特許 7554702 自動部品締結機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-11

(45)【発行日】2024-09-20

(54)【発明の名称】自動部品締結機

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/06 20060101AFI20240912BHJP

   B25B 23/10 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

B23P19/06 C

B25B23/10 E

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021069104

(22)【出願日】2021-04-15

(65)【公開番号】P2022163948

(43)【公開日】2022-10-27

【審査請求日】2024-03-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000227467

【氏名又は名称】日東精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100137486

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 雅直

(72)【発明者】

【氏名】安積 慶一

【審査官】山田 拓実

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－１７４３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０７３８３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１２３６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－００５９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０１２０４９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２９８３５７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｐ １９／０６

Ｂ２５Ｂ ２３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多角頭ボルトに対応する駆動穴が先端に形成されるビット本体を備えるボックスビットと、前記ビット本体が連結されかつ軸線方向に延びる軸穴を有する連結軸と、当該連結軸を回転させる回転駆動源と、前記連結軸の軸穴に連通するように配置されるエア吸引機構とを備えた自動部品締結機であって、
前記ビット本体は駆動穴に連通しかつ軸線方向に貫通して延びる段付き収納穴を有し、当該段付き収納穴には膨径部を有する吸着軸が摺動可能にかつその一部をビット本体の後端から突出させて収納され、当該吸着軸は膨径部の端面に面する拡開穴と当該拡開穴に連通しかつ軸線方向に延びる貫通穴とを有し、しかもこの吸着軸の突出部にはナットが螺合しており、当該ナットはビット本体に当接するように付勢されてなることを特徴とする自動部品締結機。

【請求項2】

前記吸着軸の膨径部は、吸着軸の後端のナットによりボックスビットの先端からわずかに突出する位置に位置調整されることを特徴とする請求項１に記載の自動部品締結機。

【請求項3】

前記吸着軸は、ビット本体の段付き収納穴内に配置されるクッションばねにより付勢されることを特徴とする請求項１または２に記載の自動部品締結機。

【請求項4】

前記吸着軸は、膨径部の先端に多角頭ボルトの頭部端面側の円形凹部に対応する形状の小径突部を有することを特徴とする請求項１～３の何れかに記載の自動部品締結機。

【請求項5】

前記吸着軸は、膨径部の先端に多角頭ボルトの頭部端面側の円形凹部に対応する形状の小径突部を有し、当該小径突部は当該吸着軸の後端のナットによりボックスビットの端面とほぼ同一面上に位置するように位置調整されることを特徴とする請求項１，または３に記載の自動部品締結機。

【請求項6】

前記ボックスビットの移動路上に、多角頭ボルトを保持する開閉自在な一対のチャック爪が配置され、それぞれのチャック爪はその側方に突出する拡開用突起を有し、当該拡開用突起は後端に向かって延びるドグ当接面を有し、しかもこれら拡開用突起の側方でかつ当該ドグ当接面に当接する位置には開閉ドグが往復移動可能に配置され、当該開閉ドグはボックスビットが多角頭ボルトの吸着位置に達すると拡開用突起およびチャック爪を押し開く構成であることを特徴とする請求項１～５の何れかに記載の自動部品締結機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、所定位置に供給される六角頭部付きねじ、六角ボルト、三角・四角・五角形の頭部を持つ特殊頭ボルト等の多角頭ボルトをボックスビットの先端で駆動穴に嵌合させずに吸着して所定締付位置に締結する自動部品締結機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、六角頭部付きねじ、六角ボルト等の部品を狭い作業空間、例えば深い穴内の締付位置で締結するような場合には、これら部品を駆動穴に嵌合させて吸着するボックスビットを備えた自動部品締結機が多用されている。この種の自動部品締結機の一例として、特許文献１に示すボルト締付装置５１（図１２参照）がある。このボルト締付装置５１にあっては、ボックスビット５２はモータ（図示せず）の回転を受けて回転するように構成され、その先端にはキャッチャ５３に供給される六角ボルトＱの六角頭部に嵌合可能な駆動穴５２ａが、またこの駆動穴５２ａに連通して軸線方向に延びる軸穴５２ｂが形成されている。また、この軸穴５２ｂにはボックスビット５２の回転中もエア吸引できるように負圧源（図示せず）が接続され、駆動穴５２ａに嵌合する六角ボルトＱがボックスビット５２の先端で吸着されるように構成されている。

【0003】

このボックスビット５２を備えたボルト締付装置５１によれば、キャッチャ５３に供給される六角ボルトＱの六角頭部が駆動穴５２ａに嵌合する場合には、所定の締付作業を行うことができる。しかしながら、キャッチャ５３に供給される六角ボルトＱの六角頭部の姿勢と駆動穴５２ａの姿勢とが一致することが少ないことから、締付作業前には都度六角ボルトＱをボックスビット５２の駆動穴５２ａに嵌合させる工程が必要となっている。そのため、六角ボルトＱの締結に要するサイクルタイムが長くなるばかりか、当該工程中で六角ボルトＱとボックスビット５２との共回りによってボックスビット５２の駆動穴５２ａと六角ボルトＱの六角頭部とが上手く嵌合しないことが稀に発生している。これに対応するため、再嵌合動作が必要となり、その分マシンタイムが延長され、生産時間に影響を与えるという問題が生じている。

【0004】

このような問題を解決するため、特許文献２に示す自動ボルト締め機が開発されている。この自動ボルト締め機７１は、図１３に示すようにモータ（図示せず）の回転を受けて回転するボックスビット７２を有している。このボックスビット７２はビット部７３とビットホルダ７４とを有し、ビット部７３の先端には六角ボルトＲの六角頭部に嵌合する駆動穴７３ａが設けられている。前記ビット部７３には、一端に鍔部７５ａを持つ吸引スリーブ７５が後記ばね７６により突出する方向に付勢され、後退可能に配置されている。この吸引スリーブ７５の先端は、前記駆動穴７３ａ内を通ってビット部７３の端面よりもわずかに突出し、所定のボルト供給位置に供給される六角ボルトＲの六角頭部に当接可能に構成されている。また、前記吸引スリーブ７５にはその軸線方向に貫通する貫通穴７５ｂが設けられており、当該貫通穴７５ｂは後記スリーブ収納穴７４ａに連通するように構成されている。

【0005】

前記ビットホルダ７４には、軸線方向に延びるスリーブ収納穴７４ａが設けられており、このスリーブ収納穴７４ａには前記吸引スリーブ７５の鍔部７５ａとこれを付勢するばね７６とが収納されている。また、前記ビットホルダ７４はスリーブ収納穴７４ａに連通しかつ同方向に延びる連通穴７４ｂを有し、この連通穴７４ｂにはビットホルダ７４の回転および昇降に支障がないようにエア吸引装置が連接されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開昭５９－１５２０７２号公報

【文献】特開平９－１７４３５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

この自動ボルト締め機７１によれば、吸引スリーブ７５の先端がビット部７３の端面よりもわずかに突出していることから、この吸引スリーブ７５が六角ボルトＲの六角頭部に当接することができる。そのため、六角頭部の姿勢とビット部７３の駆動穴７３ａの姿勢とが合致しない六角ボルトＲであっても、これを直立した姿勢でボックスビット７２に保持することができる。

【0008】

しかしながら、この自動ボルト締め機７１ではボックスビット７２のビット部７３をビットホルダ７４に連結する際には、吸引スリーブ７５の鍔部７５ａがビットホルダ７４内のばね７６により付勢されることから、吸引スリーブ７５を鍔部７５ａが後方に位置するようにビット部７３に組み込む必要がある。そのため、吸引スリーブ７５の先端を幅広くして吸着面を大きく取ることができず、六角ボルトＲが太物でその重量が大きい場合、特に水平方向でのボルト締めを行う場合には、六角ボルトＲの吸着力が不足する。これにより、所定締付位置に達するまでの間にボックスビット７２が回転すると、六角ボルトＲの姿勢が不安定となり、その状態で六角ボルトＲが締付位置に達しても、六角ボルトＲの先端を所定の締付位置に位置させることができず、所定の締付作業を行うことができないという問題が生じている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、上記問題をすべて解決するために発明されたもので、多角頭ボルトに対応する駆動穴が先端に形成されるビット本体を備えるボックスビットと、前記ビット本体が連結されかつ軸線方向に延びる軸穴を有する連結軸と、当該連結軸を回転させる回転駆動源と、前記連結軸の軸穴に連通するように配置されるエア吸引機構とを備えた自動部品締結機であって、前記ビット本体は駆動穴に連通しかつ軸線方向に延びる段付き収納穴を有し、当該段付き収納穴には膨径部を有する吸着軸が摺動可能にかつその一部をビット本体の後端から突出させて収納され、当該吸着軸は膨径部の端面に面する拡開穴と当該拡開穴に連通しかつ軸線方向に延びる貫通穴とを有し、しかもこの吸着軸の突出部にはナットが螺合しており、当該ナットはビット本体に当接するように付勢されてなることを特徴としている。

【0010】

前述の構成によれば、吸着軸はその膨径部で多角頭ボルトの頭部を吸着できるので、多角頭ボルトの頭部の吸着面を広くすることができるばかりか、より大きな開口を持つ拡開穴を設けることが可能となり、多角頭ボルトの吸着力を向上させることができる。また、吸着軸の突出部にはナットが螺合しており、当該ナットの取付け位置により吸着軸の膨径部の端面の位置を多角頭ボルトの頭部の端面形状に応じてビット本体の端面から任意の位置に調整し、多角頭ボルトをビット本体の駆動穴に嵌合させずに、最適な位置で吸着することができる。

【0011】

本発明に係る吸着軸の膨径部は、頭部端面が平面であってビット本体の駆動穴に嵌合しない姿勢の多角頭ボルトを吸着できるようにするため、吸着軸の後端のナットによりボックスビットの端面からわずかに突出する位置に位置調整されることが望ましい。

【0012】

本発明に係る吸着軸は、当該吸着軸を含み複数部品で構成されるボックスビットのユニット化を図ってボックスビットの交換作業を簡単にするため、ビット本体の段付き収納穴内に配置されるクッションばねにより付勢されることが望ましい。

【0013】

また、本発明に係る吸着軸は頭部端面が平面である多角頭ボルト、頭部端面に凹部を持つ多角頭ボルトのいずれにも対応できるようにするため、膨径部の先端に多角頭ボルトの頭部端面側の円形凹部に対応する形状の小径突部を有することが望ましい。

【0014】

本発明に係る吸着軸は、膨径部の先端に多角頭ボルトの頭部端面側の円形凹部に対応する形状の小径突部を有し、当該小径突部は吸着軸の後端のナットによりボックスビットの端面とほぼ同一面上に位置するように位置調整されることが望ましい。この構成により、当該小径突部の一部が多角頭ボルトの頭部の端面に形成されている円形凹部内に入り込むので、多角頭ボルトの頭部の周囲を駆動穴の入り口に軽く接触させて吸着でき、多角頭ボルトを最も安定して保持することができる。

【0015】

さらに、本発明に係るボックスビットの移動路上には、多角頭ボルトを保持する開閉自在な一対のチャック爪が配置され、それぞれのチャック爪はその側方に突出する拡開用突起を有し、当該拡開用突起は後端に向かって延びるドグ当接面を有し、しかもこれら拡開用突起の側方でかつ当該ドグ当接面に当接する位置には開閉ドグが往復移動可能に配置され、当該開閉ドグはボックスビットが多角頭ボルトの吸着位置に達すると拡開用突起およびチャック爪を押し開く構成であることが望ましい。この構成によれば、ボックスビットの先端に多角頭ボルトが吸着されると、開閉ドグが拡開用突起を押し開き、多角頭ボルトを保持するチャック爪が同時に押し開かれ、当該多角頭ボルトから離脱する。この状態で、ボックスビットが所定締付位置に向かってチャック爪間を前進するが、その先端の多角頭ボルトにチャック爪が当接することがなく、多角頭ボルトを脱落させる方向の力が加わらない。そのため、ボックスビットに吸着される多角頭ボルトを所定締付位置に支障なく締結することができる。

【発明の効果】

【0016】

以上説明した本発明によれば、六角頭部付きねじ、六角ボルト、三角・四角・五角形の頭部を持つ特殊頭ボルト等の多角頭ボルトの頭部をボックスビットの先端で駆動穴に嵌合させずに安定した姿勢でしっかりと吸着できるばかりか、多角頭ボルトの頭部端面の形状に応じて当該部品を最適な位置で吸着することができ、しかも複数部品でなるボックスビットのユニット化によりボックスビットの交換作業を簡単に行える自動部品締結機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態に係る自動部品締結機の要部拡大断面図。

【図2】本発明の実施形態に係る自動部品締結機を説明する全体図。

【図3】本発明の実施形態に係る自動部品締結機の要部拡大左側面図。

【図4】図２のＡ－Ａ線に沿った要部拡大断面図。

【図5】図３のＢ－Ｂ線に沿った要部拡大断面図。

【図6】本発明の実施形態に係る自動部品締結機の連結軸とエア吸引機構との接続部を示す一部切欠き要部拡大図。

【図7】本発明の実施形態に係る自動部品締結機のアプセットボルト供給時を示す動作説明図。

【図8】本発明の実施形態に係る自動部品締結機のアプセットボルト吸着位置での動作説明図。

【図9】本発明の実施形態に係る自動部品締結機のチャック爪開放時の開閉ドグを示す動作説明図。

【図10】図９のＣ－Ｃ線に沿った要部断面図。

【図11】本発明の実施形態に係る自動部品締結機のアプセットボルト非嵌合状態（ａ）と嵌合後の状態（ｂ）を示す動作説明図。

【図12】従来の自動部品締結機の一例であるボルト締付装置の要部断面図。

【図13】従来の自動部品締結機の他の例である自動ボルト締め機の要部断面図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

（実施形態）
以下、本発明の実施形態に係る自動部品締結機を、六角頭部付きねじ、六角ボルト、三角・四角・五角形の頭部を持つ特殊頭ボルト等の多角頭ボルトの一例である鍔付アプセットボルトＰ（以下、ボルトという）に対応する水平方向の締付け用自動部品締結機について、図面に基づき説明する。この自動部品締結機１は、図１および図２に示すように水平に延びる直線往復移動源のリニアスライド２を有している。このリニアスライド２は水平方向に往復移動する移動台２ａを有し、この移動台２ａはメインシリンダ（図示せず）の作動により移動する構造であっても、またモータ（図示せず）の回転を受けて回転するボールねじ（図示せず）とこれに螺合するボールねじナット（図示せず）とにより往復移動する構造（図示せず）であってもよい。前記移動台２ａは、往動時には後述する本願発明の要部であるボックスビット２３がボルト吸引位置に達すると一旦停止し、後記デュアルロッドシリンダ２０の復動を待ってボルトＰの締結に必要な最前進位置まで移動するように構成されている。また、前記移動台２ａには当該移動台２ａに対して直立する直立部３ａを有するモータ取付用ブラケット３（以下、モータ用ブラケットという）が固定されており、このモータ用ブラケット３の直立部３ａにはモータ台４を介して回転駆動源の一例のモータ５が固定されている。このモータ５は、水平方向に延びる駆動軸（図示せず）を有し、前記移動台２ａが一旦停止後に往動を再開すると同時に駆動軸を回転させ、ボルトＰの締付完了とともに停止する構成となっているが、当該駆動軸を部品供給装置と同時に回転させてボルトＰの締付完了とともに停止する構成であってもよい。

【0019】

前記モータ用ブラケット３の直立部３ａには、図２および図６に示すようにモータ台４に対向して軸受台６が固定されており、この軸受台６には伝達軸７が水平姿勢で回転可能にかつ軸方向に移動可能に保持されている。この伝達軸７は、前記モータ５の駆動軸と一体に回転可能な連結機構（図示せず）から離れる方向に弾力付勢されており、前記移動台２ａと一体に移動するモータ５の駆動軸に対して相対移動可能に構成されている。また、前記伝達軸７は、後記連結軸９のおねじ部９ａが螺合する連結軸用めねじ穴７ａと当該連結軸用めねじ穴７ａに連通する袋穴７ｂと当該袋穴７ｂと交差して連通する連通穴７ｃとを有している。

【0020】

前記軸受台６には、伝達軸７の連通穴７ｃの周囲に位置して環状凹部６ａが形成されており、しかもこの環状凹部６ａに連通するよう軸受台ホース継手８を介してエア吸引装置（図示せず）が接続されている。このエア吸引装置は、前記リニアスライド２の移動台２ａが往動を一旦停止する直前に吸引を開始し、移動台２ａが最前進位置から復動を開始すると吸引を停止するように構成されている、

【0021】

前記伝達軸７の連結軸用めねじ穴７ａには、連結軸９の一端に設けられたおねじ部９ａが螺合しており、伝達軸７と連結軸９とが同方向に延びるように構成されている。また、図１に示すようにこの連結軸９にはビット本体連結用のめねじ穴を兼用するナット収納穴９ｂと、これに連通しかつ連結軸９の軸線に沿って延びる軸穴９ｃとが設けられており、当該ナット収納穴９ｂには後記ビット本体２４に設けられるおねじ部２４ｂが螺合し、伝達軸７とボックスビット２３とが一体に回転かつ往復移動するように構成されている。

【0022】

前記リニアスライド２の前進側には、図２に示すように前記モータ用ブラケット３の直立部３ａと平行に延びるチャックユニット取付け用プレート１０（以下、チャックプレートという）が固定されている。このチャックプレート１０には、図５に示すようにチャックユニット１１のチャック本体１２が取付けられており、当該チャック本体１２には水平方向に延びるガイド穴１２ａと、このガイド穴１２ａに連通しかつ同方向に延びる待機穴１２ｂとが設けられている。前記ガイド穴１２ａは前記連結軸９を水平方向に挿通可能に案内し、待機穴１２ｂは連結軸９に連結されるボックスビット２３の待機位置となるように構成されている。

【0023】

前記チャック本体１２には、図３および図５に示すようにボルト供給管１３が回動可能にかつ前記待機穴１２ｂと交差する方向に延びるように取付けられている。また、このボルト供給管１３はダブルトーションばね１４によりその一部が待機穴１２ｂに位置するように付勢されており、前記リニアスライド２の移動台２ａとともに往動するボックスビット２３の通過により押し除けられるように構成されている。

【0024】

前記チャック本体１２には、前記ボルト供給管１３の延びる方向に沿ってホース継手１５が取付けられており、このホース継手１５にはホース取付穴１５ａが設けられている。このホース取付穴１５ａには、部品供給装置（図示せず）の供給ホース１６がホース固定具１５ｂを介して取付けられており、部品供給装置からボルトＰが１個毎にエア給送されるように構成されている。

【0025】

また、前記チャック本体１２には図３ないし図５に示すように一対のチャック爪１７，１７がそれぞれ取付けボルト１８を中心に開閉自在に配置されており、当該チャック爪１７，１７はそれぞればね〈図示せず〉により常時対向するように付勢され、ボックスビット２３の移動路を塞ぐように位置している。前記チャック爪１７には、対向する他方のチャック爪１７とともに、内部にボルトＰの頭部を案内するテーパ穴１７ａと、当該テーパ穴１７ａに連通しかつボルトＰの脚部を案内するボルト通過穴１７ｂとが形成されている。これにより、部品供給装置からボルト供給管１３を通過して給送されるボルトＰが対向するチャック爪１７，１７により保持可能となっている。

【0026】

前記チャック爪１７，１７それぞれには、先端から離れた後端側の位置で側方に突出する拡開用突起１９〈図５では、下方に突出している）が設けられており、当該拡開用突起１９は後記開閉ドグ２２の移動路に位置して後端に向かって延びるドグ当接面１９ａを有している。これら対向するドグ当接面１９ａ，１９ａによりドグ案内凹部１９ｂが形成されており、当該ドグ案内凹部１９ｂには後記三角突部２２ａが位置し、当該三角突部２２ａの復動時に直ちに拡開用突起１９，１９およびチャック爪１７，１７を押し開くように構成されている（図４参照）。

【0027】

前記チャック本体１２には、図５に示すように対向して位置するチャック爪１７，１７の側方で、これと平行に延びる往復駆動源の一例のデュアルロッドシリンダ２０（以下、シリンダという）が固定されており、そのロッド２０ａには２枚の取付板２１，２１を介して開閉ドグ２２が固定されている。この開閉ドグ２２は、その後端側に前記拡開用突起１９のドグ案内凹部１９ｂ内に位置する三角突部２２ａを有し（図４参照）、シリンダ２０のロッド２０ａの復動により当該三角突部２２ａが前記拡開用突起１９のドグ当接面１９ａに当接するように構成されている。これにより、拡開用突起１９とともにチャック爪１７を拡開する構成が得られる。なお、前記拡開用突起１９は、チャック爪１７と一体に設けられているが、これを別体としてもよい。

【0028】

前記シリンダ２０は、ボックスビット２３がボルトＰを吸着する位置に達するまでそのロッド２０ａを往動させて最前進位置に停止させるように構成されている。また、このシリンダ２０はボックスビット２３がボルトＰを吸着する位置に達すると、ロッド２０ａを復動させて最後退位置で停止させるように構成されている。当該構成により、閉止状態の拡開用突起１９およびチャック爪１７はボックスビット２３がボルトＰを吸着する位置に達すると、開閉ドグ２２により押し開かれる。これにより、対向するチャック爪１７，１７により形成されるボルト通過穴１７ｂが拡開され、ボックスビット２３がチャック爪１７に接触せずに往復移動可能となる。

【0029】

次に、本発明の要部であるボックスビット２３について説明する。このボックスビット２３は、図１および図５に示すようにビット本体２４を備えており、当該ビット本体２４には先端にボルトＰの頭部に嵌合可能な駆動穴２４ａと後端に連結軸９に螺合するおねじ部２４ｂとが設けられている。また、このビット本体２４は駆動穴２４ａに連通しかつ軸線方向に延びる段付き収納穴２４ｃを有し、当該段付き収納穴２４ｃには膨径部２５ａを有する吸着軸２５が摺動可能にかつその一部をビット本体２４の後端から突出させて収納されている。

【0030】

前記吸着軸２５の膨径部２５ａの先端には、円柱状の小径突起２５ｂが形成されており、ボルトＰの頭部の端面に形成されている円形凹部ｐ１内に挿入可能に構成されている。また、この小径突起２５ｂの端面は後記ダブルナット２６の取付け位置の調整によりビット本体２４の端面と同一面上に位置している。これにより、ボルトＰが吸着される際にはこの小径突起２５ｂの一部がボルトＰの頭部端面の円形凹部ｐ１内に入り込むので、当該ボルトＰはその頭部の周囲を駆動穴２４ａの入り口に軽く接触させながら、最も安定して保持される。さらに、前記小径突起２５ｂは膨径部２５ａに設けられることからその端面も十分に広く、ボルトＰの頭部の吸着面を十分に広くできるばかりか、より大きな開口を持つ後記拡開穴２５ｃを設けることができ、小径でありながらもボルトＰの吸着力を向上させる構成となっている。

【0031】

前記吸着軸２５には、膨径部２５ａの端面すなわち小径突起２５ｂに面する拡開穴２５ｃと、これに連通しかつ軸線方向に延びる貫通穴２５ｄとが設けられている。これら拡開穴２５ｃおよび貫通穴２５ｄは、前記連結軸９のナット収納穴９ｂおよび軸穴９ｃ、伝達軸７の連結軸用めねじ穴７ａ、袋穴７ｂおよび連通穴７ｃ、軸受台６の環状凹部６ａに連通し、前述のエア吸引装置に接続されるエア吸引路が形成されている（図６参照）。なお、前記吸着軸２５の小径突起２５ｂはボルトＰが頭部端面を平面とする六角ボルト（図示せず）に変更される時には、小径ながらも十分な吸着面を有することから、その端面をビット本体２４の端面から突出させて位置させてもよい。また、この時には当該小径突起２５ｂを設ける必要はなく、膨径部２５ａの端面をビット本体２４の端面から突出させておけばよく、この場合には膨径部２５ａが持つ吸着面および拡開穴２５ｃはさらに広くなる。

【0032】

前記吸着軸２５の後端の突出部には、固定手段の一例のダブルナット２６（以下、ナットという）が螺合しており、当該ナット２６の取付け位置により吸着軸２５の膨径部２５ａの端面がボルトＰの頭部端面の形状に応じて位置調整されている。例えば、本実施形態のボルトＰのように頭部の端面に円形凹部ｐ１が形成されている時には、膨径部２５ａの端面、すなわち小径突起２５ｂの端面はビット本体２４の端面と同一平面上に位置する。また、前記ボルトＰが頭部端面を平面とする六角ボルトに変更される時には、膨径部２５ａの端面すなわち小径突起２５ｂの端面をビット本体２４の端面からわずかに突出するように位置させ、ボルトＰの吸着に支障のないよう構成される。なお、前記小径突起２５ｂは、円柱状でなくてもよく、図示はしないが、角柱状、その他の柱状であってもよい。また、前記小径突起２５ｂの端面はボルトＰの端面形状が球面状の時には、これに対応する凹面状であってもよい。

【0033】

前記ナット２６は、ビット本体２４に当接するようにクッションばね２７により付勢される構成を備えていればよい。本実施形態においては、ビット本体２４の段付き収納穴２４ｃにばね収納穴２４ｄが設けられ、このばね収納穴２４ｄにクッションばね２７が収納されている。これにより、当該クッションばね２７が吸着軸２５の膨径部２５ａを付勢して、ナット２６をビット本体２４に当接させている。この場合、複数部品でなるボックスビット２３は、ユニット化されることとなり、当該ボックスビット２３の交換作業が簡単となる。また、図示はしないが、連結軸９に設けられるナット収納穴９ｂを軸線方向に延長して、このナット収納穴９ｂに前述のクッションばね２７を収納し、ナット２６をビット本体２４に付勢する構成であってもよい。この場合には、クッションばね２７を除いて複数部品のユニット化が図れ、ボックスビット２３の交換作業が簡単となる。また、いずれの場合もボックスビット２３が複数部品で構成されているにも拘わらず、その部品管理はボックスビット２３の１種類、またはボックスビット２３とクッションばね２７との２種類でよく、部品管理が簡単となる。

【0034】

上記自動部品締結機において、図７に示すように部品供給装置からボルトＰが供給ホース１６、ボルト供給管１３を経由して対向するチャック爪１７，１７で形成されるテーパ穴１７ａおよびボルト通過穴１７ｂまでエア給送される。その後、リニアスライド２の移動台２ａが往動し、これと一体にモータ５、その駆動軸と一体に回転する伝達軸７および連結軸９並びにボックスビット２３が往動する（図２参照）。このボックスビット２３がその移動路に位置するボルト供給管１３を押し除けながら往動して、対向するチャック爪１７，１７に保持されたボルトＰの吸着位置に達する。この時、リニアスライド２の移動台２ａが一旦停止するので、ボックスビット２３も停止する。この間に、エア吸引装置が作動し、図８に示すようにボックスビット２３のビット本体２４に保持された吸着軸２５の端面、すなわち膨径部２５ａに設けられた小径突起２５ｂの端面付近の空気が吸引され、小径突起２５ｂの端面にボルトＰが吸着される。この時、小径突起２５ｂは吸着軸２５の膨径部２５ａに設けられていることから、吸着面が広く、また当該小径突起２５ｂの端面に設けられる拡開穴２５ｃも大きな開口を持つことができる。これにより、ボルトＰの種類、すなわち頭部端面に円形凹部ｐ１が設けられているか否かに拘わらず、ボルトＰの吸着力が格段に向上することとなり、小径突起２５ｂはその端面でボルトＰをしっかりと吸着することができる。

【0035】

また、前記小径突起２５ｂがボルトＰを吸着する際には、図９に示すようにボルトＰの端面の円形凹部ｐ１に入り込み、ボルトＰの頭部の周囲がビット本体２４の端面、すなわち駆動穴２４ａの入り口に軽く接触することができ、ボルトＰを最も安定してビット本体２４の小径突起２５ｂの先端、すなわちボックスビット２３の先端に保持することができる。

【0036】

前記リニアスライド２の移動台２ａが一旦停止する間に（図２参照）、図９および図１０に示すようにシリンダ２０のロッド２０ａが最前進位置から復動して開閉ドグ２２がチャック爪１７の側面に沿って移動する。この時、開閉ドグ２２の三角突部２２ａが両チャック爪１７，１７の拡開用突起１９のドグ当接面１９ａに当接し、拡開用突起１９，１９およびチャック爪１７，１７を押し開く。前記シリンダ２０のロッド２０ａが最後退位置に達すると、開閉ドグ２２が拡開用突起１９，１９およびチャック爪１７，１７を最大限押し開き、対向するチャック爪１７，１７により形成されるボルト通過穴１７ｂが拡開される。

【0037】

前記シリンダ２０のロッド２０ａが最後退位置に達すると同時に、リニアスライダ２の移動台２ａが往動を再開するとともにモータ５が駆動されてボックスビット２３が回転する（図２参照）。この時、ボックスビット２３はその先端にボルトＰを吸着した状態でチャック爪１７，１７間を通過するが、ボックスビット２３およびボルトＰはチャック爪１７，１７と接触することはない。そのため、ボックスビット２３の先端のボルトＰはチャック爪１７，１７から脱落する方向の力を受けることがなく、ボックスビット２３の回転にともなって遠心力の影響を受けても安定してボックスビット２３と一体に回転することができる。

【0038】

これにより、図１１（ａ）に示すようにボックスビット２３の先端のボルトＰは被締結部材２８の下穴２８ａを通って所定締付位置に達し、その先端がねじ穴２９ａを有する相手部材２９に当接する。この時、ビット本体２４に形成された駆動穴２４ａの姿勢が回転するので、ボルトＰの頭部の姿勢と一致し、ボルトＰが駆動穴２４ａに嵌合する。この間、ボックスビット２３は移動台２ａとともに往動しているので、図１１（ｂ）に示すようにボルトＰの頭部が駆動穴２４ａとの嵌合を深めながら、吸着軸２５の膨径部２５ａを段付き収納穴２４ｃ内に後退させる。そのため、ボルトＰの頭部は駆動穴２４ａにしっかりと嵌合し、ボックスビット２３はその回転にともなって、ボルトＰを相手部材２９のねじ穴２９ａに締結することができる。このボルト締結の間、移動台２ａとボックスビット２３との移動量が相違するが、ボックスビット２３と一体に移動する伝達軸７が軸方向に相対移動するので、支障なくボルト締結作業を行うことができる。

【0039】

このボルト締結作業が完了すると、移動台２ａが復動するとともにエア吸引装置が停止する（図２参照）。また、移動台２ａが復動してボックスビット２３がチャック本体１２の待機穴１２ｂに達すると、シリンダ２０が往動して、開閉ドグ２２が往動する（図５参照）。これにより、開閉ドグ２２が拡開用突起１９から離れて、当該拡開用突起１９，１９およびチャック爪１７，１７が閉止状態に復帰し、次回のボルト供給に備えることができる。

【0040】

以上説明したように、本発明はボルトＰに対応する駆動穴２４ａが先端に形成されるビット本体２４を備えるボックスビット２３と、前記ビット本体２４が連結されかつ軸線方向に延びる軸穴９ｃを有する連結軸９と、当該連結軸９を回転させるモータ５と、前記連結軸９の軸穴９ｃに連通するように配置されるエア吸引装置とを備えた自動部品締結機であって、前記ビット本体２４は駆動穴２４ａに連通しかつ軸線方向に貫通して延びる段付き収納穴２４ｃを有し、当該段付き収納穴２４ｃには膨径部２５ａを有する吸着軸２５が摺動可能にかつその一部をビット本体２４の後端から突出させて収納され、当該吸着軸２５は膨径部２５ａの端面に面する拡開穴２５ｃと当該拡開穴２５ｃに連通しかつ軸線方向に延びる貫通穴２５ｄとを有し、しかもこの吸着軸２５の突出部にはナット２６が螺合しており、当該ナット２６はビット本体２４に当接するように付勢されてなることを特徴としている。

【0041】

本発明は、上記構成により、吸着軸２５の膨径部２５ａでボルトＰの頭部を吸着できるので、ボルトＰの頭部の吸着面を広くすることができるばかりか、より大きな開口を持つ拡開穴２５ｃを設けることができ、ボルトＰの吸着力を向上させることができる。また、吸着軸２５の突出部にはナット２６が螺合しており、当該ナット２６の取付け位置により吸着軸２５の膨径部２５ａの端面の位置を調整できる。これにより、ボルトＰの頭部の端面形状に応じて膨径部２５ａの端面をビット本体２４の端面から任意の位置に位置調整でき、ボルトＰをビット本体２４の駆動穴２４ａに嵌合させずに、最適な位置で吸着することができる。

【0042】

本発明に係る吸着軸２５の膨径部２５ａは、吸着軸２５の後端のナット２６によりボックスビット２３の端面からわずかに突出する位置に位置調整されてもよい。この場合、ボルトＰの頭部端面が平面であって、ビット本体２４の駆動穴２４ａに嵌合しない姿勢のボルトＰをしっかりと吸着することができる。

【0043】

また、本発明に係る吸着軸２５はビット本体２４の段付き収納穴２４ｃ内に配置されるクッションばね２７により付勢される構成であってもよい。この構成によれば、吸着軸２５を含み複数部品で構成されるボックスビット２３のユニット化が図れ、ボックスビット２３の交換作業を簡単にすることができる。

【0044】

さらに、本発明に係る吸着軸２５は膨径部２５ａの先端にボルトＰの頭部端面側の円形凹部ｐ１に対応する形状の小径突部２５ｂを有する構成であってもよい。この構成によれば、小径突起２５ｂは小径ではあるが、膨径部２５ａに形成されているため、十分に広い吸着面を有している。そのため、当該小径突起２５ｂは頭部端面が平面であるボルトであっても、これをしっかりと吸着でき、頭部端面に円形凹部ｐ１を持つボルトＰはもちろんのこと、頭部端面が平面であるボルトにも対応することができる。

【0045】

本発明に係る吸着軸２５は膨径部２５ａの先端にボルトＰの頭部端面側の円形凹部ｐ１に対応する形状の小径突部２５ｂを有し、当該小径突部２５ｂは吸着軸２５の後端のナット２６によりボックスビット２３の端面とほぼ同一面上に位置するように位置調整されてもよい。この構成によれば、当該小径突部２５ｂの一部がボルトＰの頭部の端面に形成されている円形凹部ｐ１内に入り込むので、ボルトＰの頭部を駆動穴２４ａの入り口に軽く接触させて吸着でき、ボルトＰを最も安定して保持することができる。

【0046】

本発明に係るボックスビット２３の移動路上には、ボルトＰを保持する開閉自在な一対のチャック爪１７，１７が配置され、それぞれのチャック爪１７はその側方に突出する拡開用突起１９を有し、当該拡開用突起１９は後端に向かって延びるドグ当接面１９ａを有し、しかもこれら拡開用突起１９，１９の側方でかつ当該ドグ当接面１９ａ，１９ａに当接する位置には開閉ドグ２２が往復移動可能に配置され、当該開閉ドグ２２はボックスビット２３がボルトＰの吸着位置に達すると拡開用突起１９，１９およびチャック爪１７，１７を押し開く構成であってもよい。この構成によれば、ボックスビット２３の先端にボルトＰが吸着されると、開閉ドグ２２が拡開用突起１９，１９を押し開く。同時に、ボルトＰを保持するチャック爪１７，１７が押し開かれ、ボルトＰから離脱する。この状態で、ボックスビット２３が所定締付位置に向かってチャック爪１７，１７間を前進するが、その先端のボルトＰにチャック爪１７，１７が当接することがない。そのため、チャック爪１７，１７からボルトＰを脱落させる方向の力が加わることはなく、ボックスビット２３に吸着されるボルトＰを所定締付位置に支障なく締結することができる。

【0047】

なお、本発明の実施形態に係る自動部品締結機は多角頭ボルトの一例のアプセットボルトＰを締結する構造について説明されているが、薄頭の六角頭部を持つねじ、頭部端面が平面の六角頭部付きねじ・ボルト、三角・四角・五角形の頭部を持つ特殊頭ボルトの他、六角頭部を持つ締付キャップなど（いずれも図示せず）の締結に用いられる締結機であってもよく、また吸着平面を持つ非円形頭部を備えるボルト・締付キャップにも適用できる。また、本発明の実施形態に係る自動部品締結機は水平方向の締付作業用について説明されているが、垂直方向の締付作業用として適用可能である。この場合、エア給送されるボルトＰに対応する構成であってもよいが、部品供給位置を別に設けて、その位置でボルトＰの上方からこれを吸着する構成であってもよい。さらに、本発明の各部の具体的な構成は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

【符号の説明】

【0048】

１…自動部品締結機、
９…連結軸、
９ｃ…軸穴、
２３…ボックスビット、
２４…ビット本体、
２４ａ…駆動穴、
２４ｃ…段付き収納穴、
２５…吸着軸、
２５ａ…膨径部、
２５ｃ…拡開穴、
２５ｄ…貫通穴、
２６…ダブルナット、
Ｐ…アプセットボルト、

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】