特開 2023-160257 チャックユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023160257

(43)【公開日】2023-11-02

(54)【発明の名称】チャックユニット

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/06 20060101AFI20231026BHJP

   B25B 23/10 20060101ALI20231026BHJP

【ＦＩ】

B23P19/06 D

B25B23/10 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022070477

(22)【出願日】2022-04-22

(71)【出願人】

【識別番号】000227467

【氏名又は名称】日東精工株式会社

(72)【発明者】

【氏名】安積 慶一

【テーマコード（参考）】

3C038

【Ｆターム（参考）】

3C038AA01

3C038BB03

(57)【要約】

【課題】本発明は、ねじを保持孔まで円滑に供給可能なチャックユニットを提供する。
【解決手段】
締結部品Ｓと嵌合可能な締結工具９０あるいは前記締結工具９０を内包する吸着パイプ９１を案内するチャック本体２０と、前記チャック本体２０に揺動可能に支持された保持爪４０および連結爪３０を一対ずつ備え、前記保持爪４０の対向面には、締結工具９０あるいは吸着パイプ９１の軸線上に締結部品Ｓを保持可能な保持孔４１が分割形成されており、前記チャック本体２０には、前記連結爪３０の揺動面と交差する方向に延びる供給孔２２が設けられており、前記連結爪３０の対向面には、前記供給孔２２と保持孔３０とを連続させる連結孔３１が分割形成されていることを特徴とするチャックユニット１０による。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

締結部品と係合可能な締結工具を案内する案内孔とこの案内孔と交差する方向に延びる供給孔を有するチャック本体と
前記チャック本体に開閉可能に支持された一対の保持爪とを備え、
前記保持爪の対向面には、前記締結部品を締結工具の軸線上に保持可能な保持孔が分割形成されているチャックユニットにおいて、
前記チャック本体と保持爪との間には、開閉可能に構成される一対の連結爪が設けられ、
前記連結爪の対向面には、閉じた状態において前記供給孔および前記保持孔を連結させる連結孔が分割形成されていることを特徴とするチャックユニット。

【請求項2】

前記保持爪および連結爪は、チャック本体に固定された支軸によって揺動可能に支持されていることを特徴とする請求項１に記載のチャックユニット

【請求項3】

前記連結爪の先端面は、前記揺動の支軸を中心とした曲面に構成されていることを特徴とする請求項２に記載のチャックユニット

【請求項4】

前記保持爪は、前記連結爪の先端面と平行な摺動面を有することを特徴とする請求項３に記載のチャックユニット。

【請求項5】

前記連結爪には、締結工具が当接するテーパ部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載のチャックユニット。

【請求項6】

前記連結爪には、前記保持爪のみ開くことがないよう係止する係止部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載のチャックユニット。

【請求項7】

前記連結爪および前記保持爪の少なくとも一方には、閉じた状態での位置を調節する調節ねじが固定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載のチャックユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、供給されたねじを安定して受け取り可能なチャックユニットに関する

【背景技術】

【0002】

従来、所定の供給装置から圧送されるねじＳをドライバビット９０の移動経路上に保持するチャックユニット２００として特許文献１に開示されるものが知られている。このようなチャックユニット２００は、図１１に示すようにドライバビット９０の移動経路上に配置されるスイングパイプ２０１と、このスイングパイプ２０１に連続する保持孔２０３が分割形成されたチャック爪２０２と有しており、スイングパイプ２０１は、二点鎖線に示すようにドライバビット９０に押圧されて揺動可能に構成されていた。そのため、外部の供給装置から供給されたねじＳは、スイングパイプ２０１とチャック爪２０２の保持孔２０３を通過して、前記ドライバビット９０の軸線上に保持されていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－１０７１５９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、従来のチャックユニットは、図１１に示すようにチャック爪の保持孔２０３がねじＳの外径より大きい吸着パイプ３３が挿通可能な穴径に構成されており、保持孔２０３とねじＳとの間に隙間が空くため、ねじＳが保持孔２０３内で姿勢を崩すことがあった。しかも、ねじＳの通過経路は、スイングパイプ２０１とチャック爪２０２の保持孔２０３との繋ぎ目で屈曲しているとともに保持孔２０３の入り口部分に接触したねじＳを先端側に移動させるテーパ面が設けられている。このため、当該繋ぎ目部分でスイングパイプ２０１あるいは保持孔２０３とねじＳとの隙間が大きくなっており、ねじＳが特に姿勢を崩し易くなっていた。このようにチャック内で姿勢が崩れたねじＳは、図１１の二点鎖線に示すようにスイングパイプ２０１とチャック爪２０２の保持孔２０３との繋ぎ目やチャック爪２０２の内部で詰まり、供給不良を引き起こすという問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みて創生されたものであり、ねじを保持孔まで円滑に供給可能なチャックユニットを提供する。その目的を達成するために本発明は、締結部品と係合可能な締結工具を案内する案内孔とこの案内孔と交差する方向に延びる供給孔を有するチャック本体と前記チャック本体に開閉可能に支持された一対の保持爪とを備え、前記保持爪の対向面には、前記締結部品を締結工具の軸線上に保持可能な保持孔が分割形成されているチャックユニットにおいて、前記チャック本体と保持爪との間には、開閉可能に構成される一対の連結爪が設けられ、前記連結爪の対向面には、閉じた状態において前記供給孔および前記保持孔を連結させる連結孔が分割形成されていることを特徴とする。なお、前記保持爪および連結爪は、チャック本体に固定された支軸によって揺動可能に支持されていることが好ましい。また、前記連結爪の先端面は、前記揺動の支軸を中心とした曲面に構成されていることが好ましい。さらに前記保持爪は、前記連結爪の先端面と平行な摺動面を有することが好ましい。しかも、前記連結爪には、締結工具が当接するテーパ部が形成されていることが好ましい。また、前記連結爪には、前記保持爪のみ開くことがないよう係止する係止部が設けられていることが好ましい。さらに、前記前記連結爪および前記保持爪の少なくとも一方には、閉じた状態での位置を調節する調節ねじが固定されていることが好ましい。

【発明の効果】

【0006】

本発明のチャックユニットによれば、前記チャック本体と保持爪との間に設けられた一対の連結爪の対向面に締結部品を通過させる連結孔が形成されており、連結孔をねじに合わせて自由に設計可能となるため、ねじを安定して供給できる等の利点を有する。なお、保持爪および連結爪が揺動可能に支持されている構成のため、別途駆動源を用意する必要がなく制御が容易になる等の利点もある。また、前記連結爪の先端面が曲面に構成されているため、連結爪の揺動時、連結爪と保持爪が干渉することが防止され、円滑に揺動可能となる等の利点もある。また、前記保持爪の摺動面も先端面と平行な曲面に構成されているため、連結孔と保持孔との隙間が狭くなり、ねじをより円滑に供給可能となる。さらに、前記連結爪にテーパ部が形成されているため、吸着パイプや締結工具等によって揺動し易くなる等の利点もある。また、前記連結爪には、前記保持爪のみ開くことがないように係止する係止部が設けられているため、圧送されたねじに保持爪が押し開かれることが防止される等の利点もある。さらに前記調節ねじにより、保持爪や連結爪の揺動停止を調節できるため、ねじを円滑に供給可能等の利点もある。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明に係るねじ締め機の構造を示す側面図である。

【図2】本発明に係るチャックユニットの構造を示す要部拡大側面図である。

【図3】本発明に係るチャックユニットの構造を示す要部拡大一部断面側面図である。

【図4】図３のＡ－Ａ線に沿った一部断面平面図である。

【図5】図４から次の状態に移行する動作を示す一部断面平面図である。

【図6】図５から次の状態に移行する動作を示す一部断面平面図である。

【図7】本発明のチャックユニットの第二の実施形態を示す一部断面平面図である。

【図8】本発明のチャックユニットの第三の実施形態を示す一部断面平面図である。

【図9】図８から次の状態に移行する動作を示す一部断面平面図である。

【図10】図８に示されたチャックユニットを用いたねじ締め機の構造を示す側面図である。

【図11】従来のチャックユニットの構造を示す一部断面側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。図１ないし図６において１０は、ねじ締め機１００等に設けられるチャックユニット１０であり、外部の供給装置（図示せず）から供給される締結部品の一例であるねじＳを一旦保持可能に構成されている。このチャックユニット１０は、後述の吸着パイプ９１の移動経路上に固定されるチャック本体２０と、このチャック本体２０に対して揺動自在に装着された連結爪３０および保持爪４０，４０を有している。

【0009】

前記ねじ締め機１００は、前記ねじＳと嵌合可能なドライバビット９０と、このドライバビット９０を内包する円筒形状の吸着パイプ９１を有している。この吸着パイプ９１には、負圧発生装置等の吸引手段（図示せず）が連続しており、この吸引手段が駆動することにより吸着パイプ９１の内部にねじＳを吸着保持可能に構成されている。また、前記ドライバビット９０および吸着パイプ９１は、往復駆動部９２に連結されており、軸方向に往復移動可能に構成されている。さらに、前記ドライバビット９０の基端部には、回転駆動源９３が連結されており、ドライバビット９０は、回転駆動源９３の駆動を受けて吸着パイプ９１の内部で回転自在に構成されている。

【0010】

なお、吸着パイプ９１は、クッションばね（図示せず）により常時先端側に付勢されており、当該クッションばねが撓むことでドライバビット９０に対して軸方向に相対移動してその先端からドライバビット９０を突出させるよう構成されている。また、前記吸着パイプ９１は、その先端に向かうにつれて縮径する先細り形状の傾斜部を介して、小径部９１１が形成されている。

【0011】

前記チャック本体２０には、前記吸着パイプ９１の移動経路上に案内孔２１が貫通形成されている。この案内孔２１は、前記吸着パイプ９１の最大径より若干大きい穴径に構成されており、吸着パイプ９１が軸方向に挿通自在に構成されている。また、チャック本体２０には、前記案内孔２１に対して傾斜し、それぞれの延長線が交差する供給孔２２が形成されている。この供給孔２２には、前記供給装置から伸びる供給ホース９４が連続しており、供給孔２２およびこれに連続する供給ホース９４は、その内部をねじＳが通過可能かつその内部を通過するねじＳがこれらに対して４５度以上傾斜することがないようにその穴径が設定されている。さらに、チャック本体２０の両側面には、図２に示すように案内孔２１と平行に第一支持溝２３，２３および第二支持溝２４，２４が形成されている。第一支持溝２３，２３は、前記案内孔２１を挟むように設けられており、連結爪３０がそれぞれ揺動自在に支持されている。一方、第二支持溝２４，２４は、第一支持溝２３，２３より供給孔２２から離反した位置に設けられており、前記保持爪４０、４０がそれぞれ揺動自在に支持されている。しかも、チャック本体２０には、支持溝２３，２４を貫通する取り付けねじ２５が固定されており、前記連結爪３０および保持爪４０，４０は、当該取り付けねじ２５を支軸に揺動している。

【0012】

前記連結爪３０は、前記チャック本体２０との間に挟設された爪ばね３４，３４により、常時一端側が閉じるよう付勢されており、その対向面には、前記チャック本体２０の供給孔２２に連続する連結孔３１が分割形成されている。この連結孔３１は、内部で緩やかに湾曲しており、一端側が前記供給孔２２に連続するとともに他端側が後述の保持孔４１に連続するように構成されている。また、連結孔３１の穴径は、前記供給孔２２や供給ホース９４と同様にその内部をねじＳが通過可能かつその内部を通過するねじＳがこれらに対して４５度以上傾斜することがないよう設定されている。さらに、連結爪３０には吸着パイプ９１と対向する位置にテーパ部３２が分割形成されている。このテーパ部３２は、吸着パイプ９１の移動経路上に形成された先細りの円錐形状に構成されており、その最大径部は、吸着パイプ９１の小径部９１１より大径に構成されている。このため、吸着パイプ９１がその小径部９１１をテーパ部３２に当接させた状態でさらに前進することで円滑に連結爪３０を押し開けることが可能となる。

【0013】

前記保持爪４０，４０は、前記連結爪３０と同様、チャック本体２０との間に挟設された爪ばね（図示せず）により、常時一端側が閉じるよう付勢されており、その対向面には、吸着パイプ９１の延長線上に位置する保持孔４１が分割形成されている。この保持孔４１は、前記吸着パイプ９１の小径部９１１の外径より大きい穴径に形成されており、その一端には、ガイド部４２が形成されている。このガイド部４２は、ねじＳの頭部径より小さく、ねじＳの首部径より大きい径に構成されており、図３示すように前記連結孔３１を経由して供給されたねじＳの軸部を受け入れ可能に構成されている。また、前記保持孔４１は、その軸方向寸法が小径部９１１の軸方向寸法より短寸に構成されており、後述の駆動時、吸着パイプ９１の小径部９１１が連結爪３０に接触する前に小径部９１１が前記保持孔４１の内部に当接する。

【0014】

なお、図４に示すように前記連結爪３０は、保持爪４０，４０と摺動する先端面３３が前記取り付けねじ２５を中心とした円弧状の凸曲面に構成されている一方、前記保持爪４０，４０は、連結爪３０の先端面３３と摺動する摺動面４３が取り付けねじ２５を中心とした円弧に沿う凹曲面に構成されている。このため、図５および図６に示すように連結爪３０と保持爪４０が互いに干渉することがなく、自由に揺動可能となる。また、連結孔３１の凹部と保持孔４１との間に隙間が発生せず、当該隙間にねじＳが引っ掛かることを防止できる。

【0015】

次に、上記のように構成されたチャックユニット１０の作用を説明する。
駆動信号が入力されると前記供給装置は、チャックユニット１０に向かいねじＳを圧送する。この圧送されたねじＳは、前記供給ホース９４および供給孔２２を通じて前記連結孔３１まで達する。このように連結孔３１まで達したねじＳは、連結孔３１に沿って方向を変えて前記保持孔４１まで供給される。また、連結爪３０は、爪ばね３４により、閉じる方向に付勢されているため、ねじＳが通過する際の衝撃等によって開くことが防止されている。

【0016】

上述のようなねじＳの供給時、前述のように連結孔３１および保持孔４１がねじＳの頭部外径を基準に穴径が設計されているため、ねじＳは、供給途中で姿勢を崩し難い。また、連結孔３１が供給孔２２と保持孔４１とを連続させるように緩やかに湾曲しているため、連結孔３１と供給孔２２との境界部分に屈曲がなく部分的に穴径が拡大することもない。このため、ねじＳは、供給孔２２および連結孔３１にガイドされて、安定して保持孔４１まで到達可能となる。また、保持爪４０，４０は、前記爪ばねによって閉じる方向に付勢されているため、供給されたねじＳが保持爪４０，４０を押し開けて外部に飛び出すことが防止される。さらに、前述のように前記連結爪３０の先端面３３および保持爪４０の摺動面４３の両方が取り付けねじ２５を中心とした円弧形状に構成されており、連結孔３１と保持孔４１との隙間が狭くなるため、ねじＳは、当該隙間に引っ掛かることなく円滑に保持孔４１まで供給される。

【0017】

上述のようにねじＳが保持孔４１まで供給された後、前記往復駆動部９２、回転駆動源９３、吸引手段が作動し、前記ドライバビット９０の回転動作、前記ドライバビット９０および吸着パイプ９１のねじＳに向かっての前進動作、吸着パイプ９１の開口部からの吸引動作が開始される。このように前進した吸着パイプ９１は、その前方を閉鎖している連結爪３０に当接してこれを揺動方向外側に押し開ける。この時、連結爪３０に先細り形状に構成されたテーパ部３２が形成されており、吸着パイプ９１の小径部９１１がテーパ部３２に入り込むため、連結爪３０が円滑揺動することが可能となる。このため、連結爪３０を開ける時に吸着パイプ３３を付勢する前記クッションばねが撓み難く、連結爪３０が開き抵抗が弱くなった際に吸着パイプ３３が撓んだクッションばねの反力で勢い良く前方に移動することおよびこの勢いよく前進した吸着パイプ３３が保持孔４１内のねじと衝突して弾き出すこと等を防止できる。また、連結爪３０の先端面３３，３３が円弧状の凸曲面に構成されており、揺動時に先端面３３，３３が保持爪４０，４０と接触することを防止している。このため、連結爪３０の揺動時、保持爪が開き、ねじが脱落すること等を防止される。

【0018】

上述のように連結爪３０を押し開けた後、吸着パイプ９１は、往復駆動部９２の駆動を受けてさらに前進する。これにより、吸着パイプ９１はその先端の小径部９１１が保持孔４１に進入する。この時、吸引手段の駆動が駆動しており、吸着パイプ９１の開口部から吸気しているため、保持孔４１に保持されたねじＳは、吸着パイプ３３内に吸引される。このようにねじＳを吸着保持した吸着パイプ９１は、往復駆動部９２の駆動を受けてさらに前進し、図６に示すように前記連結爪３０と同様に保持爪４０，４０を押し開けてチャックユニット１０の先端から突出する。この時、保持爪４０、４０と連結爪３０、３０が同一の取り付けねじ２４を中心に揺動するとともにそれぞれの摺動面４３，４３と先端面３３，３３が共に円弧状に構成されているため、互いに干渉することなく保持爪４０も連結爪３０と同様に円滑に揺動可能となる。結果、吸着パイプ３３が保持爪４０に引っかかり停止する一方、ドライバビット９０が前進することで、ドライバビット９０がねじに当接して吸着パイプ３３から押し出すこと等が防止される。その後、往復駆動部９２の駆動によりワークに向かい前進する吸着パイプ９１がワークと接触すると、前記クッションばねが撓み、ドライバビット９０が吸着パイプ９１に対して相対移動するため、ドライバビット９０が吸着パイプ９１内に保持されたねじＳと当接する。この時、ドライバビット９０は、前記回転駆動源９３の駆動を受けて回転しているため、ねじＳと嵌合するとともに、ねじＳをワークに締結する。

【0019】

以下、第二の実施形態であるチャックユニット１０′を図７に基づいて説明する。
このチャックユニット１０′は、前記連結爪３０の揺動方向外側に開口防止部材５１，５１が装着されており、この開口防止部材５１，５１の先端は、前記保持爪４０，４０を揺動方向外側から押さえている。このため、保持爪４０，４０が揺動する際、前記開口防止部材５１，５１を介して連結爪３０も開かれ、つまり保持爪４０，４０のみが揺動することが防止される。これにより、供給装置から供給されたねじＳが保持爪４０，４０に当たった際、保持爪４０，４０は、前述のように連結爪３０によって揺動方向外側から押さえられているため、開くことがない。このように、供給されたねじＳがチャックユニット１０′の外部に飛び出すことが防止される。また、ねじＳの飛び出しが防止されるため、ねじＳをより速く圧送することが可能となり、サイクルタイムが短縮され、作業効率が向上する。

【0020】

また、チャックユニット１０′には、保持爪４０，４０および連結爪３０に調節ねじ５２，５２等が装着されている。この調節ねじ５２，５２は、それぞれ保持爪４０，４０および連結爪３０の揺動方向外側からチャック本体２０に向かって延びており、その先端部が前記チャック本体２０の支持溝２３，２４の底面に接している。これにより、調節ねじ５２，５２を回し、その先端部の保持爪４０，４０および連結爪３０からの突き出し量を調節することで、保持爪４０，４０および連結爪３０のチャック本体２０に対する揺動停止位置を調節可能となる。このため、保持爪４０，４０および連結爪３０の保持孔４１および連結孔３１が前記ドライバビット９０の軸線上に位置することが可能となる。結果、供給されたねじＳは、保持孔４１と連結孔３１との境界部分に引っ掛かること等なる円滑に供給される。また、保持孔４１がドライバビット９０の軸線上に位置するため、ドライバビット９０とねじＳとの嵌合性が向上する等の利点がある。

【0021】

以下、第三の実施形態であるチャックユニット１０′′を図８に基づいて説明する。
このチャックユニット１０′′は、前記チャックユニット１０′′から吸着パイプ９１を排除するとともにチャック本体２０′の案内孔２１′をドライバビット９０の外径より若干大きい径に変更したものである。このチャックユニット１０′′を有するねじ締め機（図示せず）は、前記チャックユニット１０′′の保持孔４１にねじＳが供給された後、チャックユニット１０′′をワーク付近まで下降させるとともに、チャックユニット１０′′をワーク付近で停止させた後にドライバビット９０のみを下降させるよう構成されている。このため、図９に示すようにドライバビット９０が連結爪３０および保持爪４０，４０を押し開き、ねじＳをワークに締結することが可能となる。このような、チャックユニット１０′′は、吸着パイプ９１に連続する吸引手段が必要無いため、吸引手段を用意できない環境でもねじＳを締結可能となる。

【0022】

また、第三のチャックユニット１０′′は、図１０に示すような作業者が手動で操作する手動式ねじ締め機１００′に使用されてもよい。この手動式ねじ締め機１００′は、鉛直方向に延びる固定軸９５と、この固定軸９５に対して回転自在および固定軸９５の径方向に移動自在な駆動ロッド９６とを備えており、駆動ロッド９６の先端には、作業者が把持する取手部９７が取り付けられている。なお、取手部９７の上方には、回転駆動源９３が載置されている一方、取手部９７の下方には、これに対して、摺動する摺動筒部９８が装着されており、チャックユニット１０′′は、摺動筒部９８の下端に取り付けられている。このため、チャックユニット１０′′の下端がワークに当接して停止した状態で作業者が取手部９７をさらに下降させることで、回転駆動源９３に連結されるドライバビット９０が摺動筒部９６およびチャックユニット１０′′に対して下方に相対移動してねじと嵌合可能となる。このように手動式ねじ締め機１００′にチャックユニット１０′′を適用した場合、図１１に示す従来のチャックユニット２００と異なり、スイングパイプ２０１が揺動せず、作業者の視界を遮らないため、作業性が向上する。

【0023】

なお、本発明に係るチャックユニット１０，１０′，１０′′は、前述したものに限定するものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態において、連結孔３１は、供給孔２２と保持孔４１を連結させるように湾曲していたが、湾曲に限らず、複数回屈曲して供給孔２２と保持孔４１を連結させるように構成であってもよい。このように、従来のスイングパイプ２０１とチャック爪２０２のように一箇所の屈曲部で大きく角度変化するのではなく、ちいさな角度変化を複数回行う構成であるため、ねじＳの姿勢が崩れ難くなり、安定した供給が可能となる。また、ねじＳは、頭部を有する小ねじに限定されず、例えば頭部を有さない止めねじ等であってもよい。このようにねじＳが止めねじである場合、前記保持孔４１は、縮径部３２の先端が閉鎖された袋穴形状に構成されていることが好ましい。さらに、前記テーパ部３２は、円錐形状に限定されず、先細り形状であればその他形状であっても何ら問題ない。

【符号の説明】

【0024】

１０ … チャックユニット
２０ … チャック本体
２１ … 案内孔
２２ … 供給孔
２３ … 第一支持溝
２４ … 第二支持溝
２５ … 取り付けねじ
３０ … 連結爪
３１ … 連結孔
３２ … テーパ部
３３ … 先端面
３４ … 爪ばね
４０ … 保持爪
４１ … 保持孔
４２ … ガイド部
４３ … 摺動面
９０ … ドライバビット
９１ … 吸着パイプ
９３ … 供給ホース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】