2024-8428 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】P2024008428

(43)【公開日】2024-01-19

(54)【発明の名称】ねじ締め機

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/06 20060101AFI20240112BHJP

【ＦＩ】

B23P19/06 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022110301

(22)【出願日】2022-07-08

(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

(57)【要約】

【課題】スクリューガイド内でねじが傾斜するのを防止可能なねじ締め機を提供する。
【解決手段】
ねじＳと嵌合可能な嵌合部３５を備えたドライバビット３４およびこのドライバビット３４を回転自在に内包するとともに当該ドライバビット３４に対して軸方向摺動自在に構成されるスクリューガイド３６を備え、前記ドライバビット３４は、回転駆動源３２の駆動を受けて回転可能に構成され、前記スクリューガイド３６には、吸気手段が連続し、前記ドライバビット３４には、軸方向に相対移動可能に構成されたねじ保持部４０が装着されており、前記ねじ保持部４０は、その内部に前記嵌合部３５を常時内包可能かつ、ねじ締結時にその先端から前記嵌合部３５が突出可能に構成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２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ねじと嵌合可能な嵌合部を備えたドライバビットおよびこのドライバビットを回転自在に内包するとともに当該ドライバビットに対して軸方向摺動自在に構成されるスクリューガイドを備え、
前記ドライバビットは、回転駆動源の駆動を受けて回転可能に構成され、
前記スクリューガイドには、吸気手段が連続しているねじ締め機において、
前記ドライバビットには、軸方向に相対移動可能に構成されたねじ保持部が装着されており、
前記ねじ保持部は、その内部に前記嵌合部を常時内包可能かつ、ねじ締結時にその先端から前記嵌合部が突出可能に構成されていることを特徴とするねじ締め機。

【請求項2】

前記ねじ保持部は、前記嵌合部を内包する保持部材を備え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】

前記ねじ保持部は、前記保持部材を常時先端側に付勢する付勢ばねを有し、当該付勢ばねは、前記吸気手段の吸着力で撓むことがないよう設定されていることを特徴とする請求項２に記載のねじ締め機。

【請求項4】

前記ねじ保持部は、ねじを着磁保持可能な磁石を備え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5】

前記磁石は、ねじと接触しないように配置されていることを特徴とする請求項４に記載のねじ締め機。

【請求項6】

前記ねじ保持部の外径がねじの頭部外径以下に設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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークＷにねじを締結するねじ締め機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来回転駆動源の駆動を受けて回転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スクリューガイドを備えたねじ締め機として、特許文献１に開示のものが知られている。このねじ締め機は、前記スクリューガイドに吸気手段が連続しており、吸気手段の駆動により、スクリューガイドの下端開口部にねじを吸着保持可能に構成されていた。そして、スクリューガイド内に吸着保持されたねじは、その頭部上端が前記ドライバビットの嵌合部が当接することで、スクリューガイド内で停止していた。そして、前記ドライバビットがモータの駆動を受けて、回転することにより、ドライバビットの下端とスクリューガイドの内部に吸着保持されたねじとが嵌合するように構成されていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２－１７８２３１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、吸気手段による吸引力のみでねじを保持する構成であったため、ドライバビットの回転時、ドライバビットがねじと嵌合する前にねじが傾いたり、倒れたりすることがあった。このようにスクリューガイド内でねじが傾くと、斜め締付けが生じたりねじの先端部がめねじに入らなかったり等、締付け不良が発生する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、スクリューガイド内でねじが傾くことを防止するねじ締め機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ねじと嵌合可能な嵌合部を備えたドライバビットおよびこのドライバビットを回転自在に内包するとともに当該ドライバビットに対して軸方向摺動自在に構成されるスクリューガイドを備え、前記ドライバビットは、回転駆動源の駆動を受けて回転可能に構成され、前記スクリューガイドには、吸気手段が連続しているねじ締め機において、前記ドライバビットには、軸方向に相対移動可能に構成されたねじ保持部が装着されており、前記ねじ保持部は、その内部に前記嵌合部を常時内包可能かつ、ねじ締結時にその先端から前記嵌合部が突出可能に構成されていることを特徴とする。なお、前記ねじ保持部は、嵌合部を内包する保持部材を備えていることが好ましい。また、前記ねじ保持部は、前記保持部材を常時先端側に付勢する付勢ばねを有しており、当該付勢ばねは、前記吸気手段の吸着力によって撓まないように設定されていることが好ましい。さらに、前記ねじ保持部は、ねじを着磁保持可能な磁石を備えていることが好ましい。また、前記磁石がねじと接触しないように配置されていることが好ましい。さらに前記ねじ保持部の外径がねじの頭部外径以下に設定されていることが好ましい。

【発明の効果】

【0006】

本発明のねじ締め機は、ねじ保持部がスクリューガイド内部でドライバビットとねじとが接触することを防止するため、スクリューガイド内部でねじが傾斜し難くなる。これにより、斜め締付け等の締付け不良を防止できる等の利点がある。なお、前記ねじ保持部が嵌合部を内包する保持部材を備え、スクリューガイド内部でねじが保持部材と面接触する構成のため、スクリューガイド内部でねじがより傾斜し難くなる等の利点も有する。また、前記保持部材を先端側に付勢する付勢ばねが吸気手段の吸着力によって撓まないように設定されているため、吸気手段が駆動していてもドライバビットが保持部材の先端から突出することがない。このため、スクリューガイド内部でドライバビットとねじとが接触することを防止可能等の利点がある。さらに、前記ねじ保持部が磁石を備え、ねじを着磁保持可能なため、ねじの脱落を防止可能等の利点も有する。また、前記磁石がねじと接触しないように配置されているため、ねじが磁石に衝突することがなく、磁石の破損が防止される等の利点も有する。さらに、前記ねじ保持部の外径がねじの頭部外径以下に設定されている場合、狭い所でも問題無く締付け可能となる等の利点も有する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明に係るねじ締め機の概略側面図である。

【図2】本発明に係るねじ締め機の要部拡大図であり、（ａ）はスクリューガイド内部にねじを吸着保持した状態の一部断面側面図であり、（ｂ）はねじをワークに締結している状態の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、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Ｗ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機である。このねじ締め機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、前記位置制御機構２０およびねじ締めツール３０の駆動を制御する制御部（図示せず）を備える。

【0009】

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。

【0010】

なお、前記位置制御機構２０は、ロボットハンド等の多関節機構（図示せず）に支持されており、その多関節機構の駆動により水平方向に移動自在に構成されている。

【0011】

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の下端には、前記ねじＳの頭部と嵌合可能な嵌合部３５が形成されている。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。

【0012】

前記ドライバビット３４の先端部には、図２の（ａ）に示すようにねじ保持部４０が装着されており、このねじ保持部４０は、前記ドライバビット３４の嵌合部３５を内包可能な保持部材４１を備えている。この保持部材４１は、前記ドライバビット３４が貫通可能な貫通孔４２が形成された筒状部材であり、その外径は、前記スクリューガイド３６の穴径とほぼ同径に構成されている。また、前記貫通孔４２には、軸方向に延びる長穴４３が直交している。この長穴４３には、止めねじ４４，４４が挿通しており、この止めねじ４４，４４は、貫通孔４２を貫通するドライバビット３４に締結固定されている。これら構造により、保持部材４１は、止めねじ４４，４４が前記長穴４３にそって移動可能な寸法分前記ドライバビット３４に対して相対移動可能に構成されている。

【0013】

なお、前記保持部材４１の外周には、等間隔に複数個のＤカット面（図示せず）が形成されており、このＤカット面とスクリューガイド３６との隙間が通気経路として作用する。このため、前記吸気手段が作用すると、ねじＳは、頭部を前記保持部材４１に当接させて吸着保持される。また、前記保持部材４１の下端には、前記ねじＳの頭部形状と面接触可能に当接する当接部４５が形成されているとともに、当該当接部４５付近には、磁石４６が装着されている。この磁石４６は、前記ドライバビット３４の嵌合部３５が挿通可能な環状磁石であり、前記保持部材４１の内部に形成された抜け止め突起４７が先端側から係止している。この抜け止め突起４７は、前記磁石４６に前記当接部４５に当接したねじＳの頭部が接触しないように配設されている。

【0014】

また、前記保持部材４１の内部には、前記磁石４６と前記ドライバビット３４との間に磁石４６を常時抜け止め突起４７に向けて付勢する付勢ばね４８が内包されている。この付勢ばね４８は、前記吸気手段によって吸引されたねじＳにより生じる押圧力によって撓まないように所定のセット荷重を有するように構成されている。これらにより、ねじ保持部４０は、図２の（ａ）に示すように保持部材４１の内部に常時ドライバビット３４の嵌合部３５を内包する一方、ねじＳがワークＷと当接すると、ドライバビット３４に対して相対移動し、図２の（ｂ）に示すように保持部材４１の一端から嵌合部３５を突出させる構造となる。

【0015】

前記制御部には、位置制御機構２０およびねじ締めツール３０と、外部の前記多関節機構およびねじＳを所定のねじ供給位置に供給するねじ供給装置（図示せず）等が接続されており、これらから出力される各種信号に基づき各ユニットの動作を制御可能に構成されている。

【0016】

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。
スタート信号が入力されると制御部は、外部の前記ねじ供給装置および前記多関節機構を駆動させて、所定のねじ供給位置にねじＳを待機させるとともに、ねじ締め機１０を当該ねじ供給位置の上方に移動させる。ねじ締め機１０がねじ供給位置の上方に達すると制御部は、前記昇降モータ２４および前記吸気手段を駆動させて、ねじ締めツール３０をねじＳに向けて下降させるとともに、前記スクリューガイド３６から吸気を行う。このため、スクリューガイド３６がねじＳに達すると当該ねじＳは、スクリューガイド３６内に吸引され、前記保持部材４１の当接部４５に頭部を接触された状態で保持される。

【0017】

上述のようにスクリューガイド３６内に保持されたねじＳは、吸気手段による吸着力およびねじ保持部４０の磁石４６による着磁力によって保持されるため、脱落することがない。この時、磁石４６がねじＳと接触しないように配設されており、ねじＳが吸引された際に磁石４６と衝突することがないため、磁石４６が破損することが防止される。また、前述のようにねじ保持部４０の付勢ばね４８が吸引されたねじＳの押圧力で撓まないように設定されているため、嵌合部３５が保持部材４１から突出することが防止される。このようにねじＳと嵌合部３５とが接触しないため、スクリューガイド３６内でねじＳの姿勢が崩れることが防止される。そのため、後述の締結時、ねじＳの先端がワークＷのめねじＷ１に入り易く斜め締付け等のねじ締め不良が防止される。

【0018】

その後、制御部は、前記多関節機構および昇降モータ２４を再度駆動させて、ねじ締め機１０を所定のワークＷに形成されためねじＷ１の上方に移動させる。ねじ締め機１０が締付け位置の上方に移動すると、制御部は、昇降モータ２４および締付モータ３２を駆動させて、ねじ締めツール３０を下降させるとともに前記ドライバビット３４を回転駆動させる。この時、前記止めねじ４４，４４により連結されたねじ保持部４０およびねじ保持部４０に着磁保持されたねじＳも一緒に回転する。その後、スクリューガイド３６の下端がワークＷ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およびねじ保持部４０のみ前進することとなる。また、ねじＳの下端がめねじＷ１に接すると、前記付勢ばね４８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、図２の（ｂ）に示すように保持部材４１から突出したドライバビット３４の嵌合部３５がねじＳの駆動穴と嵌合する。

【0019】

上述のようにドライバビット３４と嵌合したねじＳは、締付モータ３２の回転駆動を受けて回転し、ワークＷに締結される。ねじＳ締結終了後、制御部は、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。この復帰時、ねじＳが当接部４５から外れるに従って前記付勢ばね４８が伸張するため、ドライバビット３４の嵌合部３５は、保持部材４１の内部に再度収容される。

【0020】

また、上述のようにねじ締め機１０は、保持部材４１の先端に磁石４６が装着されており、ねじＳを磁石４６によって着磁保持することも可能に構成されていることにより、ねじＳがスクリューガイド３６の先端から突出した状態においてもねじＳを脱落させることがない。このため、例えば、ザグリ穴の底に形成されためねじＷ１にねじＳを締付ける等、負圧による吸着保持のみではねじＳが脱落する恐れのある締付位置であっても問題なく締結可能となる。その一方、吸気手段により、ねじＳを強力に吸引するため、ねじ締め機１０の移動中等の振動でねじＳが脱落することがない。

【0021】

さらに、上記ねじ締め機１０は、保持部材４１がドライバビット３４に締結された止めねじ４４、４４によって連結されており、容易に着脱可能であるため、ねじＳに合わせてドライバビットおよび保持部材４１を交換可能となる。同様に前記磁石４６が抜け止め突起４７によって係止されている構造であるため、ワークやねじＳに適した磁石４６を容易に交換可能となる。

【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、ドライバビット３４の嵌合部３５の形状は、ねじＳの頭部に形成された嵌合穴（図示せず）の形状に合わせて変更可能で、六角柱形状に限らず、十字形状や、ヘックスローブ形状等、その他形状であっても何ら問題無い。また、上記ねじ締め機１０は、ねじ供給装置によって所定のねじ供給位置に供給されたねじＳを取りに行く構成であったが、これに限定されず、例えば、本出願人により開示された特願２０１８－０７９５５４号公報に詳述されているようにドライバビット３４の軸線上にねじ供給装置から圧送されたねじＳを一旦保持するチャックユニットを備えるねじ締め機であっても良い。さらに、前記保持部材４１は、ねじＳに合わせて各種寸法を設計変更可能であり、その外径がねじＳの頭部外径以下に設定されている場合、壁際やザグリ穴の底等狭い場所であっても締付け可能となる。

【符号の説明】

【0023】

１０ … ねじ締め機
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
Ｓ … ねじ

【図1】

【図2】