特開 2024-132416 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】P2024132416

(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 E

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 2023043166

(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】背戸 康治

【テーマコード（参考）】

3C038

【Ｆターム（参考）】

3C038AA07

3C038BB01

(57)【要約】

【課題】ワッシャが移動時にずれないねじ締め機を提供する。
【解決手段】
本発明は、非円形形状のワッシャＳ１を有するねじＳを締結するねじ締め機において、前記ねじＳの頭部と嵌合可能なドライバビット３３と、前記ドライバビット３３を内包するスクリューガイド３５と、前記ドライバビット３３を回転駆動させる回転駆動源３２を備え、前記スクリューガイド３５の下端には、前記ワッシャＳ１と嵌合可能な保持部材３８が装着されていることを特徴とするねじ締め機１０による。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワッシャを有するねじを締結するねじ締め機において、
前記ねじの頭部と嵌合可能なドライバビットと、前記ドライバビットを内包するスクリューガイドと、前記ドライバビットを回転駆動させる回転駆動源を備え、
前記スクリューガイドの下端には、前記ワッシャの回転を規制する保持部材が装着されていることを特徴とするねじ締め機。

【請求項2】

前記ワッシャの外径が非円形形状であり、前記保持部材は、ワッシャと嵌合するよう構成されていること特徴とする請求項１に記載のねじ締め機。

【請求項3】

前記保持部材は、割り締め部材によって固定され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4】

前記保持部材には、前記ねじの頭部を収容可能な頭部収容孔および前記ねじのワッシャと嵌合可能な嵌合凹部が形成され、
頭部収容穴には、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。

【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、端子ねじ等の非円形形状のワッシャを有するねじを締結するねじ締め機として、特許文献１に開示されたねじ締め機が知られている。このねじ締め機は、ねじの頭部と嵌合可能なドライバビットと、このドライバビットを内包するように配置されたスクリューガイドを備えている。このねじ締め機は、スクリューガイドに負圧発生手段が接続されており、この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可能であった。また、スクリューガイドは、ねじを吸着した際、その下端面にワッシャを当接させた状態で保持することが可能でねじをワークまで搬送して締結することが可能であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第２８２３６５１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、ねじのワッシャがスクリューガイドの下端面に当接しているものの、ワッシャがスクリューガイドに対して規制されておらず、回転可能かつ移動可能な構造であった。そのため、平坦面にねじを締結する際、回転するねじの頭部や軸部とワッシャとの間で生じる摩擦により、ワッシャが回転する等の問題があった。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みて創生されたものであり、締結箇所に関係なくワッシャが回転しない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、ワッシャを有するねじを締結するねじ締め機において、前記ねじの頭部と嵌合可能なドライバビットと、前記ドライバビットを内包するスクリューガイドと、前記ドライバビットを回転駆動させる回転駆動源を備え、前記スクリューガイドの下端には、前記ワッシャの回転を規制する保持部材が装着されていることを特徴とする。なお、前記ワッシャの外径が非円形形状であり、前記保持部材は、ワッシャと嵌合するよう構成されていることが好ましい。また、前記保持部材は、割り締め部材によって固定されていることが好ましい。さらに、前記保持部材には、前記ねじの頭部を収容可能な頭部収容孔および前記ねじのワッシャと嵌合可能な嵌合凹部が形成され、頭部収容穴には、負圧発生手段が連続し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、保持部材がワッシャの回転を規制するため、締結箇所に関係なくワッシャを向きに揃えて締結可能等の利点がある。なお、保持部材が嵌合可能なワッシャに嵌合することにより、保持部材にねじが保持された後に当該ねじのワッシャがずれ動くことが防止できる等の利点もある。また、前記保持部材は、割り締め部材によって固定されているため、保持部材の向きを変更してもスクリューガイドに対する保持部材の高さが変更されず、なおかつ何れの向きを変更しても保持部材の固定が緩まない。このため、ワッシャを任意の向きで締結可能等の利点もある。さらに、前記保持部材には、負圧発生手段に連続する頭部収容孔および嵌合凹部が形成されているため、ねじを吸着保持できるとともに搬送途中でワッシャが位置ずれすることがない等の利点がある。

【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側面図である。

【図2】本発明に係るねじ締め機の構造を示す要部拡大側面図であり、（ａ）は図１のＡ部拡大図であり、（ｂ）は図１のＡ部拡大断面図である。

【図3】本発明に係るねじ締め機の動作を示す要部拡大側面図であり、（ｃ）は図２の（ａ）の状態から次の状態に移行した状態を示すＡ部拡大図であり、（ｄ）は（ｃ）の状態から次の状態に移行した状態を示すＡ部拡大図である。

【図4】本発明に係るねじ締め機の動作を示す要部拡大平面図であり、（ｅ）は分離機構の構造を示す一部断面平面図であり、（ｆ）は（ｅ）の状態から次の状態に移行した状態を示す一部断面平面図である。

【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（図示せず）に締め付けるねじ締め機１０である。このねじ締め機１０は、昇降制御ユニット２０と、この昇降制御ユニット２０の駆動を受けて昇降するドライバユニット３０と、このドライバユニット３０にねじＳを供給する供給ユニット４０を備え、これらは、制御ユニット（図示せず）にその駆動が制御されている。なお、前記ねじＳは、脚部に平面視四角形状のワッシャＳ１が装着された端子ねじであり、前記ワッシャＳ１には、屈曲部が上方に突き出すよう構成された側面視への字形状に構成されている。

【0010】

前記昇降制御ユニット２０は、図１に示すように鉛直方向に延びる固定プレート２１を備えており、この固定プレート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、固定プレート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、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可能な前記ドライバ台２５が連結されている。このドライバ台２５には、前記ドライバユニット３０が連結されている。このため、昇降モータ２６の回転駆動により、前記ドライバ台２５およびこれに連結されるドライバユニット３０が昇降する。

【0011】

前記ドライバユニット３０は、図１に示すように前記ドライバ台２５に連結されるモータ台３１を有しており、このモータ台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、締結モータ３２という）がその出力軸を下方に向けるよう固定されている。この締結モータ３２の出力軸には、軸継手を介してドライバビット３３が連結されており、このドライバビット３３の下端には、前記ねじＳの頭部に形成された駆動孔と係合する係合部が形成されている。また、前記モータ台３１の下方には、中空形状に構成されたガイドホルダ３４が固定されており、このガイドホルダ３４には、スクリューガイド３５が吊下されている。このスクリューガイド３５は、前記ドライバビット３３を収容可能な略円筒形状に構成されており、ガイドホルダ３４に対して上下方向への相対移動可能に構成されている。さらにスクリューガイド３５の内部には、前記ガイドホルダ３４との間で常時これらを離反する方向に付勢する付勢ばね３６が収容されている。このため、スクリューガイド３５は、付勢ばね３６によって常時下方に付勢される一方、上方に向かって付勢されると付勢ばね３６を撓ませながらドライバビット３３に対して相対移動可能となる。

【0012】

また、このスクリューガイド３５は、ドライバビット３３を回転自在に収容する略中空円筒形状の吸着パイプ３７有しており、この吸着パイプ３７の下端には、前記ねじＳを吸着保持する保持部材３８が割り締め部材３７１によって固定されている。この保持部材３８は、前記吸着パイプ３７に連続する筒状部材であり、その下端開口部には、ねじＳの頭部を収容可能な頭部収容孔３８１が形成されている。また、保持部材３８の下面には、前記ねじＳのワッシャＳ１と対称形状に構成された嵌合凹部３８２とを有する。このため、保持部材３８がねじＳを吸着保持した際、嵌合凹部３８２がワッシャＳ１の屈曲部と嵌合してワッシャＳ１を回り止め可能となる。

【0013】

また、スクリューガイド３５には、外周から前記吸着パイプ３７まで連続する通気孔が貫通形成されており、この通気孔には、ホース継手３５１が装着されている。このホース継手３５１には、外部の負圧発生手段の一例である真空ポンプ（図示せず）まで続く負圧ホース（図示せず）が接続されている。このため、真空ポンプが駆動すると、スクリューガイド３５の内部が負圧となり、前記保持部材３８の頭部収容孔３８１から吸気して、ねじＳを吸着保持可能となる。

【0014】

前記供給ユニット４０は、前方に向かうにつれて徐々に下がるよう傾斜した傾斜レール４１を有しており、この傾斜レール４１の上面には、前記ねじＳを吊下可能な吊下溝４２が形成されている。この吊下溝４２は、前記ねじＳのワッシャＳ１が嵌合可能な幅を有する広溝とねじＳの脚部が遊嵌可能な幅を有する狭溝からなる段付形状に構成されており、ねじＳは、広溝の底面にワッシャＳ１が当接した状態で吊下されている。この傾斜レール４１上には、傾斜レール４１と平行に伸びる押さえ部材４３が設けられている。この押さえ部材４３は、ねじＳが傾斜レール４１から外れないよう傾斜レール４１に吊下されたねじＳの頭部と若干の隙間を空けるように配されている。なお、傾斜レール４１の上端には、ねじＳをワッシャＳ１が同じ方向を向いた状態で当該傾斜レール４１上に供給可能な整列装置（図示せず）が連続している。

【0015】

また、傾斜レール４１の先端には、ねじ受け部材４４が設けられている。このねじ受け部材４４は、前記吊下溝４２に連続する溝が形成されているおり、傾斜レール４１と前記保持部材３８との間で当該ねじ受け部材４４を往復移動させる往復旋回機構４５に支持されている。この往復旋回機構４５は、前記傾斜レール４１の下方に固定され、その駆動ロッド４５２が傾斜レール４１と平行に伸びるエアシリンダ４５１を有しており、この駆動ロッド４５２は、クランクロッド４５３を介して前記ねじ受け部材４４に連結されている。このクランクロッド４５３と、駆動ロッド４５２あるいは、ねじ受け部材４４との連結部分には、左右方向に伸びる揺動軸４５３１，４５３２が設けられており、これらを角度変化自在に連結している。

【0016】

前記エアシリンダ４５１の駆動ロッド４５２と傾斜レール４１との間には、前記傾斜レール４１と平行に伸びる従動ロッド４６が設けられている。この従動ロッド４６は、駆動ロッド４５２との連結部品４５４を摺動自在に貫通しているとともに当該連結部品４５４を挟むように前側拡径部４６１および後側拡径部４６２を有している。この従動ロッド４６の前側拡径部４６１と連結部品４５４との間には、これらを離反させる方向に付勢する圧縮ばね４６１１が設けられており、従動ロッド４６は、連結部品４５４に前記後側拡径部４６２を当接させた状態で前記駆動ロッド４５２に常時従動している。この従動ロッド４６の前記前側拡径部４６１より前方側には、前記傾斜レール４１に固定された保持パイプ４６３が設けられており、従動ロッド４６は、この保持パイプ４６３を軸方向摺動自在に貫通している。このため、従動ロッド４６は、前側拡径部４６１が保持パイプ４６３に当接するまで駆動ロッド４５２に従動する一方、保持パイプ４６３と前側拡径部４６１が当接することにより前進を停止する。また、前記従動ロッド４６の前端部には、前記ねじ受け部材４４に連結されており、この従動ロッド４６とねじ受け部材４４との接続部分には、左右方向に伸びる連結軸４６４が設けられている。このため、従動ロッド４６とねじ受け部材４４とを角度変化自在に連結している。このため、前記ねじ受け部材４４は、前側拡径部４６１が保持パイプ４６３に当接するまでは、図２の（ａ）および図３の（ｃ）に示すように傾斜レール４１と平行方向に前進する往復直進運動を行う一方、保持パイプ４６３と前側拡径部４６１が当接した後、前記駆動ロッド４５２およびクランクロッド４５３が前進することにより、図３の（ｄ）に示すように従動ロッド４６との連結軸４６４を中心に旋回して吊下したねじＳを保持部材３８の直下に搬送する。

【0017】

さらに、前記傾斜レール４１には、吊下保持するねじＳを一本ずつ分離する分離機構４７が設けられている。この分離機構４７は、傾斜レール４１と直交方向に往復駆動可能に構成された直交駆動源４７１を有しており、この直交駆動源４７１の駆動部には、傾斜レール４１を左右から挟むよう配置された第一保持板４７２および第二保持板４７３を介して前記吊下溝４２と直交方向に伸びる第一分離ピン４７４および第二分離ピン４７５が設けられている。この分離機構４７の第一分離ピン４７４は、図２の（ｂ）に示すように傾斜レール４１上最前に位置するねじＳの脚部と当接可能に配置されている一方、第二分離ピン４７５は、傾斜レール４１上前から二番目に位置するねじＳの脚部と当接するよう配置されている。これら第一分離ピン４７４および第二分離ピン４７５は、直交駆動源４７１の駆動を受けて傾斜レール４１と直交方向に往復移動した際、交互に前記吊下溝４２と交差するよう所定の長さに構成されている。このため、前記傾斜レール４１上のねじＳは、第一分離ピン４７４および第二分離ピン４７５に交互にせき止められて一本ずつ分離されてねじ受け部材４４に滑落する。

【0018】

前記制御部は、図１に示すように供給ユニット４０とドライバユニット３０の両方に接続されており、それぞれの駆動源を所定のタイミングで駆動させるように構成されている。

【0019】

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。
駆動信号が入力されると外部の部品供給装置がねじＳを図２の（ｂ）に示すように屈曲部が横方向に伸びる向きで傾斜レール４１に供給する。この時、前記吊下溝４２には、第一分離ピン４７４が差し込まれているため、傾斜レール４１上の先頭のねじＳが図４の（ｅ）に示すように第一分離ピン４７４に当たり停止する。これにより、ねじＳは、整列した状態で傾斜レール４１上に滞留する。この状態で前記直交駆動源４７１が駆動すると、前記第一分離ピン４７４が吊下溝４２から脱却するため、先頭のねじＳは、傾斜レール４１を滑落して図２の（ａ）に示すように傾斜レール４１に連続する位置で待機する前記ねじ受け部材４４に供給される。この時、図４の（ｆ）に示すように第一分離ピン４７４が吊下溝４２から脱却して先頭のねじＳが滑落し始めるより前に先頭のねじＳと次段のねじＳとの間に第二分離ピン４７５が差し込まれる。これにより、次段のねじＳは、第二分離ピン４７５と当接して停止するため、先頭のねじＳと次段のねじＳが分離される。その後、直交駆動源４７１が複動することにより、第二分離ピン４７５が吊下溝４２から脱却するとともに第一分離ピン４７４が吊下溝４２に差し込まれるため、次段のねじＳは、前段のねじＳと同様に第一分離ピン４７４に停止した状態で停止する。

【0020】

上述のように先頭のねじＳがねじ受け部材４４まで滑落すると、前記往復旋回機構４５のエアシリンダ４５１が駆動ロッド４５２を伸張させてねじ受け部材４４を前進させる。これにより、図３の（ｃ）に示すように前記従動ロッド４６の前側拡径部４６１が保持パイプ４６３と当接すると、従動ロッド４６は、前進を停止する。その後、駆動ロッド４５２から付勢を受けたねじ受け部材４４が前記連結軸４６４を中心に旋回するため、図４の（ｆ）に示すようにねじ受け部材４４に保持されたねじＳは前記保持部材３８の直下に到達する。図３の（ｄ）に示すようにねじ受け部材４４が前記保持部材３８の直下に到達すると、制御部は、前記真空ポンプが駆動させてスクリューガイド３５の下端から吸気する。これにより、ねじＳが保持部材３８に吸着保持される。この時、前記嵌合凹部３８２がワッシャＳ１と対称形状に構成されており、保持部材３８とワッシャＳ１との間に隙間が生じず気密性が保持されるため、ねじＳの脱落が防止される。また、保持部材３８の嵌合凹部３８２が三角形状であるため、ねじＳがねじ受け部材４４上で若干位置ずれしていても、当該ねじＳは、嵌合凹部３８２の斜面に従い位置補正され、円滑に嵌合できる。

【0021】

上述のようにねじＳが吸着保持されると、制御部は、前記エアシリンダ４５１が駆動ロッド４５２を収縮させてスクリューガイド３５の下方からねじ受け部材４４を退去させる。制御部は、図２の（ａ）に示すようにねじ受け部材４４が退去後、前記昇降モータ２６が駆動してドライバユニット３０をワーク（図示せず）に向けて高速下降させる。この時、前述のようにワッシャＳ１が保持部材３８と嵌合しているため、下降時の振動等によって回転したり位置ずれしたりすることが防止される。なお、エアシリンダ４５１が駆動ロッド４５２を収縮させたことによってねじ受け部材４４が再度傾斜レール４１に連続すると、制御部は、前記直交駆動源４７１を駆動させて次段のねじＳを前段のねじＳと同様にねじ受け部材４４まで供給する。

【0022】

上述のように下降するねじＳの先端がワークに当接する直前、制御部は、前記昇降モータ２６の駆動の駆動を低速に切替えるとともに前記締結モータ３２を駆動させてドライバビット３３を回転させる。その後、低速で下降したねじＳがワークに当接して停止する。これにより、ねじＳと接触しているスクリューガイド３５も停止するため、昇降モータ２６の駆動を受けて下降する前記ドライバビット３３のみがスクリューガイド３５の内部を相対移動する。このため、ドライバビット３３は、前記スクリューガイド３５内でねじＳの頭部と係合するとともに当該ねじＳをワークに締結する。このようにねじＳがドライバビット３３一体に回転してもワッシャＳ１は保持部材３８と嵌合しているため、共周りすることなく所定の角度を維持できる。その後、前記締結モータ３２が所定の締結トルクを出力すると、制御部は、締結モータ３２を停止させるとともに前記昇降モータ２６を逆駆動させて当初高さまで復帰する。

【0023】

また、本願発明は、前述のように保持部材３８と吸着パイプ３７と割り締め部材３７１によって固定されている。このため、保持部材３８と吸着パイプ３７を螺合させることによって保持部材３８を固定する方法と異なり保持部材３８の角度を変更しても保持部材３８が吸着パイプ３７に対する相対高さが変化せず、なおかつ向きを変更しても保持部材３８の固定が緩むこともないという利点がある。このため、保持部材３８を段替えしたり、交換したりする際、保持部材３８の向き調整が容易となり、作業性が向上する等の利点を有する。

【0024】

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、前記保持部材３８の嵌合凹部３８２は、ワッシャＳ１の形状に合わせて適宜変更されることが好ましく、三角形状以外の非円形形状であっても良い。

【符号の説明】

【0025】

１０ … ねじ締め機
２０ … 昇降制御ユニット
３０ … ドライバユニット
３３ … ドライバビット
３５ … スクリューガイド
３５１… ホース継手
３７１… 割り締め部材
３８ … 保持部材
３８１… 頭部収容孔
３８２… 嵌合凹部
４０ … 供給ユニット
４１ … 傾斜レール
４３ … 押さえ部材
４４ … ねじ受け部材
４５ … 往復旋回機構
４７ … 分離機構
Ｓ … ねじ
Ｓ１… ワッシャ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】