特開 2023-32368 ねじ締め装置

(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】P2023032368

(43)【公開日】2023-03-09

(54)【発明の名称】ねじ締め装置

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/06 20060101AFI20230302BHJP

【ＦＩ】

B23P19/06 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021138456

(22)【出願日】2021-08-27

(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】楠田 悠子

(57)【要約】

【課題】チャックユニットおよびスクリューガイドの破損を防止可能なねじ締め装置を提供する。
【解決手段】
回転駆動源の駆動を受けて回転可能なドライバビット３４およびこのドライバビット３４を内包するとともにドライバビット３４に対して摺動自在に構成されるスクリューガイド３６を備えるねじ締めツール３０と、前記ねじ締めツール３０を往復移動させる位置制御機構２０と、前記ドライバビット３４の軸線上に配置されるチャックユニット４０と、前記スクリューガイド３６あるはドライバビット３４が前記チャックユニット４０を過度に押圧していることを検出する破損防止手段と、前記破損防止手段からの信号に基づき前記位置制御機構２０の駆動を制御するよう構成された制御部５０とを有していることを特徴とするねじ締め装置１０による。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転駆動源の駆動を受けて回転可能なドライバビットおよびこのドライバビットを内包するとともにドライバビットに対して摺動自在に構成されるスクリューガイドを備えるねじ締めツールと、
前記ねじ締めツールを往復移動させる位置制御機構と、
前記ドライバビットの軸線上に配置されるチャックユニットと、
前記位置制御機構の駆動を受けて移動するねじ締めツールあるいは、チャックユニットの破損を防止する破損防止手段と、
前記破損防止手段からの信号に基づき前記位置制御機構の駆動を制御するよう構成された制御部とを有していることを特徴とするねじ締め装置。

【請求項2】

前記チャックユニットは、前記スクリューガイドを案内する案内穴が形成されたチャック本体と、このチャック本体に揺動自在に装着されるとともに前記案内穴の延長線上にねじを保持する保持穴を分割形成する一対のチャック爪と、このチャック爪の揺動面に交差しかつ斜め後方に向かって延びるホース取付金具と、このホース取付金具と前記チャック爪との間に配され、前記チャック爪の揺動面から離反する方向へ揺動自在な供給パイプとを有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】

前記破損防止手段は、前記位置制御機構の駆動を受けて移動するねじ締めツールのスクリューガイドあるはドライバビットの前記チャックユニットに対する過度な押圧を検出するように構成されており、
前記制御部は、破損防止手段が過度な押圧を検出したら、前記位置制御機構の駆動を中断させるよう構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のねじ締め装置。

【請求項4】

前記位置制御機構は、昇降モータと、この昇降モータに連結されたボールねじとを備えており、
前記破損防止手段は、前記昇降モータの負荷電流値を測定し、当該負荷電流値があらかじめ設定される所定の衝突電流値に到達すればねじ締めツールがチャックユニットを押圧していると判断して、前記昇降モータの駆動を中断させるよう構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載のねじ締め装置。

【請求項5】

前記破損防止手段は、チャック爪、供給パイプ、スクリューガイド、ドライバビットの何れかに取り付けられた接触式センサであることを特徴とする請求項２ないし請求項３の何れかに記載のねじ締め装置。

【請求項6】

前記破損防止手段は、前記スクリューガイドの下端が前記供給パイプに当接する高さより上側に設定される衝突確認開始位置と、前記スクリューガイドがチャック爪に正常に供給されたねじの頭部に当接する高さより下側に設定される衝突確認終了位置との間にて作動するように構成されていることを特徴とする請求項２にないし請求項５に記載のねじ締め装置。

【請求項7】

前記破損防止手段は、前記保持穴に供給されたねじの姿勢を判定するように構成されており、
前記制御部は、破損防止手段が保持穴内のねじの姿勢が正常であと判定したら、前記位置制御機構を駆動させるよう構成されていることを特徴とする請求項２に記載のねじ締め装置。

【請求項8】

前記破損防止手段は、前記保持穴内の正常に供給されたねじの頭部より供給パイプ側に設定されるねじ通過域に検出範囲がくるように配設された非接触式のセンサあるいは、ねじ通過域を撮像するように配設された撮像手段であることを特徴とする請求項７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、ワークにねじを締結するねじ締め装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のねじ締め装置として、特許文献１に示すように、ねじと嵌合可能なドライバビットと、このドライバビットの軸線上に配置され、外部のねじ供給装置から供給されたねじを一旦保持するチャックユニットとを備えたねじ締め装置が知られている。このねじ締め装置のチャックユニットは、前記スクリューガイド３６を軸方向の往復移動可能に案内する案内穴が形成されたチャック本体と、このチャック本体に揺動自在に装着され、前記ドライバビットの軸線上に保持穴を分割形成するチャック爪と、チャック爪の揺動を規制する揺動規制機構の一例である開閉シリンダとを備えている。また、開閉シリンダは、ねじの供給時および、ねじをドライバビットと嵌合させる時にチャック爪を強制的に閉めるよう構成されており、圧送されてきた勢いでねじがチャックの外部に飛び出すことや、ドライバビットと嵌合する前にねじがチャックから脱落すること等を防止していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－０５２１６４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は、揺動規制機構により、チャック爪の揺動を規制するよう構成されていたため、チャック内にねじが２個存在する等の供給不良が発生した際、ねじとの嵌合位置まで下降しようとするドライバが２個目のねじと衝突するということがあった。この衝突後、さらに下降するドライバビットやスクリューガイドが２個目のねじを過度に押圧することにより、ドライバビットやスクリューガイドあるいはねじや当該ねじと当接するチャック爪等が破損するといった問題が生じていた。

【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、チャックや、ドライバビット等の破損を防止可能ねじ締め装置の提供を目的とする。この目的を達成するために本発明は回転駆動源の駆動を受けて回転可能なドライバビットおよびこのドライバビットを内包するとともにドライバビットに対して摺動自在に構成されるスクリューガイドを備えるねじ締めツールと、前記ねじ締めツールを往復移動させる位置制御機構と、前記ドライバビットの軸線上に配置されるチャックユニットと、前記位置制御機構の駆動を受けて移動するねじ締めツールあるいは、チャックユニットの破損を防止する破損防止手段と、前記破損防止手段からの信号に基づき前記位置制御機構の駆動を制御するよう構成された制御部とを有していることを特徴とする。なお、前記チャックユニットは、前記スクリューガイドを案内する案内穴が形成されたチャック本体と、このチャック本体に揺動自在に装着されるとともに前記案内穴の延長線上にねじを保持する保持穴を分割形成する一対のチャック爪と、このチャック爪の揺動面に交差しかつ斜め後方に向かって延びるホース取付金具と、このホース取付金具と前記チャック爪との間に配され、前記チャック爪の揺動面から離反する方向へ揺動自在な供給パイプとを有することを特徴とする。また、前記破損防止手段は、前記位置制御機構の駆動を受けて移動するねじ締めツールのスクリューガイドあるはドライバビットの前記チャックユニットに対する過度な押圧を検出するように構成されており、前記制御部は、破損防止手段が過度な押圧を検出したら、前記位置制御機構の駆動を中断させるよう構成されていることが好ましい。さらに、前記位置制御機構は、昇降モータと、この昇降モータに連結されたボールねじとを備えており、前記破損防止手段は、前記昇降モータの負荷電流値を測定し、当該負荷電流値があらかじめ設定される所定の衝突電流値に到達すればねじ締めツールがチャックユニットを押圧していると判断して、前記昇降モータの駆動を中断させるよう構成されていることが好ましい。しかも、前記破損防止手段は、チャック爪、供給パイプ、スクリューガイド、ドライバビットの何れかに取り付けられた接触式センサであることが好ましい。

【0006】

また、前記破損防止手段は、前記スクリューガイドの下端が前記供給パイプに当接する高さより上側に設定される衝突確認開始位置と、前記スクリューガイドがチャック爪に正常に供給されたねじの頭部に当接する高さより下側に設定される衝突確認終了位置との間にて作動するように構成されていることが好ましい。さらに、前記破損防止手段は、前記保持穴に供給されたねじの姿勢を判定するように構成されており、前記制御部は、破損防止手段が保持穴内のねじの姿勢が正常であと判定したら、前記位置制御機構を駆動させるよう構成されていることが好ましい。しかも、前記破損防止手段は、前記保持穴内の正常に供給されたねじの頭部より供給パイプ側に設定されるねじ通過域に検出範囲がくるように配設された非接触式のセンサあるいは、ねじ通過域を撮像するように配設された撮像手段であることが好ましい。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、前記破損防止手段の信号に基づき位置制御機構が駆動するため、当該位置制御機構の駆動を受けて移動するねじ締めツールおよび当該ねじ締めツールと接触するチャックユニットの破損を防止することが可能となる。また、を過度に押圧することを防止するため、当該押圧によりスクリューガイドおよびチャックユニット等の破損を防止可能等の利点がある。特にチャックユニットがスクリューガイドの移動経路状にチャック爪や供給パイプ等を備えるものである時、これらの破損を防止可能等の利点もある。また、前記破損防止手段は、スクリューガイドが前記供給パイプに当接する前から供給されたねじに当接する直前まで作動するよう構成されているため、不要な所で破損防止手段が作動することがなく、サイクルタイムが向上する等の利点もある。さらに、破損防止手段が昇降モータの負荷電流を測定して、負荷電流の大きさにより押圧力を測定する構成であるため、スクリューガイドがチャックユニットを押圧した力を即座に取得できる等の利点もある。一方、破損防止手段が位置制御機構と別に設けられた接触式センサである場合、位置制御機構がボールねじ機構以外の構成で良い等の利点を有する。

【0008】

また、破損防止手段が保持穴内のねじの姿勢を検出可能に構成されており、制御部が当該破損防止手段からの信号に基づき前記位置制御機構の駆動を制御するよう構成されている場合、スクリューガイドがチャックユニットに向かい移動し始める前にねじの供給不良を検出できる。このため、供給不良のねじ等がスクリューガイド衝突して破損することを防止可能等の利点がある。さらに、前記破損防止手段がねじ通過域を検出する非接触式のセンサあるいは、ねじ通過域を撮像する撮像手段であれば、ねじとセンサが接触することがなく、ねじの通過を阻害しない等の利点も有する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明に係るねじ締め装置の側面図である。

【図2】本発明に係るチャックユニットの構造を示す斜視図であり、（ａ）は、待機状態を示す要部拡大斜視図であり、（ｂ）は、ねじ締め時の状態を示す要部拡大斜視図である。

【図3】本発明に係るねじ締め装置の動作を説明する説明図であり、（ａ）は、待機状態を示す要部拡大一部切欠き断面図であり、（ｂ）は、スクリューガイドが吸着パイプに接触する直前の状態を示す要部拡大一部切欠き断面図であり、（ｃ）は、スクリューガイドが保持穴内のねじに接触する直前の状態を示す要部拡大一部切欠き断面図である。

【図4】供給不良の発生状態を説明する説明図であり、（ａ）は、ねじが供給途中で停止した状態を示す要部拡大一部切欠き断面図であり、（ｂ）は、ねじが２個同時に供給された状態を示す要部拡大一部切欠き断面図であり、（ｃ）は、比較的短いねじが２個同時に供給されてきた状態を示す要部拡大一部切欠き断面図である。

【図5】本発明に係るチャックユニットの第２の実施形態の構造を締めす側面断面図であり、（ａ）は、ねじが正常に供給された状態を示す要部拡大一部切欠き断面図であり、（ｂ）は、ねじが２個同時に供給された状態を示す要部拡大一部切欠き断面図である。

【図6】本発明に係るねじ締め装置の制御のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

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、ワークに対して頭部および軸部を備えたねじＳを締め付けるねじ締め装置である。このねじ締め装置１０は、位置制御機構２０と、この位置制御機構２０の駆動を受けて昇降するねじ締めツール３０と、ねじ締めツール３０の移動経路上に配置されるチャックユニット４０と、位置制御機構２０およびねじ締めツール３０の駆動を制御する制御部５０を備える。

【0011】

前記位置制御機構２０は、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２１１および下板２１２が一体に固定されている。この上板２１１および下板２１２の間には、フレーム２１と平行に延びるガイドロッド２２が設けられており、このガイドロッド２２には、摺動自在に構成されたドライバ台２３が昇降自在に装着されている。また、前記上板２１１には、昇降駆動源の一例である昇降用ＡＣサーボモータ２４（以下、昇降モータ２４という）が載置されており、この昇降モータ２４は、その出力軸にボールねじ２５が一体に回転可能に連結されている。このボールねじ２５は、前記上板２１１および下板２１２の間に設けられており、このボールねじ２５には、その回転によって昇降する駆動ナット（図示せず）を介して前記ドライバ台２３が連結されている。これら構造により、前記ドライバ台２３は、前記昇降モータ２４の回転駆動を受けて、ガイドロッド２２に沿って昇降可能となる。なお、前記昇降モータ２４には、その出力軸の回転量を検出可能な位置検出手段の一例であるエンコーダ（図示せず）が備えられている。

【0012】

前記ドライバ台２３には、ねじ締めツール３０のハウジング３１が連結されており、このハウジング３１上には、回転駆動源の一例であるＡＣサーボモータ３２（以下、締付モータ３２とする）がその出力軸（図示せず）を下方に向けて載置されている。この締付モータ３２の出力軸には、前記ハウジング３１を回転自在に貫通している連結軸３３が連結されており、この連結軸３３には、ドライバビット３４が装着されている。このドライバビット３４は、その下端が前記ねじＳの頭部と嵌合可能に構成されている。また、前記ハウジング３１の下部には、前記連結軸３３およびドライバビット３４を内包する中空円筒状のスクリューガイド３６設置されている。このスクリューガイド３６は、その上部にコンプレッサ等の吸気手段（図示せず）まで連続する吸気ホース（図示せず）が連結されるエアホース継手３７が取り付けられており、吸気手段が駆動するにより、当該スクリューガイド３６の下端開口部にねじＳを吸着保持可能に構成されている。また、スクリューガイド３６と前記ハウジング３１との間には、クッションばね（図示せず）が設けられており、スクリューガイド３６は、このクッションばねにより常時所定の力で下方に向けて付勢されている。つまり、スクリューガイド３６は、クッションばねの伸縮に連動してハウジング３１およびドライバビット３４に対して軸方向に相対移動可能に構成されている。

【0013】

また、前記チャックユニット４０は、前記下板２１２を貫通して固定されるチャック本体４１を有する。このチャック本体４１には、図２の（ａ）に示すように前記スクリューガイド３６の最大径より大きい穴径の案内穴４１１が貫通形成されており、この案内穴４１１は、スクリューガイド３６が軸方向に挿通自在に構成されている。このチャック本体４１の両側面には、案内穴４１１を挟むように一対の前記チャック爪４２，４２が揺動自在に装着されており、このチャック爪４２，４２は、チャック本体４１との間に挟設された爪ばね（図示せず）により、常時先端側が閉じるよう付勢されている。このチャック爪４２，４２の対向面には、前記案内穴４１１の延長線上に保持穴４２１が分割形成されている。この保持穴４２１は、前記ねじＳの頭部径より大きい穴径に形成されており、その前方には、ねじＳの軸部径より大きくかつ頭部径より小さい穴径を有するガイド穴４２２が連続している。これにより、チャック爪４２，４２は、図３の（ａ）に示すように保持穴４２１およびガイド穴４２２の境界部分に頭部座面を当接させてねじＳを保持する。

【0014】

また、前記チャック本体４１には、前記案内穴４１１に対して傾斜し、それぞれの延長線が交差する傾斜穴４１２が形成されており、この傾斜穴４１２には、外部のねじ供給装置（図示せず）から伸びる供給ホース６１が接続されるホース取付金具４３が設置されている。このホース取付金具４３は、ねじＳが通過可能に構成された円筒状部材であり、このホース取付金具４３と前記チャック爪４２，４２との間には、前記供給パイプ４４が連結されている。この供給パイプ４４もねじＳが通過可能に構成された円筒状部材であり、チャック本体４１の両側面それぞれに配された止めねじ４５を支軸として前記チャック爪４２，４２の揺動面から離反する方向へ揺動可能に装着されている。この供給パイプ４４は、常時ホース取付金具４３に連通し、なおかつその先端部がチャック爪４２，４２の保持穴４２１の後端部に連続するようねじりコイルばね４６により付勢されており、このねじりコイルばね４６は、その端部が前記止めねじ４５に巻き付けられている。

【0015】

さらに、前記チャックユニット４０は、チャック爪４２の揺動を規制する揺動規制機構の一例として、前記供給パイプ４４と連動する揺動板４７を有している、この揺動板４７は、前記供給パイプ４４と同様、前記止めねじ４５を支軸として揺動可能に構成されており、前記ねじりコイルばね４６により、常時チャック爪４２，４２側に付勢されている。この揺動板４７には、二又の嵌合部４８，４８が形成されている。この嵌合部４８，４８は、図２の（ａ）に示すように前記供給パイプ４４が前記案内穴４１１の延長線上に位置する時、チャック爪４２，４２と嵌合し、チャック爪４２，４２の外側に当接し、開くことを強制的に規制可能かつ、図２の（ｂ）に示すように前記チャック爪４２，４２が前記スクリューガイド３６に押し開けられる前に当該チャック爪４２，４２から外れるように寸法設定されている。

【0016】

前記制御部５０は、前記昇降モータ２４、締付モータ３２、前記スクリューガイド３６に連続する吸気手段およびねじ供給装置等が接続されており、これらから出力される各種信号を受信してその信号に基づいて各ユニットの動作を制御するように構成されている。この制御部５０は、前記昇降モータ２４のエンコーダが出力するパルス信号を処理可能に構成されており、当該パルス信号（昇降モータ２４の回転量）とボールねじ２５のリードからねじ締めツール３０の移動量すなわちドライバビット３４およびスクリューガイド３６の移動位置を算出可能に構成されている。

【0017】

また、制御部５０には、制御データとして、図３の（ａ）に示すねじ締めツール３０の待機位置と、待機位置から図３の（ｂ）に示すスクリューガイド３６が供給パイプ４４に当接する直前の位置（以下、衝突判別開始位置という）までのねじ締めツール３０の移動量のデータと、衝突判別開始位置から図３の（ｃ）に示すドライバビット３４あるいはスクリューガイド３６がチャックの保持穴４２１内に正しい姿勢で供給されたねじＳと当接する位置（以下、衝突判別終了位置という）までのねじ締めツール３０の移動量のデータと、待機位置からスクリューガイド３６がワークに当接する直前の位置（以下、ワーク直前位置という）までのねじ締めツール３０の移動量のデータが予め設定されている。

【0018】

なお、前記昇降モータ２４は、破損防止手段の一例である。この昇降モータ２４は、前記衝突確認開始位置から衝突判別終了位置までの間、ねじ締めツール３０が移動することで生じる荷重に応じた負荷電流値を前記制御部５０に送信するように構成されている。また、制御部５０は、ねじ締めツール３０がチャックユニット４０に衝突して停止することで発生する荷重に応じた昇降モータ２４の負荷電流値（衝突電流値）もあらかじめ登録されており、昇降モータ２４が駆動している時に負荷電流値が衝突電流値に達するとねじ締めツール３０がチャックユニット４０に衝突したと判断するように構成されている。

【0019】

制御部５０は、図６に示すように、
Ｓ０１：スタート信号の入力を待つ。
Ｓ０２：昇降モータ２４に下降駆動指令を送るとともに、吸気手段に駆動指令を出力する。
Ｓ０３：ねじ締めツール３０が衝突判別開始位置に到達するのを待つ。
Ｓ０４：昇降モータ２４の負荷電流値を取得する。
Ｓ０５：昇降モータ２４の負荷電流値が衝突電流値に達しているか否かを確認し、達している場合は異常信号を出力してＳ１２に進む。
Ｓ０６：ねじ締めツール３０が衝突判別終了位置に到達しているか否かを確認し、到達していない場合はＳ０４に戻る。
Ｓ０７：ねじ締めツール３０が衝突判別終了位置に到達するのを待つ。
Ｓ０８：締付モータ３２を駆動させる。
Ｓ０９：締め付け完了するのを待つ。
Ｓ１０：吸気手段および締付モータ３２に駆動停止指令を出力し、昇降モータ２４に上昇駆動指令を送る。
Ｓ１１：ねじ締めツール３０が待機位置に到達するのを待つ。
Ｓ１２：エンド。
と処理するように構成されている。
なお、図６では省略しているが、制御部５０は、スタート信号入力直後（図６のＳ０１とＳ０２との間）にねじ供給装置を作動させチャックユニット４０に向けてねじＳを圧送する工程を有する。

【0020】

次に、上記のように構成されたねじ締め装置１０の作用を説明する。
スタート信号が入力されると制御部５０は、ねじ供給装置を駆動させ、ねじＳをチャックユニット４０に向けて圧送する。この圧送されたねじＳは、前記供給ホース６１および供給パイプ４４を通じて前記チャック爪４２，４２の保持穴４２１まで供給される。この時、チャック爪４２，４２が嵌合部４８，に規制されており、ねじＳを圧送するための圧送エア、供給パイプ４４とチャック爪４２との接続箇所等でねじＳが方向変換する際の衝撃、および圧送されてきたねじＳの頭部座面が前記保持穴４２１およびガイド穴４２２の境界部分に接触する衝撃等によってチャック爪４２，４２が大きく押し開けられることが防止されている。このようにチャック爪４２，４２の揺動が防止されているため、ねじＳは、図に示すようにその頭部が前記保持穴４２１およびガイド穴４２２の境界部分に当接して停止する。結果、ねじＳは、頭部が保持穴４２１にガイドされ、軸部がガイド穴４２２にガイドされる正しい姿勢でチャック爪４２，４２の内部に保持される。

【0021】

上述のように保持穴４２１にねじＳが供給されると制御部５０は、前記昇降モータ２４を駆動させ、ねじ締めツール３０を下降させるとともに、前記吸気手段を駆動させ、前記スクリューガイド３６の先端開口部から吸気を開始する。その後、ねじ締めツール３０が衝突判別開始位置に達すると破損防止手段が起動する。このように下降するねじ締めツール３０のスクリューガイド３６に押されて前記供給パイプ４４がチャック爪４２，４２の揺動面から離反する方向に揺動すると、前記揺動板４７も供給パイプ４４に連動してチャック爪４２，４２の揺動面から離反する方向に揺動する。これにより、揺動板４７の嵌合部４８，４８がチャック爪４２，４２から外れるため、チャック爪４２，４２が自在に揺動可能となる。その後、さらに下降したねじ締めツール３０のスクリューガイド３６は、その先端部が前記保持穴４２１内に侵入後、前記衝突判別終了位置に到達する。この時、前述のように吸気手段が既に駆動しているため、保持穴４２１内のねじＳがスクリューガイド３６の先端開口部に吸着保持される。また、前述のようにねじＳが保持穴４２１内に正しい姿勢で保持されているため、スクリューガイド３６の先端に確実にねじＳを吸着保持することが可能となる。その後、スクリューガイド３６がさらに下降することで、チャック爪４２が押し開けられる。

【0022】

上述のようにチャックユニット４０を通過したスクリューガイド３６がワーク直前位置に達すると、制御部５０は、締付モータ３２を正転駆動させる。これにより、前記ドライバビット３４が回転を開始する。その後、さらに下降したスクリューガイド３６がワークの表面に当接すると、前記クッションばねが撓み、ドライバビット３４のみ前進することとなる。この時、ドライバビット３４が締付モータ３２の駆動を受けて回転しているため、スクリューガイド３６内でドライバビット３４とねじＳが嵌合し、ねじＳがワークに締結される。ねじ締結終了後、制御部５０は、吸気手段および前記締付モータ３２を停止させるとともに、昇降モータ２４を逆転駆動させ、ねじ締めツール３０を待機位置まで復帰させる。

【0023】

上述したスクリューガイド３６へのねじＳの供給において、図４の（ａ）に示すように圧送されたねじＳが供給パイプ４４と保持穴４２１との境界にまたがる位置で停止するあるいは、図４の（ｂ）に示すように同時に２個のねじＳ，Ｓが供給される等により、ねじＳが供給パイプ４４に噛み込み、供給パイプ４４の揺動を阻害することがある。この際、スクリューガイド３６は、揺動できない状態の供給パイプ４４と衝突後も衝突判別終了位置に向かい下降するため、供給パイプ４４を押圧する。この押圧時、揺動板４７の揺動量が小さく、嵌合部４８がチャック爪４２から外れていない場合、スクリューガイド３６が衝突判別終了位置に向かい下降しようとすることで供給パイプ４４およびねじＳを介してチャック爪４２まで押圧することとなる。このように供給不良が発生した際、従来のねじ締め装置は、下降しようとするスクリューガイド３６が供給パイプ４４を過度に押圧するため、スクリューガイド３６の下端および供給パイプ４４やねじＳ、チャック爪４２に強い力が掛かり、これら部品が破損する可能性があった。しかしながら、本願発明は、制御部５０が昇降モータ２４の負荷電流値を監視しており、昇降モータ２４の負荷電流値が衝突電流値に達すると、制御部５０が昇降モータ２４を逆転駆動させてねじ締めツール３０を待機位置まで復帰させるように構成されている。この結果、スクリューガイド３６が供給パイプ４４やねじＳおよびチャック爪４２等を過度に押圧する前に昇降モータ２４によるねじ締めツール３０の下降を中断させることができ、各種部品の破損を防止できる。なお、スクリューガイド３６と供給パイプ４４およびねじＳ等との衝突時、スクリューガイド３６を付勢する前記クッションばねが撓み、当該衝突による衝撃を吸収しており、各種部品の破損が防止されている。また、ねじＳの長さによっては、上述のように同時な供給不良が生じても供給パイプ４４が揺動できる場合があり、この場合、スクリューガイド３６は、図４の（ｃ）に示すように衝突判別終了位置に到達する前にねじＳと衝突する。この時、ねじＳの姿勢によっては、チャック爪４２が揺動しない方向に力が加わり、ねじＳを間に挟んだ状態でチャック爪４２とスクリューガイド３６とが押し合う状態となる。このような状態であっても前述したように昇降モータ２４の負荷電流値が衝突電流値に達した時点でスクリューガイド３６の下降を停止させるため、各部品の破損を防止できる。なお、ねじ締めツール３０が衝突判別開始位置から衝突判別終了位置まで移動する間、破損防止手段が作動するように設定されていることにより、作業時間が短縮され、サイクルタイムを向上できる。

【0024】

なお、本発明に係るねじ締め装置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、ねじ締め装置１０においてチャックユニット４０は、揺動規制機構の一例として揺動板４７を備えていたがチャック爪４２の揺動を規制可能な構成であれば、特許３７１８３４９号に示されるように側面に円柱状の突起が形成されたチャック爪と、チャック爪の突起に噛み合う八の字状の穴が形成された操作板と、この操作板を上下させるエアシリンダとを備えるチャックユニット等であっても良い。また、前記図６に示す制御部５０の処理手順は、あくまで一例であり、ねじ締めツール３０の初期位置等により適宜変更可能である。例えば、ねじ締めツール３０の待機位置が衝突判別開始位置と非常に近い場合、スタート信号が入力され、昇降モータ２４が起動すると同時にその負荷電流値の監視を開始する構成であってもよい。また、衝突判別終了位置の位置は、揺動板４７の嵌合部４８がチャック爪４２から外れ、スクリューガイド３６がねじＳを介してチャック爪４２を過度な押圧した場合、チャック爪４２が揺動してねじＳを外部に排出可能な位置または、保持穴４２１の下端からスクリューガイド３６の下端までの寸法がねじＳの寸法以下となり、ねじＳが正常に供給されていると判断できる位置の少なくとも一方を満たすように設定されており、ねじＳの長さや形状、あるいは揺動板４７の嵌合部４８の長さ等に合わせて適宜変更可能である。

【0025】

また、前述のように昇降モータ２４の負荷電流値を監視する構成は、破損防止手段の一例であり、その他の構成であっても何ら問題ない。例えば、スクリューガイド３６とドライバビット３４との相対移動を検出可能な変位センサであり、スクリューガイド３６に対してドライバビット３４の相対的な下降量が正常時の下降量より大きければ、スクリューガイド３６が供給パイプ４４等に当接して停止している状態でドライバビット３４が下降している、つまりスクリューガイド３６が供給パイプ４４等を過度に押圧していると判断する構成等であってもよい。他にも、前記チャックユニット４０のチャック爪４２、供給パイプ４４、あるいはねじ締めツール３０のスクリューガイド３６、ドライバビット３４の何れかに取り付けられた圧力センサ（図示せず）により、所定の圧力以上であれば、ねじ締めツール３０がチャックユニット４０を過度に押圧していると判断する構成等であってもよい。これらのように前記ねじ締めツール３０が衝突判別開始位置から衝突判別終了位置まで移動する間、ねじ締めツール３０がチャックユニット４０を過度に押圧しているか監視する構成の場合、前記制御部５０は、図６のＳ０４の処理で所定の破損防止手段の出力信号を受け取り、図６のＳ０５の処理で当該出力信号の値が正常値か否かを判別するよう構成されていれば良い。

【0026】

さらに、破損防止手段は、スクリューガイド３６が供給パイプ４４等に衝突したことを検出する構成にかぎらず、保持穴４２１内のねじＳの姿勢を検出する構成であっても良い。例えば、図５の（ａ）および（ｂ）の２点鎖線に示すように前記保持穴４２１内の正常に供給されたねじＳの頭部より上側に位置する空間４２３（以下、ねじ通過域４２３という）をねじＳが通過したことを検出可能な光学センサや近接センサ等のセンサ４２４あるいは当該ねじ通過域４２３を撮影可能なカメラ（図示せず）であっても良い。このようにスクリューガイド３６が下降する前に異常を検出する破損防止手段は、制御部５０が前記位置制御機構２０に駆動信号を出力する前（前記図６のＳ０１とＳ０２の間）に前記ねじ通過域４２３にねじＳが存在するか否かを検出できる。また、制御部５０は当該破損防止手段からの検出信号を受信後に前記位置制御機構２０を駆動させるように構成されており、図５の（ａ）に示すようにねじＳが保持穴４２１に正常に供給されている時は前記位置制御機構２０を駆動させる一方、図５の（ｂ）に示すようにねじＳが２本供給される等の供給不良が生じている時は位置制御機構２０を駆動させることなく異常信号を出力する。結果、前述のように位置制御機構２０の駆動を受けたスクリューガイド３６が供給不良のねじＳによって揺動できない状態の供給パイプ４４等に衝突することがなく、各種部品の破損が防止される。

【符号の説明】

【0027】

１０ … ねじ締め装置
２０ … 位置制御機構
２４ … 昇降モータ
２５ … ボールねじ
３０ … ねじ締めツール
３４ … ドライバビット
３６ … スクリューガイド
４０ … チャックユニット
４１ … チャック本体
４１１… 案内穴
４２ … チャック爪
４２１… 保持穴
４４ … 供給パイプ
５０ … 制御部
Ｓ … ねじ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】