特開 2024-132411 ねじ締め機

(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】P2024132411

(43)【公開日】2024-10-01

(54)【発明の名称】ねじ締め機

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/06 20060101AFI20240920BHJP

   B25B 23/10 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

B23P19/06 Z

B25B23/10 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023043161

(22)【出願日】2023-03-17

(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）】

3C038AA02

3C038BB01

(57)【要約】

【課題】ドライバビットを容易に着脱可能なねじ締め機を提供する。
【解決手段】
ワークＷに螺入されるねじＳと篏合可能なドライバビット１８を回転駆動させる回転駆動源１３と、前記回転駆動源１３を支持するとともに前記ドライバビット１８と平行に伸びるガイドロッド２１が固定されたモータ台１１と、前記ガイドロッド２１に沿って摺動自在に構成された摺動台２１と、前記摺動台２１に固定されるとともに前記ドライバビット１８の先端部を収容可能に構成されたスクリューガイド２３を有し、前記回転駆動源１３とドライバビット１８との間には、ドライバビット１８を着脱自在に保持する保持軸１４が設けられ、前記保持軸１４は、ドライバビット１８との接続部分がモータ台１１と摺動台２１との間に位置するとともに、外部に露出していることを特徴とするねじ締め機による。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークに螺入されるねじと篏合可能なドライバビットを回転駆動させる回転駆動源と、
前記回転駆動源を支持するとともに前記ドライバビットと平行に伸びるガイドロッドが固定されたモータ台と、
前記ガイドロッドに沿って摺動自在に構成された摺動台と、
前記摺動台に固定されるとともに前記ドライバビットの先端部を収容可能に構成されたスクリューガイドを有するねじ締め機において、
前記回転駆動源とドライバビットとの間には、ドライバビットを着脱自在に保持する保持軸が設けられ、
前記保持軸は、ドライバビットとの接続部分がモータ台と摺動台との間に位置するとともに、外部に露出していることを特徴とするねじ締め機。

【請求項2】

前記スクリューガイドには、負圧発生手段が連続していることを特徴とする請求項１に記載のねじ締め機

【請求項3】

前記スクリューガイドに対する前記ドライバビットの相対位置を検出可能な検出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のねじ締め機。

【請求項4】

前記モータ台と前記摺動台との間には、摺動台をモータ台から離反する方向に押圧する押圧ばねが設けられていることを特徴とする請求項３に記載のねじ締め機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ねじを締結するねじ締め機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に開示されたねじ締め機のように、回転駆動源の駆動を受けて回転可能に構成されたドライバビットと前記ドライバビットを収容するスクリューガイドを備え、前記スクリューガイドには、負圧発生手段が接続されているものが知られている。このようなねじ締め機は、前記負圧発生手段が駆動することにより、スクリューガイドの下端開口部にねじを吸着保持できるため、ねじを所定の締結位置まで搬送できる等の利点があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０３－１１７５６９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、従来のねじ締め機は、スクリューガイドがドライバビットの全体を収容する構造であった。そのため、ドライバビットを交換する際、毎度スクリューガイドも取り外す必要があり、交換時間が長くなる等の問題を有していた。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みて創生されたものであり、ドライバビットを短時間で交換可能なねじ締め機の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために本発明は、ワークに螺入されるねじと篏合可能なドライバビットを回転駆動させる回転駆動源と、前記回転駆動源を支持するとともに前記ドライバビットと平行に伸びるガイドロッドが固定されたモータ台と、前記ガイドロッドに沿って摺動自在に構成された摺動台と、前記摺動台に固定されるとともに前記ドライバビットの先端部を収容可能に構成されたスクリューガイドを有するねじ締め機において、前記回転駆動源とドライバビットとの間には、ドライバビットを着脱自在に保持する保持軸が設けられ、前記保持軸は、ドライバビットとの接続部分がモータ台と摺動台との間に位置するとともに、外部に露出していることを特徴とする。なお、前記スクリューガイドには、負圧発生手段が連続していることが好ましい。また、前記スクリューガイドに対する前記ドライバビットの相対位置を検出可能な検出手段を備えることが好ましい。さらに、前記モータ台と前記摺動台との間には、摺動台をモータ台から離反する方向に押圧する押圧ばねが設けられていることが好ましい。

【発明の効果】

【0007】

本発明のねじ締め機によれば、保持軸とドライバビットとの接続部分が露出しているため、スクリューガイドを外すことなくドライバビットを容易に交換できる。結果、ドライバビットの交換時間が短縮化され、作業者の負担が低減する等の利点を有する。なお、スクリューガイドに負圧発生手段が連続しているため、ねじを吸着保持できる等の利点も有する。また、検出手段がスクリューガイドに対するドライバビットの相対位置を検出することにより、ワークＷの上面に対するねじの頭部高さを算出できるため、締結完了時、ねじがワークに着座しているか高精度に確認可能等の利点も有する。さらに、スクリューガイドが押圧ばねによって付勢されているため、ねじ締め機より下方に締結箇所が位置する下締め以外においてもスクリューガイドが自重により摺動することなくねじを締結可能等の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明に係るねじ締め機の構造を示す正面図である。

【図2】本発明に係るねじ締め機の構造を示す側面図である。

【図3】本発明に係るねじ締め機の構造を示す断面側面図である。

【図4】図３の状態から次の状態に移行した状態を示す断面側面図である。

【図5】本発明に係るねじ締め機の構造を示す要部拡大一部断面側面図であり、（ａ）は図３のＡ部を拡大図であり、（ｂ）は（ａ）状態から次の状態に移行した状態を示す拡大図である。

【図6】本発明に係るねじ締め機の他の実施形態の構造を示す断面側面図である。

【図7】図６の状態から次の状態に移行した状態を示す断面側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。図１ないし図４において１０は、ねじＳをワークＷに締め付けるねじ締め機である。このねじ締め機１０は、図２に示すようにモータ台１１を有しており、このモータ台１１上には、中空筒状のハウジング１２が載置されている。このハウジング１２上には、回転駆動源の一例であるＡＣサーボモータ１３（以下、締結モータ１３という）が配置されており、この締結モータ１３は、その出力軸が下方を向き、前記ハウジング１２内に挿通されるよう設置されている。この締結モータ１３の出力軸には、一体に回転可能な保持軸１４が連結されおり、この保持軸１４は、前記前記ハウジング１２より長く、当該ハウジング１２を回転自在に貫通して下方に突出する長さに設定されている。

【0010】

前記保持軸１４は、その下部に連結部１４１が形成されており、この連結部１４１の下面には、六角柱形状に構成された有底の保持孔１４２が形成されている。この保持孔１４２には、径方向に貫通する封入孔１４３が形成されているとともに、前記封入孔１４３の内部には、鋼球１５が封入されており、封入孔１４３は、当該鋼球１５が保持孔１４２の内周側に脱落しないようその内周側の開口部が当該鋼球１５の直径より若干小さい径に構成されている。一方、鋼球１５の直径は、封入孔１４３の長さ寸法より大きく構成されており、鋼球１５は、封入孔１４３の外周側の開口部あるいは、内周側の開口部の何れか一方から常時はみ出るように構成されている。

【0011】

前記保持軸１４には、前記封入孔１４３の外周側の開口部を閉鎖するスリーブ１６が装着されている。このスリーブ１６は、保持軸１４に対して軸方向に移動可能に構成されており、押さえばね１７によって常時上方に向かい付勢されている。このスリーブ１６の内周面には、環状の逃がし溝１６１が形成されており、常時この逃がし溝１６１より下方が前記封入孔１４３の外周側の開口部を閉鎖するよう構成されている。前記鋼球１５は、封入孔１４３の外周側開口部がこのスリーブ１６によって封鎖されているため、図５の（ａ）に示すように封入孔１４３の内周側の開口部から常時はみ出ている一方、図５の（ｂ）に示すようにスリーブ１６の逃がし溝１６１が封入孔１４３と連続した際、外周側の開口部からはみ出ることが可能となる。

【0012】

前記保持孔１４２には、締結工具の一例であるドライバビット１８が装着されている。このドライバビット１８の上端部は、保持孔１４２と嵌合可能な六角柱形状に構成されており、保持孔１４２に挿入されたドライバビット１８は、上端部が保持軸１４に嵌合することにより、保持軸１４と一体に回転可能となる。これにより、前記締結モータ１３の回転駆動力は、保持軸１４を介してドライバビット１８まで伝達されるため、ねじＳを所定の締結トルクで締結可能となる。また、前記ドライバビット１８の六角柱形状の途中には、図５に示すように前記鋼球１５と嵌合可能な抜け止め溝１８１が構成されている。このため、鋼球１５がスリーブ１６によって規制されている状態の時、当該鋼球１５が抜け止め溝１８１に嵌合してドライバビット１８を抜け止めする一方、前記スリーブ１６の逃がし溝１６１が封入孔１４３と連続して鋼球１５が封入孔１４３の外周側の開口部からはみ出し可能となった際、ドライバビット１８と鋼球１５との嵌合が解除されるため、ドライバビット１８を保持孔１４２から容易に着脱可能となる。

【0013】

前記モータ台１１の下面には、図１に示すように前記ドライバビット１８と平行に伸びる二本のガイドロッド１９，１９が固定されており、このガイドロッド１９，１９には、上下方向昇降自在に構成されたスライドブッシュ２０，２０が吊下されており、このスライドブッシュ２０，２０には、摺動台２１が固定されている。また、前記スライドブッシュ２０，２０とモータ台１１との間には、これらを離反する方向に付勢する押圧ばね２２，２２が設けられている。このため、摺動台２１は、押圧ばね２２，２２の付勢を受けて下方に付勢されている一方、押圧ばね２２，２２を撓ませることにより、前記ガイドロッド１９，１９およびモータ台１１に対して上下方向相対移動可能となる。

【0014】

また、前記摺動台２１には、前記ドライバビット１８を被覆するスクリューガイド２３が設けられている。このスクリューガイド２３は、前記ドライバビット１８を収容可能に構成された略円筒形状部材であり、その下側開口部にねじＳを収容可能な収容孔２３１が形成されている一方、その上側開口部は、ドライバビット１８との間に設けられたオムニシール等、ドライバビット１８の回転を許容する密閉部品２４によって気密に密閉されている。また、前記スクリューガイド２３には、これに連続するホース継手２５を通じて真空ポンプ等の負圧発生手段が接続されている。これら構造により、負圧発生手段が駆動すると、スクリューガイド２３の下側開口部である収容孔２３１から吸気され、結果当該収容孔２３１にねじＳを吸着保持可能となる。

【0015】

また、前記モータ台１１には、検出手段の一例として、接触式センサ２６が装着されている。この接触式センサ２６は、当該接触子２６１を前記摺動台２１に向かい伸ばすよう配置されており、前記摺動台２１には、前記接触式センサ２６の接触子２６１と当接可能な押圧部品２７が立設されている。また、摺動台２１の上面およびモータ台１１下面には、前記立設部品と平行に伸びるストッパ２８、２９が設けられている。

【0016】

なお、図３に示すように本実施形態において、前記ストッパ２８、２９の距離Ｄ１は、前記押圧部品２７と接触式センサ２６の接触子２６１との距離Ｄ２より広く構成されており、締結時、前記押圧部品２７が接触子２６１を圧壊しない範囲で撓ませるよう構成されている。また、前記前記スクリューガイド２３の先端からドライバビット１８の先端までの距離Ｄ３は、前記ストッパ２８、２９同士の距離Ｄ１より広く構成されており、正常な締結時は接触せず、なおかつストッパ２８、２９が当接した際にドライバビット１８がスクリューガイド２３の先端から突出しないよう構成されている。さらに、前記保持軸１４とドライバビット１８との接続部分から前記摺動台２１までの距離Ｄ４は、前記ストッパ２８、２９同士の距離Ｄ１より広く構成されており、締結時、前記保持軸１４と前記摺動台２１が衝突しないよう構成されている。

【0017】

また、前記モータ台１１には、作業者（図示せず）が把持可能な把持部３０が固定されている。この把持部３０には、締結モータ１３を駆動させる駆動スイッチ３０１が設置されており、この駆動スイッチ３０１は、制御部に接続されている。この制御部には、前記締結モータ１３および負圧発生手段が接続されており、前記駆動スイッチ３０１からの信号を受信すると、前記締結モータ１３および負圧発生手段を駆動させるように構成されている。また、制御部には、前記接触式センサ２６が接続されており、前記締結モータ１３が所定の締付トルクを出力した際、前記接触式センサ２６の出力値からねじ浮きの有無を検出するように構成されている。

【0018】

次に上記のように構成されたねじ締め機１０の作用を説明する。
前記把持部３０を把持した作業者が前記駆動スイッチ３０１を押すと前記負圧発生手段および締結モータ１３が駆動する。これにより、前記収容孔２３１から空気が吸気されるため、スクリューガイド２３をねじＳに接近させると、ねじＳが収容孔２３１に吸引される。ねじＳがスクリューガイド２３内に吸着保持された後、作業者は、ワークＷの上方までねじ締め機１０を移動させた後、ねじ締め機１０をワークＷに押し付ける。これにより、ワークＷと当接して停止するスクリューガイド２３の内部をドライバビット１８がワークＷに向かって移動するため、ドライバビット１８がスクリューガイド２３内に収容されたねじＳと当接してこれをワークＷに向かい押圧する。結果、ねじＳがワークＷと当接する。この時、前記負圧発生手段と同時に締結モータ１３も駆動しているため、ねじＳは、ドライバビット１８と一体に回転して、図４に示すようにワークＷに締結される。

【0019】

上記締結工程の途中で接触式センサ２６の接触子２６１は、前記押圧部材に当接して所定の寸法撓む。このため、前記締結モータ１３が所定の締付トルクを出力して停止した際、接触式センサ２６の出力値からスクリューガイド２３に対するドライバビット１８の相対位置を算出される。これにより、接触子２６１の測定値からスクリューガイド２３に当接するワークＷの上面に対するドライバビット１８に嵌合したねじＳの頭部高さが算出され、ねじ浮きの有無を検出できる。

【0020】

なお、万一ねじＳの収容忘れやワークＷまで搬送する途中でねじＳが脱落する等によって、スクリューガイド２３内にねじＳが収容されていない状態で締付動作を行った場合、前記モータ台１１は、ストッパ２８、２９同士が当接するまで下降する。この時、前述のようにまた、前記前記スクリューガイド２３の先端からドライバビット１８の先端までの距離Ｄ３は、前記ストッパ２８、２９同士の距離Ｄ１より広く構成されているため、ドライバビット１８がスクリューガイド２３から突出することがなく、回転するドライバビット１８によるワークＷの破損が防止される。

【0021】

また、ねじ締め機１０は、スクリューガイド２３によってねじＳを吸着保持するため、鉄以外からなるねじＳや、磁石を嫌う電子機器付近に対しても使用できる。また、ドライバビット１８と保持軸１４とが外部に露出しているため、スクリューガイド２３を外すことなくドライバビット１８を容易に交換可能となる。さらに、保持軸１４のスリーブ１６を移動させて逃げ溝と封入孔１４３とを連続させることにより、前記鋼球１５とドライバビット１８との嵌合状態を解除可能なため、工具を使用することなく、より容易にドライバビット１８を交換できる。しかも、ドライバビット１８が連結されたモータ台１１と、スクリューガイド２３が連結された摺動台２１との相対位置を検出手段によって測定するため、ワークＷの上面を基準に高精度なねじ浮き検査ができる。

【0022】

なお、本発明に係るねじ締め機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、上記ねじ締め機１０は、作業者が把持部３０を把持する手動式のものに限定されず、図６に示すようにモータ台１１に把持部３０の代わりに固定部３１が設けられ、当該固定部３１が従来既知の多関節ロボットや直進駆動源等の移動手段に固定されている自動式のねじ締め機１００であっても良い。また、前記保持軸１４は、締結モータ１３側の基端部１４４とドライバビット１８側の先端部１４５とが別部品で構成されていてもよい。特に前述のような自動式のねじ締め機１００の場合、別部品で構成された基端部１４４に対して先端部１４５が軸方向に摺動自在に連結されるとともに、これらの間に当該連結部１４１を常時ワークＷ側に付勢する一方、連結部１４１が締結モータ１３側に付勢された際、変形可能なクッションばね１４６が設けられていてもよい。このように構成されたクッションばね１４６が図７に示すように撓むことにより、ねじＳがワークＷと接触した際に生じる衝撃が吸収され、ワークＷの破損を防止できる。さらに、検出手段は、接触式センサ２６に限定されず、近接センサや、光学センサ等の非接触式センサ２６であっても何ら問題ない。

【符号の説明】

【0023】

１０ … ねじ締め機
１１ … モータ台
１２ … ハウジング
１３ … 締結モータ
１４ … 保持軸
１５ … 鋼球
１６ … スリーブ
１７ … 押さえばね
１８ … ドライバビット
１９ … ガイドロッド
２０ … スライドブッシュ
２１ … 摺動台
２２ … 押圧ばね
２３ … スクリューガイド
２４ … 密閉部品
２５ … ホース継手
２６ … 接触式センサ
２７ … 押圧部品
２８ … ストッパ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】