げモーメントとして作用し、当該起歪体２４は固定端２４ｂを支点として歪む。この起歪体２４の歪みを歪みゲージ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄで検出することにより、締付けトルクを検出することができる。
【００２６】
前述した第２の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機２１においては、第１のトルク検出機構付き自動ねじ締め機１と比較して、歯車の部品点数は増加する。しかしながら、中間歯車２８は入力歯車２６および出力歯車３０の双方に押圧さるので、起歪体２４に作用する曲モーメントは大きくなる。そのため、小さな回転抵抗であっても、起歪体２４を十分に歪ませることができるので、特に低トルクの検出精度が向上する。
【００２７】
（第３の実施形態）
以下、図５ないし図７に基づいて本発明の第３の実施形態を説明する。ここで、第３の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機４１は、前述した第２の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機２１の起歪体２４を縦に配置して、これに伴い各種構成部品の配置を変更したものである。
【００２８】
図５および図６において、４１はトルク検出機構付き自動ねじ締め機である。このトルク検出機構付き自動ねじ締め機４１は、駆動源の一例であるモータ４２を有しており、当該モータ４２はハウジング４３に取付けられている。また、このトルク検出機構付き自動ねじ締め機４１は、ロバーバル型の空洞穴４４ａが穿設された起歪体４４を有している。この起歪体４４はその一端に固定端４４ｂが一体成形されており、この固定端４４ｂが前記ハウジング４３に固定されている。
【００２９】
また、前記トルク検出機構付き自動ねじ締め機４１は、モータ４２の駆動軸４２ａに連結される入力軸４５を有しており、この入力軸４５はハウジング４３にベアリング５１ａ，５１ｂを介して回転自在に支持されている。また、この入力軸４５には入力歯車４６が取付けられており、当該入力軸４５と一体に回転するように構成されている。
【００３０】
さらに、前記起歪体４４の上方であって前記入力歯車４６と噛合する位置には第１中間歯車４８ａが配置されており、一方当該起歪体４４の下方には第２中間歯車４８ｂが配置されている。これら第１中間歯車４８ａおよび第２中間歯車４８ｂは、起歪体４４にベアリング５１ｃ，５１ｄを介して回転自在に支持された中間軸４７に取付けられており、当該中間軸４７と一体になって回転するように構成されている。
【００３１】
その上、前記第２中間歯車４８ｂと噛合する位置には、出力歯車５０が配置されている。この出力歯車５０は、ハウジング４３にベアリング５１ｅ，５１ｆを介して回転自在に支持された出力軸４９に取付けられており、当該出力軸４９と一体に回転するように構成されている。また、この出力軸４９の先端にはねじ部品の頭部に係合可能なねじ締め工具５３が一体に回転可能に取付けられており、モータ４２の回転駆動をねじ部品に伝達するように構成されている。
【００３２】
前記起歪体４４には歪み検出手段の一例である歪みゲージ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄが、長手方向に延びる側面にそれぞれ二枚ずつ貼り付けられている貼り付けられており、起歪体４４の捻れに応じた電気信号を、ハウジング４３に取付けられた歪みゲージアンプ（図示せず）に送信するように構成されている。そして、この歪みゲージアンプにより、当該電気信号から締付けトルクが判定される。このように、入力軸４５、入力歯車４６、中間軸４７、第１中間歯車４８ａ、第２中間歯車４８ｂ、出力軸４９、出力歯車５０、起歪体４４、および歪みゲージ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄによりトルク検出機構が構成されるとともに、入力軸４５、入力歯車４６、中間軸４７、第１中間歯車４８ａ、第２中間歯車４８ｂ，出力軸４９よび出力歯車５０によりオフセット機構が構成され、モータ４２の回転駆動をねじ締め工具５３に伝達する。
【００３３】
次に、第３の実施形態のトルク検出機構付きねじ締め機４１による作用を図７に基づいて説明する。まず、モータ４２の駆動に伴って入力軸４５がトルクＴ１で回転すると、入力歯車４６もこれと一体になって回転する。続いて、この入力歯車４６の回転を受けて、第１中間歯車４８ａおよび第２中間歯車４８ｂは中間軸４７と一体に回転する。さらに、この第２中間歯車４８ｂの回転を受けて、出力歯車５０も出力軸４９と一体に回転する。そして、ねじ部品に係合しているねじ締め工具５３に回転駆動が伝達され、ねじ締めが行われる。
【００３４】
ここで、ワークにねじ部品をねじ込む段階においては、ねじ締め工具５３には、トルクＴ１と同じ大きさの回転抵抗Ｔ２が作用する。そして、当該回転抵抗Ｔ２は出力歯車５０から第２中間歯車４８ｂへ伝達される。これにより、図７（ａ）に示すように、第２中間歯車４８ｂは出力歯車５０に押圧され、当該第２中間歯車４８ｂの歯面には押圧力Ｆ１が作用する。一方、図７（ｂ）に示すように、トルクＴ１で回転する入力歯車４６に噛合する第１中間歯車４８ａは当該入力歯車４６に押圧され、当該第１中間歯車４８ａの歯面には押圧力Ｆ２が作用する。そのため、第１中間歯車４８ａおよび第２中間歯車４８ｂを支持する中間軸４７には、これら第１中間歯車４８ａおよび第２中間歯車４８ｂの双方からの押圧力の合力Ｆ１＋Ｆ２が作用する。そのため、起歪体４４には合力Ｆ１＋Ｆ２が曲げモーメントとして作用し、当該起歪体４４は固定端４４ｂを支点として歪む。この起歪体４４の歪みを歪みゲージ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄで検出することにより、締付けトルクを検出することができる。
【００３５】
前述した第３の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機４１においては、第１および第２のトルク検出機構付き自動ねじ締め機４１と比較して、歯車の部品点数は増加する。しかしながら、第２の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機４１と同様に、中間軸４７には第１中間歯車４８ａおよび第２中間歯車４８ｂの双方からの押圧力の合力Ｆ１＋Ｆ２が作用するので、起歪体４４に作用する曲モーメントは大きくなる。そのため、小さな回転抵抗であっても、起歪体４４を十分に歪ませることができるので、特に低トルクの検出精度が向上する。加えて、起歪体４４を縦型に配置して、これに伴い第１中間歯車４８ａ、第２中間歯車４８ｂは起歪体４４の上方および下方に配置されている。そのため、本体が全体的に縦長の構成となり、第２の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機２１よりも、さらに作業スペースが平面方向に狭い範囲において、多軸ねじ締めを実現することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１ トルク検出機構付き自動ねじ締め機
２ モータ
２ａ 駆動軸
３ ハウジング
３ａ 有底穴
４ 起歪体
４ａ 空洞穴
４ｂ 固定端
４ｃ 切欠部
５ 入力軸
６ 入力歯車
９ 出力軸
１０ 出力歯車
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ ベアリング
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 歪みゲージ
１３ ねじ締め工具
１４ 歪みゲージアンプ
２１ トルク検出機構付き自動ねじ締め機
２２ モータ
２２ａ 駆動軸
２３ ハウジング
２３ａ，２３ｂ 有底穴
２４ 起歪体
２４ａ 空洞穴
２４ｂ 固定端
２４ｃ 切欠部
２５ 入力軸
２６ 入力歯車
２７ 中間軸
２８ 中間歯車
２９ 出力軸
３０ 出力歯車
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ ベアリング
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ 歪みゲージ
３３ ねじ締め工具
３４ 歪みゲージアンプ
４１ トルク検出機構付き自動ねじ締め機
４２ モータ
４２ａ 駆動軸
４３ ハウジング
４４ 起歪体
４４ａ 空洞穴
４４ｂ 固定端
４５ 入力軸
４６ 入力歯車
４７ 中間軸
４８ａ 第１中間歯車
４８ｂ 第２中間歯車
４９ 出力軸
５０ 出力歯車
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆ ベアリング
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ 歪みゲージ
５３ ねじ締め工具
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多軸ねじ締めに最適なトルク検出機構付き自動ねじ締め機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、トルク検出機構付き自動ねじ締め機としては、特許文献１に示すものがある。このトルク検出機構付き自動ねじ締め機は、駆動源の駆動に伴って回転する入力軸と、先端にドライバビットを備える入力軸とを有しており、これら入力軸と入力軸とはオフセット配置されている。また、入力軸と出力軸には、それぞれに入力歯車と出力歯車が一体に回転可能に取付けられており、これら歯車の間には中間歯車が噛合してある。さらに、出力軸の外周にはトルク検出機構が装着されており、当該出力軸に作用する回転抵抗を検出するように構成されている。上記トルク検出機構付き自動ねじ締め機においては、入力軸と出力軸がオフセット配置されている。そのため、出力軸だけを作業スペースに配置することができるので、当該作業スペースに制限がある場合のねじ締めにおいて、有利である。加えて、トルク検出機構を備えているので、トルク管理によるねじ締めも実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１０８９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、複数の自動ねじ締め機を並べて同時にねじ締めを行う、所謂多軸ねじ締めにおいては、複数の出力軸を狭い範囲にまとめて、ねじ締め作業が行われる。しかしながら、上記トルク検出機構付き自動ねじ締め機においては、トルク検出機構が出力軸の外周に装着されるている。そのため、作業スペースに制限がある場合においては、当該トルク検出機構が邪魔になり、複数の出力軸を一箇所にまとめることできず、多軸ねじ締めを実現することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のトルク検出機構付き自動ねじ締め機は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、駆動源の駆動に伴って回転する入力軸と、前記入力軸に一体に回転可能に取付けられる入力歯車と、前記入力軸のオフセット位置に配置されるとともに、入力軸の回転駆動に伴って回転する出力軸と、前記出力軸に一体に回転可能に取付けられるとともに、前記入力歯車に噛合する出力歯車と、前記出力軸の先端に取付けられて、ねじ部品に係合可能なねじ締め工具と、前記入力軸を回転自在に支持するとともに、入力歯車を介して作用する出力軸の回転抵抗に応じて歪む起歪体と、この起歪体の歪みを検出する歪み検出手段とを
備えることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明のトルク検出機構付き自動ねじ締め機は、駆動源の駆動に伴って回転する入力軸と、前記入力軸に一体に回転可能に取付けられる入力歯車と、前記入力軸のオフセット位置に配置されるとともに、入力軸の回転駆動に伴って回転する出力軸と、前記出力軸に一体に回転可能に取付けられる出力歯車と、前記入力歯車と出力歯車の間に介在して、入力歯車の回転駆動を出力歯車に伝達する一または複数の中間歯車と、前記中間歯車を少なくとも１つを回転自在に支持するとともに、出力歯車を介して作用する出力軸の回転抵抗に応じて歪む起歪体と、前記起歪体の歪みを検出する歪み検出手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のトルク検出機構付き自動ねじ締め機においては、入力軸と出力軸がオフセット配置されており、さらに入力軸を起歪体で回転自在に支持するように構成されている。そして、出力軸の回転抵抗に応じて歪む起歪体の歪みを歪み検出手段で検出して締付けトルクを検出するように構成されている。つまり、オフセット機構を利用してトルク検出機構が構成されている。そのため、別個にトルク検出機構を備え付ける必要が無くなるので、部品点数が少なくなり、コストを低減することができる。さらに、出力軸に周囲にトルク検出機構が備え付けられていないので、複数の出力軸を狭い範囲に一箇所にまとめることが可能となり、トルク管理による多軸ねじ締めを実現することができる。
【０００８】
また、入力歯車と出力歯車との間に中間歯車を介在させて、この中間歯車を起歪体で回転自在に支持してもトルク検出機構を構成することができる。この構成においては、歯車の部品点数は増加するものの、中間歯車は入力歯車および出力歯車の双方に押圧されるので、起歪体に作用する曲げモーメントが大きくなる。そのため、小さな回転抵抗であっても、起歪体を十分に歪ませることができるので、特に低トルクの検出精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機の正面視断面図である。
【図２】第１の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機の平面視拡大断面図である。
【図３】第２の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機の正面視断面図である。
【図４】第２の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機の平面視拡大断面図である。
【図５】第３の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機の正面視断面図である。
【図６】第３の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機の側面視断面図である。
【図７】第３の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機の平面視拡大断面図であり、（ａ）は入力歯車と第１中間歯車との噛合状態を示す図であり、（ｂ）は第２中間歯車と出力歯車との噛合状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
以下、図１および図２に基づいて本発明の第１の実施形態を説明する。
【００１１】
図１および図２において、１はトルク検出機構付き自動ねじ締め機である。このトルク検出機構付き自動ねじ締め機１は、駆動源の一例であるモータ２を有しており、当該モータ２はハウジング３に取付けられている。このハウジング３の内部には起歪体４が収納されており、この起歪体４にはロバーバル型の空洞穴４ａが穿設されている。また、この起歪体４ａの一端には固定端４ｂが一体成形されており、当該ハウジング３にねじＳで固定されている。さらに、この起歪体４は、その固定端４ｂを除き、前記ハウジング３の内面に対して所定の隙間を設けて収納されており、詳細を後述する出力軸９の回転抵抗に応じて歪むとき、当該ハウジング３の内面に接触しないように構成されている。
【００１２】
また、前記起歪体４にはその他端を切り欠いて切欠部４ｃが形成さており、この切欠部４ｃには入力歯車６が配置されている。一方、前記モータ２の駆動軸２ａには、前記起歪体４にベアリング１１ａ，１１ｂを介して回転自在に支持される入力軸５が連結されており、この入力軸５に前記入力歯車６が一体に回転可能に取付けられている。さらに、この入力軸５においては、その先端がハウジング３の内面まで延びている。そこで、詳細を後述する出力軸９の回転抵抗により起歪体４が歪むとき、当該入力軸５がハウジング３に接触しないよう、当該ハウジング３には当該入力軸５の径よりも大径の有底穴３ａが穿設されている。
【００１３】
また、前記ハウジング３の内部には、前記入力歯車６と噛合する位置に出力歯車１０が配置されており、ベアリング１１ｃ，１１ｄを介してハウジング３に回転自在に支持された出力軸９に一体に回転可能に取付けられている。この出力軸９は、前記入力軸５のオフセット位置に配置されており、前記モータ２の回転に伴い回転するように構成されている。また、この出力軸９の先端にはねじ部品の頭部に係合可能なねじ締め工具１３が一体に回転可能に取付けられており、モータ２の回転駆動をねじ部品に伝達するように構成されている。ここで、前記入力歯車６および出力歯車１０は、歯車の一例である平歯車あるいは、はすば歯車であり、これらを歯数の異なるものに変更することで、出力軸９に出力される回転駆動は、入力軸５の回転駆動に対して増速あるいは減速を自在に設定することが可能である。なお、トルク検出機構付き自動ねじ締め機１においては、入力歯車６および出力歯車１０の歯数は同一であり、増減速しないように構成されている。
【００１４】
また、前記起歪体４には歪み検出手段の一例である歪みゲージ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが、長手方向に延びる側面にそれぞれ二枚ずつ貼り付けられている貼り付けられており、起歪体４の捻れに応じた電気信号を、ハウジング３に取付けられた歪みゲージアンプ１４に送信するように構成されている。そして、この歪みゲージアンプ１４により、当該電気信号から締付けトルクが判定される。このように、入力軸５、入力歯車６、出力軸９、出力歯車１０、起歪体４、および歪みゲージ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄによりトルク検出機構が構成される。加えて、入力軸５、入力歯車６、出力軸９および入力歯車１０によりオフセット機構が構成され、モータ２の回転駆動をねじ締め工具１３に伝達する。
【００１５】
次に、第１の実施形態のトルク検出機構付きねじ締め機１による作用を図２に基づいて説明する。まず、モータ２の駆動に伴って入力軸５がトルクＴ１で回転すると、入力歯車６もこれと一体になって回転する。続いて、この入力歯車６の回転を受けて、出力歯車１０は出力軸９と一体に回転する。そして、ねじ部品に係合しているねじ締め工具１３に回転駆動が伝達され、ねじ締めが行われる。
【００１６】
ここで、ワークにねじ部品をねじ込む段階においては、ねじ締め工具１３には、トルクＴ１と同じ大きさの回転抵抗Ｔ２が作用する。そして、当該回転抵抗Ｔ２は出力軸９を介して出力歯車１０から入力歯車６へ伝達される。これにより、入力歯車６は当該出力歯車１０に押圧され、当該入力歯車６の歯面には押圧力Ｆが作用する。ここで、起歪体４には、当該押圧力Ｆのうち、起歪体４の側面に直交する方向の成分Ｆ１が曲げモーメントとして作用し、当該起歪体４は固定端４ｂを支点として歪む。この起歪体４の歪みを歪みゲージ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄで検出することにより、締付けトルクを検出することができる。
【００１７】
前述した第１の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機１においては、入力軸５、入力歯車６、出力歯車１０および出力軸９はオフセット機構を構成する。加えて、当該入力軸５を起歪体４に回転自在に支持して、この起歪体４の歪みを歪みゲージ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄで検出することにより、トルク検出機構が構成されている。つまり、オフセット機構とトルク検出機構とを両立することがきる。そのため、出力軸９の周囲に別個にトルク検出機構を備え付ける必要が無くなる。このような構成により、作業スペースに制限がある場合においても、複数の出力軸９を狭い範囲に一箇所にまとめることが可能となり、トルク管理による多軸ねじ締めを実現することができる。
【００１８】
（第２の実施形態）
以下、図３および図４に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。ここで、第２の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機２１は、前述した第１の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機１において、入力歯車２６と出力歯車３０の間に中間歯車２８を介在させてこれらに噛合させ、さらに当該中間歯車２８を起歪体２４に回転自在に支持したものである。
【００１９】
図３および図４において、２１はトルク検出機構付き自動ねじ締め機である。このトルク検出機構付き自動ねじ締め機２１は、駆動源の一例であるモータ２２を有しており、当該モータ２２はハウジング２３に取付けられている。このハウジング２３の内部には起歪体２４が収納されており、この起歪体２４にはロバーバル型の空洞穴２４ａが穿設されている。また、この起歪体２４ａの一端には固定端２４ｂが一体成形されており、当該ハウジング２３にねじＳで固定されている。さらに、この起歪体２４は、その固定端２４ｂを除き、前記ハウジング２３の内面に対して所定の隙間を設けて収納されており、詳細を後述する出力軸２９の回転抵抗に応じて歪むとき、当該ハウジング２３の内面に接触しないように構成されている。
【００２０】
また、前記トルク検出機構付き自動ねじ締め機２１は、モータ２２の駆動軸２２ａに連結される入力軸２５を有しており、この入力軸２５はハウジング２３にベアリング３１ａ，３１ｂを介して回転自在に支持されている。また、この入力軸２５には入力歯車２６が一体に回転可能に取付けられており、前記起歪体２４の空洞穴２４ａの内部に配置されている。
【００２１】
さらに、前記起歪体２４にはその他端を切り欠いて前記空洞穴２４ａと連通する切欠部２４ｃが形成さており、この切欠部２４ｃには、前記入力歯車２６と噛合する中間歯車２８が配置されている。この中間歯車８は、図３に示すように、前記起歪体２４に支持された中間軸２７にベアリング３１ｃ，３１ｄを介して回転自在に支持されており、前記入力軸２５の回転駆動に伴い回転するように構成されている。また、この中間軸２７においては、その両端が起歪体２４の切欠部２４ｃから突出してハウジング２３まで延びている。そこで、詳細を後述する出力軸２９の回転抵抗により起歪体が２４が歪むとき、当該中間軸２７がハウジング２３に接触しないよう、当該ハウジング２３には当該中間軸２７の径よりも大径の有底穴２３ａ，２３ｂが穿設されている。なお、第２の実施形態においては、中間軸２７が起歪体２４にベアリング３１ｃ，３１ｄを介して回転自在に保持されるとともに、当該中間軸２７に中間歯車２８が一体に回転可能に取付けられる構成でもよい。
【００２２】
その上、前記ハウジング２３の内部には、前記中間歯車２８と噛合する位置に出力歯車３０が配置されており、ベアリング３１ｅ，３１ｆを介してハウジング２３に回転自在に支持された出力軸２９に一体に回転可能に取付けられている。この出力軸２９は、前記入力軸２５のオフセット位置に配置されており、前記モータ２２の回転に伴い回転するように構成されている。また、この出力軸２９の先端にはねじ部品の頭部に係合可能なねじ締め工具３３が一体に回転可能に取付けられており、モータ２２の回転駆動をねじ部品に伝達するように構成されている。ここで、前記入力歯車２６、中間歯車２８、および出力歯車３０は、歯車の一例である平歯車あるいは、はすば歯車であり、これらを歯数の異なるものに変更することで、出力軸２９に出力される回転駆動は、入力軸２５の回転駆動に対して増速あるいは減速を自在に設定することが可能である。なお、トルク検出機構付き自動ねじ締め機２１においては、入力歯車２６および出力歯車３０の歯数は同一であり、増減速しないように構成されている。
【００２３】
前記起歪体２４には歪み検出手段の一例である歪みゲージ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄが、長手方向に延びる側面にそれぞれ二枚ずつ貼り付けられている貼り付けられており、起歪体２４の捻れに応じた電気信号を、ハウジング２３に取付けられた歪みゲージアンプ３４に送信するように構成されている。そして、この歪みゲージアンプ３４により、当該電気信号から締付けトルクが判定される。このように、入力軸２５、入力歯車２６、中間軸２７、中間歯車２８、出力軸２９、出力歯車３０、起歪体２４、および歪みゲージ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄによりトルク検出機構が構成されるとともに、入力軸２５、入力歯車２６、中間軸２７、中間歯車２８、出力軸２９よび出力歯車３０によりオフセット機構が構成され、モータ２２の回転駆動をねじ締め工具３３に伝達する。
【００２４】
次に、第２の実施形態のトルク検出機構付きねじ締め機１による作用を図４に基づいて説明する。まず、モータ２２の駆動に伴って入力軸２５がトルクＴ１で回転すると、入力歯車２６もこれと一体になって回転する。続いて、この入力歯車２６の回転を受けて、中間歯車２８は中間軸２７と一体に回転する。さらに、この中間歯車２８の回転を受けて、出力歯車３０も出力軸２９と一体に回転する。そして、ねじ部品に係合しているねじ締め工具３３に回転駆動が伝達され、ねじ締めが行われる。
【００２５】
ここで、ワークにねじ部品をねじ込む段階においては、ねじ締め工具３３には、トルクＴ１と同じ大きさの回転抵抗Ｔ２が作用する。そして、当該回転抵抗Ｔ２は出力軸２９を介して出力歯車３０から中間歯車２８へ伝達される。これにより、中間歯車２８は出力歯車３０に押圧されて、当該中間歯車２８の歯面には押圧力Ｆ１が作用する。さらに、中間歯車２８は、トルクＴ１で回転する入力歯車２６にも噛合しているので、当該入力歯車２６にも押圧されて、当該中間歯車２８の歯面には押圧力Ｆ２が作用する。そのため、中間歯車２８を保持する中間軸２７にはこれら押圧力の合力Ｆ１＋Ｆ２が作用する。そして、この合力Ｆ１＋Ｆ２が起歪体２４に曲げモーメントとして作用し、当該起歪体２４は固定端２４ｂを支点として歪む。この起歪体２４の歪みを歪みゲージ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄで検出することにより、締付けトルクを検出することができる。
【００２６】
前述した第２の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機２１においては、第１のトルク検出機構付き自動ねじ締め機１と比較して、歯車の部品点数は増加する。しかしながら、中間歯車２８は入力歯車２６および出力歯車３０の双方に押圧さるので、起歪体２４に作用する曲モーメントは大きくなる。そのため、小さな回転抵抗であっても、起歪体２４を十分に歪ませることができるので、特に低トルクの検出精度が向上する。
【００２７】
（第３の実施形態）
以下、図５ないし図７に基づいて本発明の第３の実施形態を説明する。ここで、第３の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機４１は、前述した第２の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機２１の起歪体２４を縦に配置して、これに伴い各種構成部品の配置を変更したものである。
【００２８】
図５および図６において、４１はトルク検出機構付き自動ねじ締め機である。このトルク検出機構付き自動ねじ締め機４１は、駆動源の一例であるモータ４２を有しており、当該モータ４２はハウジング４３に取付けられている。また、このトルク検出機構付き自動ねじ締め機４１は、ロバーバル型の空洞穴４４ａが穿設された起歪体４４を有している。この起歪体４４はその一端に固定端４４ｂが一体成形されており、この固定端４４ｂが前記ハウジング４３に固定されている。
【００２９】
また、前記トルク検出機構付き自動ねじ締め機４１は、モータ４２の駆動軸４２ａに連結される入力軸４５を有しており、この入力軸４５はハウジング４３にベアリング５１ａ，５１ｂを介して回転自在に支持されている。また、この入力軸４５には入力歯車４６が取付けられており、当該入力軸４５と一体に回転するように構成されている。
【００３０】
さらに、前記起歪体４４の上方であって前記入力歯車４６と噛合する位置には第１中間歯車４８ａが配置されており、一方当該起歪体４４の下方には第２中間歯車４８ｂが配置されている。これら第１中間歯車４８ａおよび第２中間歯車４８ｂは、起歪体４４にベアリング５１ｃ，５１ｄを介して回転自在に支持された中間軸４７に取付けられており、当該中間軸４７と一体になって回転するように構成されている。
【００３１】
その上、前記第２中間歯車４８ｂと噛合する位置には、出力歯車５０が配置されている。この出力歯車５０は、ハウジング４３にベアリング５１ｅ，５１ｆを介して回転自在に支持された出力軸４９に取付けられており、当該出力軸４９と一体に回転するように構成されている。また、この出力軸４９の先端にはねじ部品の頭部に係合可能なねじ締め工具５３が一体に回転可能に取付けられており、モータ４２の回転駆動をねじ部品に伝達するように構成されている。
【００３２】
前記起歪体４４には歪み検出手段の一例である歪みゲージ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄが、長手方向に延びる側面にそれぞれ二枚ずつ貼り付けられている貼り付けられており、起歪体４４の捻れに応じた電気信号を、ハウジング４３に取付けられた歪みゲージアンプ（図示せず）に送信するように構成されている。そして、この歪みゲージアンプにより、当該電気信号から締付けトルクが判定される。このように、入力軸４５、入力歯車４６、中間軸４７、第１中間歯車４８ａ、第２中間歯車４８ｂ、出力軸４９、出力歯車５０、起歪体４４、および歪みゲージ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄによりトルク検出機構が構成されるとともに、入力軸４５、入力歯車４６、中間軸４７、第１中間歯車４８ａ、第２中間歯車４８ｂ，出力軸４９よび出力歯車５０によりオフセット機構が構成され、モータ４２の回転駆動をねじ締め工具５３に伝達する。
【００３３】
次に、第３の実施形態のトルク検出機構付きねじ締め機４１による作用を図７に基づいて説明する。まず、モータ４２の駆動に伴って入力軸４５がトルクＴ１で回転すると、入力歯車４６もこれと一体になって回転する。続いて、この入力歯車４６の回転を受けて、第１中間歯車４８ａおよび第２中間歯車４８ｂは中間軸４７と一体に回転する。さらに、この第２中間歯車４８ｂの回転を受けて、出力歯車５０も出力軸４９と一体に回転する。そして、ねじ部品に係合しているねじ締め工具５３に回転駆動が伝達され、ねじ締めが行われる。
【００３４】
ここで、ワークにねじ部品をねじ込む段階においては、ねじ締め工具５３には、トルクＴ１と同じ大きさの回転抵抗Ｔ２が作用する。そして、当該回転抵抗Ｔ２は出力歯車５０から第２中間歯車４８ｂへ伝達される。これにより、図７（ａ）に示すように、第２中間歯車４８ｂは出力歯車５０に押圧され、当該第２中間歯車４８ｂの歯面には押圧力Ｆ１が作用する。一方、図７（ｂ）に示すように、トルクＴ１で回転する入力歯車４６に噛合する第１中間歯車４８ａは当該入力歯車４６に押圧され、当該第１中間歯車４８ａの歯面には押圧力Ｆ２が作用する。そのため、第１中間歯車４８ａおよび第２中間歯車４８ｂを支持する中間軸４７には、これら第１中間歯車４８ａおよび第２中間歯車４８ｂの双方からの押圧力の合力Ｆ１＋Ｆ２が作用する。そのため、起歪体４４には合力Ｆ１＋Ｆ２が曲げモーメントとして作用し、当該起歪体４４は固定端４４ｂを支点として歪む。この起歪体４４の歪みを歪みゲージ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄで検出することにより、締付けトルクを検出することができる。
【００３５】
前述した第３の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機４１においては、第１および第２のトルク検出機構付き自動ねじ締め機４１と比較して、歯車の部品点数は増加する。しかしながら、第２の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機４１と同様に、中間軸４７には第１中間歯車４８ａおよび第２中間歯車４８ｂの双方からの押圧力の合力Ｆ１＋Ｆ２が作用するので、起歪体４４に作用する曲モーメントは大きくなる。そのため、小さな回転抵抗であっても、起歪体４４を十分に歪ませることができるので、特に低トルクの検出精度が向上する。加えて、起歪体４４を縦型に配置して、これに伴い第１中間歯車４８ａ、第２中間歯車４８ｂは起歪体４４の上方および下方に配置されている。そのため、本体が全体的に縦長の構成となり、第２の実施形態のトルク検出機構付き自動ねじ締め機２１よりも、さらに作業スペースが平面方向に狭い範囲において、多軸ねじ締めを実現することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１ トルク検出機構付き自動ねじ締め機
２ モータ
２ａ 駆動軸
３ ハウジング
３ａ 有底穴
４ 起歪体
４ａ 空洞穴
４ｂ 固定端
４ｃ 切欠部
５ 入力軸
６ 入力歯車
９ 出力軸
１０ 出力歯車
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ ベアリング
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 歪みゲージ
１３ ねじ締め工具
１４ 歪みゲージアンプ
２１ トルク検出機構付き自動ねじ締め機
２２ モータ
２２ａ 駆動軸
２３ ハウジング
２３ａ，２３ｂ 有底穴
２４ 起歪体
２４ａ 空洞穴
２４ｂ 固定端
２４ｃ 切欠部
２５ 入力軸
２６ 入力歯車
２７ 中間軸
２８ 中間歯車
２９ 出力軸
３０ 出力歯車
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ ベアリング
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ 歪みゲージ
３３ ねじ締め工具
３４ 歪みゲージアンプ
４１ トルク検出機構付き自動ねじ締め機
４２ モータ
４２ａ 駆動軸
４３ ハウジング
４４ 起歪体
４４ａ 空洞穴
４４ｂ 固定端
４５ 入力軸
４６ 入力歯車
４７ 中間軸
４８ａ 第１中間歯車
４８ｂ 第２中間歯車
４９ 出力軸
５０ 出力歯車
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆ ベアリング
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ 歪みゲージ
５３ ねじ締め工具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源の駆動に伴って回転する入力軸と、
この入力軸に一体に回転可能に取付けられる入力歯車と、
この入力歯車に噛合する出力歯車と、
この出力歯車を一体に回転可能に保持するとともに、前記入力軸のオフセット位置に配置されて当該入力軸の回転駆動に伴って回転する出力軸と、
この出力軸の先端に取付けられて、ねじ部品に係合可能なねじ締め工具と、
前記入力軸を回転自在に支持するとともに、入力歯車を介して作用する出力軸の回転抵抗に応じて歪む起歪体と、
この起歪体の歪みを検出する歪み検出手段とを
備えることを特徴とするトルク検出機構付き自動ねじ締め機。
【請求項２】
駆動源の駆動に伴って回転する入力軸と、
この入力軸に一体に回転可能に取付けられる入力歯車と、
前記入力軸のオフセット位置に配置されるとともに、入力軸の回転駆動に伴って回転する出力軸と、
この出力軸に一体に回転可能に取付けられる出力歯車と、
前記入力歯車と出力歯車の間に介在して、入力歯車の回転駆動を出力歯車に伝達する一または複数の中間歯車と、
この中間歯車を少なくとも１つを回転自在に支持するとともに、出力歯車を介して作用する出力軸の回転抵抗に応じて歪む起歪体と、
この起歪体の歪みを検出する歪み検出手段とを
備えることを特徴とするトルク検出機構付き自動ねじ締め機。
【請求項１】
駆動源の駆動に伴って回転する入力軸と、
この入力軸に一体に回転可能に取付けられる入力歯車と、
この入力歯車に噛合する出力歯車と、
この出力歯車を一体に回転可能に保持するとともに、前記入力軸のオフセット位置に配置されて当該入力軸の回転駆動に伴って回転する出力軸と、
この出力軸の先端に取付けられて、ねじ部品に係合可能なねじ締め工具と、
前記入力軸を回転自在に支持するとともに、入力歯車を介して作用する出力軸の回転抵抗に応じて歪む起歪体と、
この起歪体の歪みを検出する歪み検出手段とを
備えることを特徴とするトルク検出機構付き自動ねじ締め機。
【請求項２】
駆動源の駆動に伴って回転する入力軸と、
この入力軸に一体に回転可能に取付けられる入力歯車と、
前記入力軸のオフセット位置に配置されるとともに、入力軸の回転駆動に伴って回転する出力軸と、
この出力軸に一体に回転可能に取付けられる出力歯車と、
前記入力歯車と出力歯車の間に介在して、入力歯車の回転駆動を出力歯車に伝達する一または複数の中間歯車と、
この中間歯車を少なくとも１つを回転自在に支持するとともに、出力歯車を介して作用する出力軸の回転抵抗に応じて歪む起歪体と、
この起歪体の歪みを検出する歪み検出手段とを
備えることを特徴とするトルク検出機構付き自動ねじ締め機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−５５９２（Ｐ２０１１−５５９２Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５１４８６（Ｐ２００９−１５１４８６）
【出願日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【出願人】（０００２２７４６７）日東精工株式会社 (263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【出願人】（０００２２７４６７）日東精工株式会社 (263)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]