JP2001121440A - ねじピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ねじのピックアップ及びねじ頭の係合を可能に
するためのトルク・ドライバを使用する装置を提供す
る。 【解決手段】本発明の装置は、この装置から長手方向に
突出すること及びこの装置の中に引っ込むことができる
スリーブを含む。更に、この装置はねじ頭をグリップす
るためのグリッパを含み、グリッパはスリーブによって
作動可能であり、そのグリッパの拡がり動作及び狭まり
動作がスリーブの突出及び引っ込みに従属して生じる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、概して云えば、ね
じのピックアップ及びねじ締めに関するものである。詳
しく云えば、本発明は、ねじピックアップ・ツール又は
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】製造業界では、製造中の製品における種
々の部品がねじによって保持又は固定されることがよく
ある。固定されるべき部品は、一般的には、ねじを受け
るためのねじ山を持った対応する穴を有し、ねじもそれ
に対応するねじ山を有する。ねじはこれらのねじ穴に挿
入され、しかる後、ねじ係合される。ねじが締められる
時、部品はこれらのねじによって一体的に保持される。

【０００３】ねじを使用して物体を固定する時、数多く
の問題が生じ得る。例えば、ねじがねじ穴に垂直に挿入
されない場合、そのねじが締められる時、ねじ穴又はね
じの一方又は両方におけるねじ山が損傷を受けることが
ある。これは、クロス・スレッディング（cross-thread
ing）として知られている過程で、ねじにおけるねじ山
がねじ穴におけるねじ山を傷つけ、又はその逆が起こっ
て損傷を生じさせるためである。

【０００４】ねじを使用して物体を固定する時に生じ得
る問題の別の例はねじのピックアップに関係するもので
ある。ねじは、操作者により手を使って又は操作者がね
じを締めるために使うツールを使用することによってピ
ックアップされるであろう。ねじをピックアップするた
めの一般的なツールとして、磁気的な手段又は吸引手段
が使用可能である。吸引手段を使用する一般的なツール
に関連して生じ得る１つの問題は、ねじのサイズ又は重
量に関するものである。ねじはタイプ及びサイズが多様
である。しかし、そのような一般的なツールは、操作者
が大きい及び重いねじをピックアップすることを十分に
可能にするとは限らない。これは、吸引手段が、一般的
なツールの場合、真空に依存し、一方、その真空は一般
的なツールに取り付けられた空気排出装置によって生じ
るためである。空気排出装置が十分に強力なものでない
場合、それによって生じた真空は、操作者が大きい及び
重いねじをピックアップすることを可能にしないかも知
れない。

【０００５】一方、一般的なツールが大きい及び重いね
じをピックアップすることを可能にするように空気排出
装置が大きなパワーを備えている場合、ねじの解放又は
落下操作が制御困難である時、その影響は望ましいもの
ではない。別の方法として、空気排出装置における故障
又は不調のために突然の真空喪失が生じた場合、ピック
アップされつつあるねじはその一般的なツールによって
落下させられるかも知れない。従って、最も小さいねじ
でも、この状況においてはピックアップされ得ないであ
ろう。

【０００６】磁石を利用するか又は磁界を応用する一般
的なねじピックアップ・ツールに関して、重要な付随的
問題点は、非オーステナイト金属におけるそのような一
般的なツールの効果の制限である。オーステナイト金
属、即ち、主としてステンレス鋼から形成された金属は
磁石又は磁界によって影響されない。従って、磁性手段
を使用する一般的なツールは、オーステナイトのねじを
ピックアップすることができない。或る製造業界では、
留め金具としてステンレス鋼のねじを使用することが重
要視される。従って、そのような製造業界では、そのよ
うな一般的なツールは、ねじピックアップ・ツールとし
て非効率的なものになる。磁気的な手段は非オーステナ
イトのねじに関して安定した保持を行うものではないの
で、非オーステナイトのねじにおける場合でさえ、その
ような一般的なツールは、ねじピックアップ・ツールと
しては依然として非効率的なものである。

【０００７】手操作のねじピックアップ及びねじ締め操
作では、一般に、操作者は手でねじをピックアップし、
しかる後、ねじ回しツールと係合させるように手探りで
ねじ頭の向きを設定する。その後、操作者は、ねじ回し
ツールを使用して、視覚的に位置決めされたねじ穴にそ
のねじを押し込む。操作者の器用さ、敏捷さ、及び同様
の厳しい属性が影響する明らかな理由のために、手操作
のねじピックアップ及びねじ締め操作はクロス・スレッ
ディングのような問題を非常に受け易くなる。前述の一
般的なピックアップ・ツールを使用する場合でさえ、こ
れらの一般的なピックアップ・ツールが固有の欠点を持
っているため、依然として多様な問題点が存在する。

【０００８】独特の或いは特別の製造状態では、ねじ締
め操作に対して厳しい要件が存在する。例えば、コンピ
ュータのハード・ディスクを製造する場合、少ない微粒
子数という厳しい要件が存在する。これはコンピュータ
のハードディスクが外部からの微粒子に対して極めてセ
ンシティブであるためである。これらの微粒子はコンピ
ュータのハード・ディスクに対して損傷を生じさせるこ
とがあり、従って、製造プロセスにおける歩留まりに影
響を与える。そのようなコンピュータ製品は、読取り／
書込みヘッドの微小移動のような高精度の操作を伴う。
従って、視覚的には検出不可能な小さい粒子でさえ、コ
ンピュータのハード・ディスクにおいて故障を生じさせ
ることがある。従って、多くのコンピュータのハード・
ディスクが、ひどい外部微粒子汚染のために、製造フロ
アにおいて拒絶されることがある。この厳しい要件のた
めに、コンピュータのハード・ディスクの製造における
ねじ締めプロセスは、外部からの微粒子の総数が一定の
業界標準を越えるというような更なる影響を与えること
はあり得ない。

【０００９】重要であると考えられることが多いもう１
つの厳しい要件は、コンピュータのハード・ディスクに
おける読取り／書込みヘッドに関するものである。コン
ピュータのハード・ディスクの製造において製品を形成
するために使用される部品を固定するためには数多くの
ねじが使用されるので、必然的に、ねじピックアップ・
ツールがハード・ディスクの読取り／書込みヘッドに極
めて接近させられることが時々ある。読取り／書込みヘ
ッドのアクチュエータ・アームにおけるスライダ・ヘッ
ドは特に磁界にセンシティブである。従って、ねじをピ
ックアップするために磁石を使用するか又は磁界を応用
する一般的なねじピックアップ・ツールは、そのような
状況においては使用するに適さない。

【００１０】コンピュータのハード・ディスクの製造業
界における厳しい要件から見て、吸引手段及び磁気手段
を伴う一般的なツールは使用に適さないことが多い。例
えば、信頼性の低い吸引手段に依存したツールは、真空
の瞬間的な喪失のためにねじを意図的でなく離したり或
いは落としてしまうことがある。真空の喪失がある場
合、不十分なパワーのために、空気排出装置は、ねじを
適正に保持するに十分な強い真空強度を生じないことが
ある。これは、ねじをねじ穴への挿入のために垂直方向
に整列させ得ないという結果を生じるであろう。従っ
て、クロス・スレッディングが生じることがあり、これ
は外部からの微粒子をコンピュータのハード・ディスク
に導くことがある。一方、磁気手段を使用する一般的な
ツールは、固有の磁気的な特性のために全く使用され得
ないことがある。

【００１１】以上から、明らかに、これらの問題のうち
の少なくとも１つを処理又は改善するツール又は装置に
対する要求が存在する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の局面に
よれば、本発明の目的は、ねじのピックアップ及びねじ
頭の係合を可能にするためにトルク・ドライバを使用す
るための装置を提供することである。

【００１３】本発明の第２の局面によれば、本発明のも
う１つの目的は、スリーブ及びグリッパを含む装置を使
用してねじをピックアップする及びねじ頭と係合するた
めの方法を提供することである。

【００１４】本発明の第３の局面によれば、本発明のも
う１つの目的は、ねじをピックアップし、ねじ頭と係合
するためのトルク・ドライバに連結し得るツールを提供
することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】第１の局面における装置
は、その装置から長手方向に突出する及びその装置の中
に引っ込むことができるスリーブを有する。更に、その
装置はねじ頭をグリップするためのグリッパを有し、そ
のグリッパは、グリッパの開閉、即ち、拡がり及び狭ま
りがスリーブの突出及び引っ込みに依存するようにスリ
ーブによって作動可能である。

【００１６】第２の局面における方法は、スリーブを装
置から突出させるステップ及び装置の中に引っ込ませる
ステップを含む。又、その方法は、グリッパの開閉がス
リーブの突出及び引っ込みに従うようにスリーブでもっ
てグリッパを作動させることによってねじ頭をグリップ
するステップを含む。

【００１７】第３の局面におけるツールは、ねじ頭をグ
リップするための手段を含む。又、そのツールはねじ頭
と係合するための手段及びトルク・ドライバから係合手
段までトルクを伝達し、係合手段を長手方向にツールか
ら突出させる及び係合手段をツールの中に引っ込ませる
ための手段を含む。

【００１８】

【発明の実施の形態】前述の要求に対処するために、種
々なタイプ及びサイズのねじを適切にピックアップし、
ねじをセンタリングし、ねじ穴に関して垂直となるよう
にねじをツールと同軸的に整列させ、しかも全く磁気特
性を帯びないというツール又は装置が提供される。

【００１９】ねじのピックアップ及びねじ締め操作を行
うためのツール又は装置、方法、及び製造システムが開
示される。更に詳しく云えば、ねじ頭と係合してそれを
グリップするねじピックアップ装置であって、ねじを固
定する目的でその装置と同軸的に整列するようにねじ頭
をセンタリングして垂直にするねじピックアップ装置が
開示される。いくつかの実施例に関する以下の説明で
は、これらの実施例のより十分な説明を行うために数多
くの詳細事項が示される。しかし、本願における開示か
ら、それらの特定の詳細事項がなくても本発明が実施可
能であることは当業者には明らかであろう。別の例で
は、本発明を不明瞭にしないために、周知の詳細事項を
詳しくは開示していない。

【００２０】本発明の実施例の利点は多様である。１つ
の利点は、少なくとも１つの実施例がねじ頭における窪
みと係合するための自動係合ビットを提供することであ
る。もう１つの利点は、少なくとも１つの実施例が、ね
じの軸心を見つけるための自動センタリング・グリッパ
を提供することである。更なる利点は、少なくとも１つ
の実施例が、ピックアップされるねじの高さを参照する
ための基準面を提供することである。更にもう１つの利
点は、少なくとも１つの実施例が、ピックアップされる
ねじをその実施例と同軸的に整列させるための自動整列
表面を提供することである。更にもう１つの利点は、少
なくとも１つの実施例が、磁界を使用することなくねじ
ピックアップ及びねじ締め操作を行うことである。

【００２１】従って、上記の有利な特徴の少なくとも１
つ又はそれらの組み合わせを提供することによって、本
発明の実施例は、ねじ固定操作において直面する多様な
問題点の少なくとも１つ又はそれらの組み合わせに対す
る解決方法であって、一般的なねじピックアップ・ツー
ルを使用することによる解決方法を提供することができ
る。更に詳しく云えば、そのような実施例は、手操作の
ねじピックアップ及びねじ締め操作を遂行する操作者に
クロス・スレッディングという問題に対する解決方法を
提供することができる。コンピュータのハード・ディス
ク製造業界における外部微粒子の汚染をその実施例の使
用によって最小にすることもできる。

【００２２】更に、ねじの高さ参照の特徴を備えること
によって、実施例は、自動化されたねじピックアップ及
びねじ締め操作において使用するように容易に適応する
ことができる。更に、ねじピックアップ及びねじ締め操
作に対して磁界が使用されないので、実施例はコンピュ
ータのハード・ディスクの製造業界における実施に適し
ている。

【００２３】図１乃至図４は、本発明の望ましい実施例
に従ってねじピックアップ及びねじ締め操作を遂行する
ための装置の断面図を示す。それらの断面図では、ねじ
ピックアップ及びねじ締め操作のための装置（以下で
は、全体的に１００として識別される）は、ねじ１０８
に近接する又は接触する先端部を持つものとして示され
る。又、装置１００の断面図は、ビット１０２、スリー
ブ１０４、及びグリッパ１０６が図示のように設けられ
る。ねじフィーダ１１８もそれらの断面図に示される。

【００２４】ハウジング１１０は、ビット１０２、スリ
ーブ１０４、及びグリッパ１０６を内包する。スリーブ
１０４、望ましくは、同軸円筒状の内部空洞を持ったシ
リンダがビット１０２、望ましくは、ねじ１０８を駆動
するための整形された先端部を有する硬質の軸を内包す
る。グリッパ１０６は、望ましくは、指状部を持った顎
状のグリップ部分であり、ハウジング１１０は、望まし
くは、円筒形状をしている。ビット１０２、スリーブ１
０４、グリッパ１０６、及びハウジング１１０は、望ま
しくは、同期的に回転する。

【００２５】ハウジング１１０の内部には、スリーブ１
０４がスリーブ・ハウジング５２０によって内包される
ことが望ましい。スリーブ・ハウジング５２０は、スリ
ーブ１０４及びハウジング１１０の間の介在物として働
き、スリーブ１０４に対する保護を与える。スリーブ・
ハウジング５２０はスリーブ１０４に追従して回転する
が、スリーブ１０４の長手方向の移動には追従しない。
ハウジング１１０は、望ましくは、一般的な固定手段を
使用してスリーブ・ハウジング５２０に固定される。

【００２６】ハウジング１１０及びスリーブ・ハウジン
グ５２０という装置１００におけるコンポーネントは、
ビット１０２及びスリーブ１０４がそこから突出し及び
その中に引っ込むようになっている。突出した又は引っ
込んだスリーブ１０４及びハウジング１１０は、スリー
ブ・ハウジング５２０からねじ１０８の向きに長手方向
に突出する。グリッパ１０６は、ハウジング１１０及び
スリーブ・ハウジング１１０の端部の間に配置される。
そこでは、グリッパ１０６の上面がスリーブ・ハウジン
グ５２０の端部に隣接し、グリッパ１０６の下面がハウ
ジング１１０の端部と同一面上に揃っている。

【００２７】ねじピックアップ及びねじ締め操作では、
ねじ１０８がそのねじ１０８のピックアップを容易にす
る態様で供給されるのが一般的である。ねじ１０８はね
じ頭１１２及びねじ山を切られた本体１１４を有する。
いくつかのタイプのねじ頭が存在し、図示のねじ頭１１
２は、一般には、かなり厚い平らな円盤に類似している
「チーズヘッド（cheese head）」として知られてい
る。一般に、ねじ頭１１２の頂部には窪み１１６があ
る。ねじ１０８をねじ穴に入れるためには、ビット１０
２又は他の同様のねじ駆動ツールの整形された先端部を
介して窪み１１６にトルクが供給される。いくつかのタ
イプ及び形状の窪みが存在し、それらの１つは真っ直ぐ
な溝の窪みであってもよく、もう１つのタイプは十字状
の窪みであってもよい。更なる例は、「トークス・プラ
ス（torx-plus）」窪みとしても一般に知られている星
形の窪みである。

【００２８】ねじピックアップ及びねじ締め操作のため
のねじ１０８を、装置１００がねじ１０８を容易にピッ
クアップするような態様で与えるために、フィーダ１１
８が設けられる。フィーダ１１８は、ねじ１０８のねじ
山を切られた本体１１４が配置された空洞部を含む。更
に、フィーダ１１８は、ねじ頭１１２の底部が載り上面
が開放したリップ部を含む。フィーダ１１８の開放リッ
プ部は、一般には、ねじ頭１１２の外周よりも小さい。
これは、ねじ頭１１２の外周部がねじピックアップ操作
を容易にするためにフィーダ１１８から横方向に突出す
ることを可能にする。

【００２９】図１は、装置１００、ねじ１０８、及びフ
ィーダ１１８の相対的位置を示す。説明を容易にするた
めに、フィーダ１１８が１つの基準と見なされる。従っ
て、矢印を使用する後述の如何なる動き又は方向もフィ
ーダ１１８に関連して設定される。又、ビット１０２及
びねじ１０８の長手方向軸と一致する基準軸１２０から
も基準が取られる。基準軸１２０は、スリーブ１０４及
びハウジング１１０の長手方向軸とも一致する。

【００３０】図１には、スリーブ１０４が下降させら
れ、ビット１０２が上昇させられ、装置１００がねじ頭
１１２から離され、そしてグリッパ１０６が狭められて
いる状態が示される。装置１００は、この場合、「係合
前」状態にある。

【００３１】図１における断面図に示されるように、基
準軸１２０の両側における狭められたグリッパ１０６の
部分は面取りされた表面を有する。これらの面取りされ
た表面はグリッパ１０６の上側表面に連続しており、ね
じ頭１１２の頂部表面から離れて斜めに配置されてい
る。その面取りされた表面は、グリッパ１０６の狭めら
れた位置を決定するための「停止」表面を形成するよう
に平らになっている。停止表面は、内向きに且つ基準軸
１２０に向かって面しており、又、基準軸１２０と平行
でもある。グリッパ１０６は、ビット１０２及びスリー
ブ１０４を、望ましくは、ビット１０２の整形された先
端部及びスリーブ１０４の先端部付近を取り囲む。グリ
ッパ１０６における面取りされた表面は下降したスリー
ブ１０４における対応の面取りされた表面に近接し且つ
平行している。従って、これらの面取りされた表面はね
じ頭１１２の頂部表面に対して斜めに配置されている。
スリーブ１０４における面取りされた表面から環状のリ
ップ１２４（図３参照）が延びており、スリーブ１０４
のリップを形成する。

【００３２】基準軸１２０の両側におけるハウジング１
１０の一部分とグリッパの一部分の間にはスプリング１
２２が設けられる。各スプリング１２２の少なくとも一
部分はグリッパ１０６内に形成されたノッチ又は溝に収
容されている。この部分と反対側の各スプリングの端部
はハウジング１１０の内壁に固定される。常時は伸張し
ている各スプリング１２２は図２に示されるように圧縮
可能である。従って、各圧縮されたスプリング１２２
は、グリッパ１０６の対応する部分を基準軸１２０に向
けて偏倚する力を供給する。しかし、グリッパ１０６の
対応する停止表面と隣接したスリーブ１０４の環状リッ
プ１２４によって与えられる力がこの力に対抗する。従
って、スリーブ１０４の環状リップ１２４は、スプリン
グ１２２によって基準軸１２０に向けて偏倚されたグリ
ッパ１０６の部分を一時停止状態に保持する。従って、
グリッパ１０６は狭められた位置に維持される。

【００３３】ビット１０２は（基準軸１２０がそれを通
って延びている状態が示されている）、ねじ１０８をね
じ穴に締め付けるためにねじ頭１１２を駆動するトルク
を伝達する。そのトルクは基準軸１２０の周りに供給さ
れ、先ず、ツール・アダプタ・ユニット（図示されてな
い）を通してビット１０２に伝達される。しかる後、そ
のトルクは、ビット１０２の先端部を通してねじ頭１１
２における窪み１１６に供給される。ツール・アダプタ
・ユニットに関しては、図８及び図９に関連して更に詳
しく説明する。

【００３４】図２は、図１に示された構成から下降した
装置１００及び突出したビット１０２の状態を示す。装
置１００はねじ頭１１２と係合するための「係合」状態
にある。先ず、ビット１０２を突出させることによっ
て、装置１００はビット１０２の整形された先端部を窪
み１１６に嵌合させようとする。ビット１０２がねじ頭
１１２と接触した時、トルクが装置１００に供給され、
ビット１０２を窪み１１６に嵌合させる最初の試みが失
敗した場合でも窪み１１６を見つけてビット１０２と窪
み１１６との間の適当な嵌合を確実なものにするために
ビット１０２を、望ましくは、１回転させる。ビット１
０２の整形された先端部と窪み１１６との間の十分な嵌
合が生じた時、装置１００は更にねじ頭１１２に向かっ
て下降させられる。グリッパ１０６がねじ頭１１２の先
端部を包み込むことを可能にするために、スリーブ１０
４が、望ましくは、ビット１０２の突出に遅れて突出す
る。スリーブ１０４が突出する時、スリーブ１０４にお
ける面取りされた表面がグリッパ１０６における面取り
された表面と接触する。これらの表面が接触する時、突
出したスリーブ１０４の下方への力は外向きの力に変換
され、それによってグリッパ１０６を外向きに押す。そ
の結果、スプリング１２２は更に圧縮され、グリッパ１
０６は拡がる、即ち、開く。

【００３５】装置１００がねじ頭１１２に向かって更に
下降し、図３における「グリップ」状態になる時、ビッ
ト１０２はそれに対応して上昇させられる、即ち、図２
に示された配列状態から装置１００の中に引っ込められ
る。これの効果は、ビット１０２が図２における装置１
００からそれ以上突出しないことである。ビット１０２
を内包するスリーブ１０４も同時に上昇させられる、即
ち、装置１００の中に引っ込められる。ビット１０２
は、そのビット１０２の整形された先端部が窪み１１６
と動的に平衡した状態になるように装置１００の中に引
っ込められる。これは、装置１００がねじ頭１１２上に
下降した時、不必要な更なる力が窪み１１６に、従っ
て、ねじ頭１１２に作用しないことを保証する。

【００３６】一方、スリーブ１０４は、そのスリーブ１
０４が上昇させられるように、即ち、装置１００の中に
引っ込められるようにグリッパ１０６を内向きに押すべ
く内向きに伸張しようとする圧縮されたスプリング１２
２の力に依存する。グリッパ１０６及びスリーブ１０４
における面取りされた表面が共同してこれらの内向きの
力をスリーブ１０４における上向きの力に変換する。そ
の上向きの力は、スリーブ１０４を上昇させる、即ち、
装置１００の中に引っ込ませる。同時に、ねじ頭１１２
の頂部表面とスリーブ１０４の環状リップ１２４の先端
との間の接触が生じる時、ねじ頭１１２はスリーブ１０
４において上向きの力を及ぼす。この力もスリーブ１０
４を上昇させて装置１００の中に引っ込ませることに寄
与する。

【００３７】従って、スリーブ１０４の先端部がねじ頭
１１２の頂部表面と接触する時、スリーブ１０４は上昇
させられる、即ち、装置１００の中に引っ込められる。
基準軸１２０の両側における環状リップ１２４は、望ま
しくはねじ頭１１２の頂部表面に斜めに面する表面を有
する。しかし、これらの表面は、これらの表面が隣接し
ているスリーブ１０４における面取りされた表面よりも
小さい傾斜のものである。スリーブ１０４が上昇させら
れる、即ち、装置１００の中に引っ込められる時、グリ
ッパ１０６における停止表面が環状リップ１２４におけ
るこれらの表面と接触するという１つの局面が到達す
る。グリッパ１０６における停止表面が実質的に基準軸
１２０と平行しているので、スプリング１２２の内向き
の力からスリーブ１０４における上向きの力への変換は
ほとんど存在しないか又は全く存在しない。従って、グ
リッパ１０６はスリーブ１０４を上昇させること、即
ち、スリーブ１０４を装置１００の中に引っ込ませるこ
とに対する貢献を停止する。スリーブ１０４は、ねじ頭
１１２の頂部からの力が環状リップ１２４の先端と相互
作用することによって、大きく上昇させられる、即ち、
装置１００の中に引っ込められる。又、スリーブ１０４
が上げられる、即ち、装置１００の中に引っ込められる
時、環状リップ１２４はグリッパ１０６における停止表
面を通り過ぎてスライドする。

【００３８】環状リップ１２４はスリーブ１０４から突
出しているので、グリッパ１０６における停止表面と接
触しているその環状リップ１２４の表面は基準軸１２０
に徐々に近づくため、スリーブ１０４は上昇させられ
る、即ち、装置１００に中に引っ込められる時、グリッ
パ１０６はねじ頭１１２の外周部に徐々に近づく。グリ
ッパ１０６は、スリーブ１０４及びグリッパ１０６の面
取りされた表面同志が接触する時よりも遅い速度で狭ま
る。その結果、装置１００がねじ頭１１２の頂部を包み
込む時、グリッパ１０６のグリップ部分１２６がねじ頭
１１２の外周部にゆっくりと接近する。しかし、装置１
００の下降とグリッパ１０６の接近が同時である時、グ
リッパ１０６のグリップ部分１２６は、ねじ頭１１２を
受けるように十分に拡がった又は開いたままである。望
ましくは、グリッパ１０６のグリップ部分１２６とねじ
頭１１２の外周部との間に間隔が設けられる。これは、
ねじ頭１１２の上に装置１００が下降する時、ねじ頭１
１２の頂部がグリッパ１０６の下側表面と接触するま
で、グリッパ１０６及びねじ頭１１２の間にわずかな接
触があるか又は全く接触がないことを保証するためであ
る。

【００３９】図４に示されるように装置１００がグリッ
プ状態にある時、装置１００は図３における配列状態か
ら更に下降させられ、ねじ頭１１２の頂部がグリッパ１
０６のグリップ領域の下面と接触する。これらの下側表
面は基準面（datum surface）１２８として知られてい
る。望ましくは、基準面１２８は、基準軸１２０に対し
て垂直である面と同じ平面上にある。基準面１２８とね
じ頭１１２の頂部との間の接触が生じた時点で、装置１
００は上昇すること、即ち、ビット１０２を引っ込める
ことを停止する。更に、スリーブ１０４の環状リップ１
２４の前端部が基準面１２８と同一平面にあるままであ
る。これが生じる時、スリーブ１０４及びグリッパ１０
６の面取りされた表面は既に離れており、グリッパ１０
６における停止表面は基準軸１２０に最も接近している
ので、グリッパ１０６は最も内側の位置にある。ねじ頭
１１２の頂部及びグリッパ１０６が寄与した上向きの力
はスリーブ１０４に作用するのをやめる。従って、スリ
ーブ１０４は装置１０の中に引っ込むこと、即ち、上昇
することを停止する。その代わり、ねじ頭１１２の外周
のまわりにグリップが形成される。

【００４０】しかる後、装置１００はフィーダ１１８か
らねじ１０８を持ち上げる。しかし、ねじ１０８をピッ
クアップしている間、装置１００はビット１０２及び窪
み１１６の間の最良の嵌合によってねじ頭１１２と係合
し続ける。これは、ねじ１０８がねじ穴に挿入される時
までに装置１００がねじ１０８をねじ穴に直ちに押し込
む準備ができていることを保証するためである。

【００４１】ねじピックアップ及びねじ締め操作を継続
するために、装置１００は、自動化されたシステムによ
って又は操作者の手作業によってねじ穴上の位置まで移
動させられる。そこで、装置１００を下降させることに
よって、ねじ１０８が下降し、ねじ山を切られた本体１
１４がねじ穴に挿入される。ねじ山を切られた本体１１
４の先端部がねじ穴に入った時、装置１００は数回転だ
け、例えば、３回転だけ回され、従って、そのねじ山を
切られた本体１１４はねじ穴の事前形成された内部のね
じ山を係合する。その後、回転が継続する時、ビット１
０２及びスリーブ１０４が装置１００からの下降、即
ち、突出を開始する。スリーブ１０４がビット１０２の
突出に遅れて突出又は下降する時、スリーブ１０４及び
グリッパ１０６の面取りされた表面が接触する。再び、
これが生じる時、スリーブ１０４の下向きの移動がグリ
ッパ１０６の上向きの移動に変換される。従って、グリ
ッパ１０６は拡げられ、即ち、開かれ、それによって装
置１００にねじ頭１１２を解放させる。しかし、装置１
００は下降し続け、ビット１０２は装置１０から下降又
は突出し続ける。ねじ１０８をねじ穴に押し込むため
に、トルクがビット１０２を通して窪み１１６に供給さ
れ続ける。

【００４２】本発明の実施例によって提供される自動セ
ンタリング、自動整列、及び高さ参照の特徴を説明する
ために、図５及び図６を参照してグリッパ１０６を更に
詳細に説明する。図５は、グリッパ１０６によって供給
される力が種々のグリップ位置に重畳する場合の、ねじ
頭１１２におけるそのグリッパ１０６のグリップ位置が
平面図で示される機械的センタリング操作図を示す。こ
れらのグリップ力は等しい大きさであり、矢印Ｆ１、Ｆ
２、及びＦ３によって表される。

【００４３】図５に示されるように、グリッパ１０６が
３ポイント・グリップを加える３つの位置２０４、２０
６、及び２０８がねじ頭１１２に存在する。従って、グ
リップ力Ｆ１、Ｆ２、及びＦ３は、それぞれ、位置２０
４、２０６、及び２０８に重畳する。その機械的センタ
リングの概念を適用するためには、ねじ１０８は、ねじ
山を切られた本体１１４の長手方向軸と一致した基準点
２０２によって表される軸心を持ったほぼ円形のねじ頭
１１２を持つものと仮定する。グリップ部分１２６によ
って行われる３ポイント・グリップは、望ましくは、角
度的に１２０゜変位しているポイントにおいてねじ頭１
１２の外周部の周囲に適用される。その結果、グリップ
力Ｆ１、Ｆ２、及びＦ３は基準点２０２において一致し
（即ち、基準点２０２に集中し）、それによって、グリ
ッパ１０６をねじ頭１１２にセンタリングさせる。

【００４４】グリッパ１０６は３つよりも多くのポイン
トでねじ頭１１２をグリップするように構成されてもよ
いが、それを行う実用上の影響は、各グリップ・ポイン
トにおいて加えられる力を基準点２０２において一致さ
せることが益々困難になることである。

【００４５】図６を参照して、装置１００の自動整列及
びねじの高さ参照という特徴を説明する。前述の説明で
は、基準面１２８は基準軸１２０に対して垂直である平
面にある。装置１００がフィーダ１１８に向かって下降
する時、基準面１２８とねじ頭１１２の頂部との間の接
触が行われる。ねじ頭１１２の頂部も平らであること及
びねじ山を切られた本体１１４の長手方向軸がねじ頭１
１２の平らな頂部表面に対して垂直であることを仮定し
た場合、ねじ１０８は、グリッパ１０６によってグリッ
プされた時、それによって整列させられる。即ち、ねじ
山を切られた本体１１４の長手方向軸は、基準面１２８
がねじ頭１１２の頂部の平らな表面と係合する時、基準
軸１２０と整列する。従って、これは、装置１００がね
じ穴に対して垂直に保持される時、ねじ１０８がねじ穴
に垂直に挿入されることを保証する手段を提供する。

【００４６】基準面１２８は高さの参照のためにも使用
される。即ち、基準面１２８とねじ頭１１２の頂部表面
との間の適切な且つ十分な接触が行われる時、基準面１
２８によって形成された平面は、ねじ１０８の高さを測
定可能にするための基準平面を提供する。この特徴は、
装置１００が、生産又は製造フロアにおいて実施し得る
自動ねじピックアップ及びねじ締めシステムと結合して
使用されることを可能にする場合に特に有用である。そ
のような自動システムは、一般に、ねじピックアップ、
ねじ締め付け、ねじ穴検出、及び同様の操作を遂行する
ためには参照手段に依存する。一般に、高さ、距離、隆
起、及び同様の測定事項は、そのような自動システムが
それらの操作を遂行するために依存するクリティカルな
情報である。そのような自動システムが図７に示され
る。

【００４７】更に、本発明の実施例における装置１００
は、ねじの締め操作中に生じる外部からの微粒子を除去
する手段も提供する。装置１００は、ねじ１０８をねじ
穴に挿入する時の垂直性を保証する自動センタリング及
び自動整列操作のための設備を有するけれども、外部か
らの微粒子は依然として存在することがあり得る。これ
は、ねじ１０８及び／又はねじ穴の寸法の変動によって
引き起こされるクロス・スレッディングの結果として生
じた外部微粒子のためであることもあり得る。外部微粒
子は、ねじ締め操作が行われる前に、既にねじ穴に又は
ねじ穴の周辺領域に存在しているかもしれない。これら
の外部微粒子を除去するために、装置１００は真空のパ
スを備えている。

【００４８】前述したように、スリーブ１０４はビット
１０２を内包する。しかし、装置１００には、ビット１
０２とそれを取り囲むスリーブ１０４との間にスペース
が与えられる。そのスペースはビット１０２を包む真空
のパス１３０（図６参照）を形成する。その真空のパス
１３０は、当業者には明らかなように、装置１００に接
続可能な空気排出装置（図示されてない）によって与え
られる。

【００４９】生産又は製造フロアにおいて装置１００を
実現するためには、装置１００は、図７に示されるよう
な自動製造システムを形成するために他のモジュールと
関連して使用される。一般に、そのような自動システム
は、プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬ
Ｃ）４０２、ロボット４０４、ねじフィーダ１１８、ね
じピックアップ装置１００、及びねじドライバ４０８を
含む。ＰＬＣ４０２は、図７に示されたほとんどのモジ
ュールの操作を同期化し、調整するための制御ロジック
を提供する。

【００５０】その自動システムにおいて、装置１００は
ねじドライバ４０８に結合され、ねじドライバ４０８に
よって供給されるトルクはビット１０２及びスリーブ１
０４を駆動するために使用可能である。又、真空装置４
１０もねじドライバ４０８に接続され、一方、ねじドラ
イバ４０８は、外部からの微粒子を除去するための吸引
力を装置１００に与えるために空気を除去することが可
能である。更に、ねじドライバ４０８はロボット４０４
にも接続される。そのロボット４０４は、とりわけ、自
動化されたアクションによってねじピックアップ及びね
じ締め操作を遂行する。ＰＬＣ４０２は、ドライバ・コ
ントローラ４０６を通してねじドライバ４０８を制御す
る。

【００５１】更に、ＰＬＣ４０２はねじフィーダ１１８
も制御する。ねじフィーダ１１８に横方向の動きを与え
るために、そのねじフィーダ１１８が置かれている横方
向作用テーブル４１２が設けられる。横方向作用テーブ
ル４１２は軸サーボ４１４によって制御され、一方、そ
の軸サーボ装置４１４はＰＬＣ４０２によって制御され
る。軸サーボ装置４１４は、種々な軸における横方向作
用テーブル４１２の制御及び移動を行うサーボ機構であ
る。装置１００及びねじフィーダ１１８にも空気供給装
置４１６が接続される。空気供給装置４１６は、ビット
１０２及びスリーブ１０４の移動を行わせるための装置
１００における機構を作動させるために空気圧を供給す
る。

【００５２】図８及び図９を参照して、更に、ねじドラ
イバ４０８及び装置１００の間の機械的連結機構を説明
する。その連結機構は、図８及び図９に示されたツール
・アダプタ・ユニットを通して可能にされる。ツール・
アダプタ・ユニットはドライバ・アダプタ５０２及びビ
ット・アダプタ５０４を含んでいる。ドライバ・アダプ
タ５０２は、装置１００及びねじドライバ４０８の間の
機械的インターフェースを提供し、ねじドライバ４０８
において使用される連結機構のサイズ及びタイプに依存
する。異なるねじドライバ４０８が使用される時、従っ
て、異なる連結機構が使用される時、ドライバ・アダプ
タ５０２は変更される。同様に、ビット・アダプタ５０
４は使用されるビット１０２のサイズ及びタイプに依存
する。

【００５３】又、ツール・アダプタ・ユニットは一連の
空気取り入れ口５０６を含む。これらの空気取り入れ口
５０６は、プッシャ５０８が可動的に配置されている空
気室に空気を受け入れるための空気供給装置４１６に接
続される。プッシャ５０８は「ピストン」のような装置
であり、それは、空気圧によって付勢される時、ドライ
ブ・カラー５１０を押す。ドライブ・カラー５１０はビ
ット・アダプタ５０４に連結されている。プッシャ５０
８及びドライブ・カラー５１０はピックアップ・ハウジ
ング５１２によって内包されている。ドライブ・カラー
５１０及びピックアップ・ハウジング５１２の両方と
も、望ましくは、円筒状の形をしている。ビット・アダ
プタ５０４も、望ましくは、円筒状の形をしている。こ
れは、トルクがねじドライバ４０８からドライバ・アダ
プタ５０２に、しかる後、ビット・アダプタ５０４に、
更にドライブ・カラー５１０に伝達されるように、ビッ
ト・アダプタ５０４及びドライブ・カラー５１０が同軸
的に整列することを可能にする。

【００５４】ドライブ・カラー５１０は、そのドライブ
・カラー５１０がビット・アダプタ５０４から突出する
時に肩部を形成するようにかなり狭くなっている。ピッ
クアップ・ハウジング５１２は、円筒状である内部レッ
ジ（ledge）を形成するように環状のリングによって相
互に狭められている。環状のリングはベアリング・クラ
ンプ・リング５１６である。ドライブ・カラー５１０の
肩部とベアリング・クランプ・リング５１６との間には
スプリング５１４がある。スプリング５１４は、下方に
突出したドライブ・カラー５１０の狭められた首部のま
わりに渦巻き状になっており、一方、スプリング５１４
の両端部は、それぞれ、同時に、ドライブ・カラー５１
０の肩部及びベアリング・クランプ・リング５１６の上
に載っている。

【００５５】ドライブ・カラー５１０の狭められた首部
はビット１０２の整形された先端部とは反対の端部にお
いてビット１０２に連結されている。ドライブ・カラー
５１０に連結されたビット１０２の部分は砂時計形状に
なっている。その砂時計形状部分におけるくびれは、望
ましくは、ビット１０２の軸直径と実質的に同じ直径を
有する。ビット１０２は砂時計形状部分の後で狭くなっ
ており、従って、徐々に傾斜した肩部を形成している。

【００５６】ビット１０２の砂時計形状部分において、
スリーブ１０４がビット１０２を内包し始める。しか
し、ビット１０２の傾斜した肩部では、スリーブ１０４
の内部空洞が相補的な形状の傾斜したレッジを形成す
る。スリーブ１０４の内部空洞における傾斜したレッジ
は、スリーブ１０４に関してビット１０が突出すること
に対するストッパとして作用する。即ち、ビット１０２
は、スリーブ１０４の対応する突出を生じさせることな
く所定の距離を超えて装置１００から突出することはで
きない。

【００５７】スリーブ１０４の内部空洞は、その後、鋭
いレッジを形成するように急激に狭くなる。ビット１０
２における傾斜した肩部及びスリーブ１０４の内部空洞
における鋭いレッジの間に、もう１つのスプリング５１
８がある。ビット１０２が、正常な状態の下では、スリ
ーブ１０４の環状リップ１２４の先端部を越えて突出し
ないように、スプリング５１８はビット１０２とスリー
ブ１０４との間の相対的な変位を生じさせるべく偏倚力
を与える。

【００５８】スリーブ・ハウジング５２０はスリーブ１
０４の突出に対するストッパとして、従って、ビット１
０２の突出に対するストッパとして作用する。これは、
スリーブ１０４の外側表面及びスリーブ・ハウジングの
内側表面における肩部及びレッジのような相補的な形状
の停止表面を設けることによって行われる。従って、停
止表面は装置１００からのビット１０２及びスリーブ１
０４の突出を所定の距離に制限する。

【００５９】前述のように、ツール・アダプタ・ユニッ
ト及び装置１００におけるコンポーネントは、装置１０
０に回転運動及び長手方向運動を与えるためのシステム
を形成するように相互接続及び相互作用する。

【００６０】トルクがドライバ・アダプタ５０２に供給
される時、そのトルクはビット・アダプタ５０４に、更
に、ドライブ・カラー５１０に中継される。一方、ドラ
イブ・カラー５１０はそのトルクをビット１０２，スリ
ーブ１０４，及びスリーブ・ハウジング５２０に中継す
る。望ましくは、スリーブ・ハウジング５２０及びピッ
クアップ・ハウジング５１２の間には、回転するスリー
ブ１０４に続いて回転するスリーブ・ハウジング５２０
によって生じたそれら２つのハウジングの間の摩擦を実
質的に減少させるためのベアリングが存在する。更に、
望ましくは、スリーブ１０４によって生じた摩擦を減少
させるという同じ目的のために、ベアリング・クランプ
・リング５１６及びスリーブ・ハウジング５２０の間に
ベアリング５２２が存在する。

【００６１】例えば、ビット１０２を突出させる、即
ち、下降させるために、或いは、ビット１０２を上昇さ
せる、即ち、引っ込めるために、ビット１０２及び／又
はスリーブ１０４の長手方向移動が必要とされる時、空
気供給装置４１６によって空気が供給され、そしてそれ
が維持又は中断される。スプリング５１４及び５１８が
伸張している図８では、システムは正規の状態にある。
即ち、ドライブ・カラー５１０が上昇し、ビット１０２
が上昇している。ビット１０２が突出してないので、ビ
ット１０２における傾斜した肩部は、スリーブ１０４の
内部空洞における相補的な形状の傾斜したレッジとは接
触しない。従って、スリーブ１０４は、そのスリーブ１
０４及びグリッパ１０６における面取りされた表面がス
プリング１２２により供給された突出力に関して許容す
る範囲まで上昇する。空気が空気取り入れ口５０６に供
給される時、プッシャ５０８が、図９に示されるように
押し下げられる。ドライブ・カラー５１０も押し下げら
れ、従って、ビット１０２が押し下げられる。その結
果、スプリング５１４及び５１８がそれぞれ圧縮され
る。ビット１０２に十分に突出する時、ビット１０２に
おける傾斜した肩部がスリーブ１０４の内部空洞におけ
る相補的な形状の傾斜したレッジと接触する。ビット１
０２が更に突出する時、スリーブも、或る距離だけビッ
ト１０２に遅れるけれども、突出する。

【００６２】空気供給装置４１６からの空気が中断する
時、スプリング５１４及び５１８が伸張し、それによっ
て、ドライブ・カラー５１０及びビット１０２をスリー
ブ１０４に関して上向きに押す。スリーブ１０４がグリ
ッパ１０６により、両方における面取りされた表面を通
して休止状態にされる時、スプリング５１８が、図８に
示されるように空間的平衡状態を与える程度まで伸張す
る。この状態では、ビット１０２の傾斜した肩部とスリ
ーブ１０４の内部空洞における傾斜したレッジとの間に
隙間が存在する。又、スリーブ１０４における停止表面
とスリーブ・ハウジング５２０との間にも隙間が存在す
る。

【００６３】システムが図８又は図９に示されたような
状態にあるかどうかに関係なく、真空パスは一貫して真
空排出口５２４との流体コミュニケーション状態にあ
る。真空排出口５２４は、ドライブ・カラー５１０の肩
部とベアリング・クランプ・リング５１６との間に形成
された隙間から排気する。

【００６４】図８及び図９を使用して説明されたシステ
ムは図７を使用して説明された自動システムに取り付け
可能である。別の方法として、そのシステムは手操作用
ねじドライバにも取り付け可能である。自動システムの
場合、ロボット４０４が、教示の方法又は同様の方法を
使用してＸ、Ｙ、及びＺ座標において移動するようにプ
ログラムされる。ロボット４０４が「教えられた」ポイ
ントまでそのシステムを移動させる時、他の教えられた
ポイントへのシステムのその後の移動は事前決定され、
例えば、装置１００がねじピックアップ操作の間又はね
じ締め操作の間にあまりに大きく下降しないように制御
される。手操作のねじドライバによるそのシステムの応
用に対して、システムのＸ、Ｙ、及びＺ方向の移動は操
作者の「感覚」によって制御される。例えば、操作者
は、ねじピックアップ操作時にねじ頭１１２からの抵抗
の感覚に基づいてどの程度まで装置１００を下降させる
かを判断するためのものである。

【００６５】前述の装置１００及びツール・アダプタ・
ユニットは、ねじピックアップ及びねじ締めツール又は
装置の制作に適した標準の静電気放出（ＥＳＤ）承認材
料を使用して作られる。ＥＳＤを生じさせないそのよう
な材料は、一般に、当業者には知られている。

【００６６】上記のように、製造時に使用するためのツ
ール又は装置、方法、及び自動システムが開示された。
特に、その装置は、ねじピックアップ及びねじ締め操作
のために使用される。それを行う場合、その装置は、自
動係合、自動センタリング、自動整列、及びねじ高参照
機能を遂行する。そのねじピックアップ及びねじ締め操
作のための装置は、磁界を使用することのないねじピッ
クアップ機構を提供する。しかし、本願における開示か
ら見て、本発明の技術的範囲及び精神から逸脱すること
なく、数多くの変更及び／又は修正を行い得ることは当
業者には明らかであろう。

【００６７】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。

【００６８】（１）ねじのピックアップ及び前記ねじの
ねじ頭との係合を可能にするためにトルク・ドライバを
使用するための装置にして、長手方向に前記装置から突
出すること及び前記装置の中に引っ込むことができるス
リーブと、前記ねじ頭をグリップするためのグリッパ
と、を含み、前記グリッパは前記グリッパの拡がり及び
狭まりが前記スリーブの突出及び引っ込みに依存するこ
とを特徴とする装置。 （２）前記スリーブでもって取り囲み可能であるビット
を更に含み、前記ビットは、前記ビットの長手方向軸の
まわりを回転することができ、長手方向に前記装置から
突出すること及び前記装置の中に引っ込むことができ、
前記ねじ頭と係合して前記ねじ頭にトルクを伝達するた
めに前記トルク・ドライバに回転可能に連結することが
できることを特徴とする上記（１）に記載の装置。 （３）前記グリッパが前記スリーブの長手方向軸から離
れる外向きの方向に拡がる時、前記スリーブが前記装置
から突出することに依存して前記グリッパが前記ねじ頭
を受け又は解放し、前記グリッパが前記スリーブの長手
方向軸に向かう内向きの方向に狭まる時、前記スリーブ
が前記装置の中に引っ込むことに依存して前記グリッパ
が前記ねじ頭をグリップする、ことを特徴とする上記
（２）に記載の装置。 （４）前記グリッパのグリップ部分は前記ねじ頭をピッ
クアップするために前記スリーブ及びビットの端部に近
接して配置され、前記ビットの端部は、前記ねじ頭と係
合して前記ねじ頭にトルクを伝達するために前記装置か
ら突出することができ、更に前記グリッパのグリップ部
分を超えて突出することができる、ことを特徴とする上
記（３）に記載の装置。 （５）前記グリッパは内向きに狭まるように弾性的に偏
倚されることを特徴とする上記（４）に記載の装置。 （６）前記グリッパは前記グリッパを作動させるために
前記スリーブと解放可能に接触することを特徴とする上
記（５）に記載の装置。 （７）前記グリッパ及び前記スリーブは前記グリッパの
作動を可能にするために解放可能に接触する少なくとも
一対の面取りされた表面を含むことを特徴とする上記
（６）に記載の装置。 （８）前記一対の面取りされた表面は前記スリーブが前
記装置から突出する時解放可能に接触し、前記スリーブ
を更に突出させる力を角度的に分解することによって前
記スリーブの更なる突出を前記グリッパの拡がりに変換
し、前記スリーブを更に突出させる力が実質的に作用し
なくなる時、前記グリッパが狭まり、前記グリッパの内
向きに偏倚された狭まりによって与えられた力を角度的
に分解することによって、前記一対の面取りされた表面
が前記グリップの内向き偏倚された狭まりを前記スリー
ブの引っ込みに変換する、ことを特徴とする上記（７）
に記載の装置。 （９）前記グリッパのグリップ部分は前記ねじ頭のまわ
りの空間的に分布した三点グリップを提供することを特
徴とする上記（８）に記載の装置。 （１０）前記スリーブによる前記ビットの取り囲みは真
空パスを提供することを特徴とする上記（９）に記載の
装置。 （１１）前記ビット及び前記スリーブは実質的に円筒形
であり且つ同軸を有することを特徴とする上記（１０）
に記載の装置。 （１２）前記スリーブ及び前記グリッパは前記グリッパ
の内向き偏倚された狭まりを前記スリーブの長手方向軸
からの所定の距離において停止させるための相補的な表
面を提供することを特徴とする上記（１１）に記載の装
置。 （１３）前記グリッパは前記ねじ頭の高さを参照するた
めの基準手段を提供するために及び前記ビット及び前記
ねじの長手方向軸を同軸的に整列させるために前記ねじ
頭の上側表面と接触するための少なくとも１つの表面を
更に含むことをことを特徴とする上記（１２）に記載の
装置。 （１４）スリーブ及びグリッパを含む装置を使用してね
じをピックアップし、前記ねじのねじ頭と係合するため
の方法にして、前記スリーブを前記装置から突出させ及
び前記装置の中に引っ込ませるステップと、前記スリー
ブと共に前記グリッパを作動させることによって前記ね
じ頭をグリップするステップと、を含み、前記グリッパ
の拡がり及び狭まりが前記スリーブの突出及び引っ込み
に依存することを特徴とする方法。 （１５）前記スリーブでもってビットを取り囲むステッ
プを含み、前記ビットは、前記ビットの長手方向軸のま
わりを回転することができ、長手方向に前記装置から突
出すること及び前記装置の中に引っ込むことができ、前
記ねじ頭と係合して前記ねじ頭にトルクを伝達するため
に前記トルク・ドライバに回転可能に連結することがで
きることを特徴とする上記（１４）に記載の方法。 （１６）前記グリッパを前記スリーブの長手方向軸から
離れる外向きの方向に拡げる時、前記スリーブが前記装
置から突出することに依存して前記グリッパが前記ねじ
頭を受け又は解放し、前記グリッパを前記スリーブの長
手方向軸に向うへ内向きの方向に狭める時、前記スリー
ブが前記装置の中に引っ込むことに依存して前記グリッ
パが前記ねじ頭をグリップする、ことを特徴とする上記
（１５）に記載の方法。 （１７）前記ねじ頭をピックアップするために前記グリ
ッパのグリップ部分を前記スリーブ及びビットの端部に
近接して配置し、前記ねじ頭と係合して前記ねじ頭にト
ルクを伝達するために前記装置から前記ビットの端部を
突出させ、更に前記グリッパのグリップ部分を超えて前
記ビットの端部を突出させるステップを更に含むことを
特徴とする上記（１６）に記載の方法。 （１８）内向きに狭まるように前記グリッパを弾性的に
偏倚するステップを更に含むことを特徴とする上記（１
７）に記載の方法。 （１９）前記グリッパを作動させるために前記グリッパ
及び前記スリーブを解放可能に接触させるステップを更
に含むことを特徴とする上記（１８）に記載の方法。 （２０）前記接触させるステップは、前記グリッパの作
動を可能にするために前記スリーブ及び前記グリッパに
おける少なくとも一対の面取りされた表面を解放可能に
接触させることを特徴とする上記（１９）に記載の方
法。 （２１）前記接触させるステップは、前記スリーブが前
記装置から突出する時前記一対の面取りされた表面を解
放可能に接触させ、前記スリーブを更に突出させる力を
角度的に分解することによって前記スリーブの更なる突
出を前記グリッパの拡張に変換し、前記スリーブを更に
突出させる力が実質的に作用しなくなる時、前記グリッ
パが狭まり、前記グリッパの内向きに偏倚された狭まり
によって与えられた力を角度的に分解することによって
前記グリップの内向き偏倚された狭まりを前記スリーブ
の引っ込みに変換する、ことを特徴とする上記（２０）
に記載の方法。 （２２）前記ねじ頭のまわりの空間的に分布した三点グ
リップを提供するように前記グリッパのグリップ部分を
分布させるステップを更に含むことを特徴とする上記
（２１）に記載の方法。 （２３）前記ビットと前記スリーブとの間に真空パスを
設けるステップを更に含むことを特徴とする上記（２
２）記載の方法。 （２４）前記ビット及び前記スリーブを実質的に円筒形
であり且つ同軸を有するものとして設けるステップを更
に含むことを特徴とする上記（２３）に記載の方法。 （２５）前記グリッパの内向き偏倚された狭まりを前記
スリーブの長手方向軸からの所定の距離において停止さ
せるために、前記スリーブ及び前記グリッパにおいて相
補的な表面を設けるステップを更に含むことを特徴とす
る上記（２４）に記載の方法。 （２６）前記グリッパは前記ねじ頭の高さを参照するた
めの基準手段を提供するために及び前記ビット及び前記
ねじの長手方向軸を同軸的に整列させるために前記ねじ
頭の上側表面と接触するための少なくとも１つの表面を
前記グリッパにおいて設けるステップを更に含むことを
ことを特徴とする上記（２５）に記載の方法。 （２７）ねじをピックアップするために及びねじのねじ
頭と係合するためにトルク・ドライバを連結し得るツー
ルにして、前記ねじ頭をグリップするための手段と、前
記ねじ頭と係合するための手段と、前記トルク・ドライ
バから前記係合手段にトルクを伝達し、前記係合手段を
長手方向に前記ツールから突出させるための及び前記ツ
ールへ引っ込ませるための手段と、を含むツール。 （２８）前記グリップ手段は、長手方向に前記ツールか
ら突出すること及び前記ツールの中に引っ込むことがで
きるスリーブと、前記スリーブによって作動可能であっ
て、前記ねじ頭をグリップするためのグリッパと、を含
み、前記グリッパの拡がり及び狭まりは前記スリーブの
拡がり及び狭まりに依存することを特徴とする上記（２
７）に記載のツール。 （２９）前記係合手段は前記スリーブが取り囲み得るビ
ットを含み、前記ビットは前記ビットの長手方向軸のま
わりを回転することができ、長手方向に前記ツールから
突出すること及び前記ツールの中に引っ込むことがで
き、前記ねじ頭と係合して前記ねじ頭にトルクを伝達す
ることができることを特徴とする上記（２８）に記載の
ツール。 （３０）前記伝達手段は、空気圧を受けるための空気取
り入れ口と、一端が前記空気取り入れ口と流体的に通じ
ており、空気圧を実質的に長手方向の力に変換すること
ができるプッシャと、前記空気取り入れ口によって空気
圧が与えられる方向とは反対の方向に前記プッシャが弾
性的に偏倚されることを可能にするための弾性偏倚素子
と、前記トルク・ドライバ及び前記ビットを連結し、前
記プッシャによって与えられた実質的に長手方向の力及
び前記トルク・ドライバからのトルクを受け、前記長手
方向の力及び前記トルクを前記係合手段に伝達するため
の連結手段と、を含むことを特徴とする上記（２９）に
記載のツール。 （３１）前記グリッパが前記スリーブの長手方向軸から
離れる外向きの方向に拡がる時、前記スリーブが前記ツ
ールから突出することに依存して前記グリッパが前記ね
じ頭を受け又は解放し、前記グリッパが前記スリーブの
長手方向軸に向かう内向きの方向に狭まる時、前記スリ
ーブが前記ツールの中に引っ込むことに依存して前記グ
リッパが前記ねじ頭をグリップする、ことを特徴とする
上記（３０）に記載のツール。 （３２）前記グリッパのグリップ部分は前記ねじ頭をピ
ックアップするために前記スリーブ及びビットの端部に
近接して配置され、前記ビットの端部は、前記ねじ頭と
係合して前記ねじ頭にトルクを伝達するために前記ツー
ルから突出することができ、更に前記グリッパのグリッ
プ部分を超えて突出することができる、ことを特徴とす
る上記（３１）に記載のツール。 （３３）前記グリッパは内向きに狭まるように弾性的に
偏倚され、前記グリッパのグリップ部分は前記ねじ頭の
まわりの空間的に分布した三点グリップを提供すること
を特徴とする上記（３２）に記載のツール。 （３４）前記グリッパ及び前記スリーブは前記グリッパ
の作動を可能にするために解放可能に接触する少なくと
も一対の面取りされた表面を含み、前記一対の面取りさ
れた表面は前記スリーブが前記ツールから突出する時解
放可能に接触し、前記スリーブを更に突出させる力を角
度的に分解することによって前記スリーブの更なる突出
を前記グリッパの拡がりに変換し、前記スリーブを更に
突出させる力が実質的に作用しなくなる時、前記グリッ
パが狭まり、前記グリッパの内向きに偏倚された狭まり
によって与えられた力を角度的に分解することによっ
て、前記一対の面取りされた表面が前記グリップの内向
き偏倚された狭まりを前記スリーブの引っ込みに変換す
る、ことを特徴とする上記（３３）に記載のツール。 （３５）前記スリーブ及び前記グリッパは前記グリッパ
の内向き偏倚された狭まりを前記スリーブの長手方向軸
からの所定の距離において停止させるための相補的な表
面を提供することを特徴とする上記（３４）に記載のツ
ール。 （３６）前記グリッパは前記ねじ頭の高さを参照するた
めの基準手段を提供するために及び前記ビット及び前記
ねじの長手方向軸を同軸的に整列させるために前記ねじ
頭の上側表面と接触するための少なくとも１つの表面を
更に含むことをことを特徴とする上記（３５）に記載の
ツール。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による装置を使用してねじピッ
クアップ操作における初期状態を示す図である。

【図２】本発明の実施例による装置を使用してねじピッ
クアップ操作における次の過程を示す図である。

【図３】本発明の実施例による装置を使用してねじピッ
クアップ操作における次の過程を示す図である。

【図４】本発明の実施例による装置を使用してねじピッ
クアップ操作における次の過程を示す図である。

【図５】図１乃至図４に示された装置における機械的な
センタリング操作を示す図である。

【図６】図１乃至図４に示された装置によってグリップ
されているねじを真っ直ぐに立てるための操作を示す断
面図である。

【図７】図１乃至図４に示された装置、ねじフィーダ、
ねじドライバ、制御ユニットを含むモジュールを示す高
レベルのブロック図であり、それらのすべてのユニット
がねじピックアップ及びねじ締め操作を遂行するために
生産又は製造フロアにおいて実施し得るねじピックアッ
プ・システムを形成する。

【図８】ねじピックアップ及びねじ締め操作のために図
７に示されたねじドライバに連結された図１乃至図４に
おける装置のビットが引っ込んでいる時の状態を示す図
である。

【図９】ねじピックアップ及びねじ締め操作のために図
７に示されたねじドライバに連結された図１乃至図４に
おける装置のビットが突出している時の状態を示す図で
ある。

【符号の説明】

１００ ねじピックアップ及びねじ締め操作のための装
置 １０２ ビット １０４ スリーブ １０６ グリッパ １０８ ねじ １１０ ハウジング １１２ ねじ頭 １１４ ねじ山付き本体 １１６ 窪み １１８ ねじフィーダ １２０ 基準軸 １２２ スプリング ５２０ スリーブ・ハウジング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 500451207 シンガポール・プロダクティバティ・アン ド・スタンダーズ・ボード シンガポール共和国、シンガポール 118221、サイエンス・パーク・ドライブ １ (72)発明者 チョン・フォン・ディビット・サム シンガポール共和国、シンガポール 389757、ゲイラング・イースト・アベニュ ー・２ ８、ナンバー・09−03 (72)発明者 チウ・クム・ング シンガポール共和国、シンガポール 560429、アン・モ・キオ・アベニュー・ ３、ブロック・429、ナンバー・03−2588 (72)発明者 シャン・オング シンガポール共和国、シンガポール 520387、タンピンズ・ストリート・32、ブ ロック・387、ナンバー・05−93 (72)発明者 リッキー・チョン・ホ・タン マレーシア国、ジョホール 81100、ジョ ホール・バール、ジャラン・モレク 18、 タマン・モレク・１／４ (72)発明者 キート・チン・タン シンガポール共和国、シンガポール 560130、アン・モ・キオ・アベニュー・ ３、ブロック・130、ナンバー・03−1589 (72)発明者 ジェニー・ホイ・チン・タン シンガポール共和国、シンガポール 437569、ペブル・レーン 20

Claims (36)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ねじのピックアップ及び前記ねじのねじ頭
   との係合を可能にするためにトルク・ドライバを使用す
   るための装置にして、 長手方向に前記装置から突出すること及び前記装置の中
   に引っ込むことができるスリーブと、 前記ねじ頭をグリップするためのグリッパと、 を含み、 前記グリッパは前記グリッパの拡がり及び狭まりが前記
   スリーブの突出及び引っ込みに依存することを特徴とす
   る装置。
2. 【請求項２】前記スリーブでもって取り囲み可能である
   ビットを更に含み、 前記ビットは、前記ビットの長手方向軸のまわりを回転
   することができ、長手方向に前記装置から突出すること
   及び前記装置の中に引っ込むことができ、前記ねじ頭と
   係合して前記ねじ頭にトルクを伝達するために前記トル
   ク・ドライバに回転可能に連結することができることを
   特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】前記グリッパが前記スリーブの長手方向軸
   から離れる外向きの方向に拡がる時、前記スリーブが前
   記装置から突出することに依存して前記グリッパが前記
   ねじ頭を受け又は解放し、 前記グリッパが前記スリーブの長手方向軸に向かう内向
   きの方向に狭まる時、前記スリーブが前記装置の中に引
   っ込むことに依存して前記グリッパが前記ねじ頭をグリ
   ップする、ことを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 【請求項４】前記グリッパのグリップ部分は前記ねじ頭
   をピックアップするために前記スリーブ及びビットの端
   部に近接して配置され、 前記ビットの端部は、前記ねじ頭と係合して前記ねじ頭
   にトルクを伝達するために前記装置から突出することが
   でき、更に前記グリッパのグリップ部分を超えて突出す
   ることができる、 ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 【請求項５】前記グリッパは内向きに狭まるように弾性
   的に偏倚されることを特徴とする請求項４に記載の装
   置。
6. 【請求項６】前記グリッパは前記グリッパを作動させる
   ために前記スリーブと解放可能に接触することを特徴と
   する請求項５に記載の装置。
7. 【請求項７】前記グリッパ及び前記スリーブは前記グリ
   ッパの作動を可能にするために解放可能に接触する少な
   くとも一対の面取りされた表面を含むことを特徴とする
   請求項６に記載の装置。
8. 【請求項８】前記一対の面取りされた表面は前記スリー
   ブが前記装置から突出する時解放可能に接触し、前記ス
   リーブを更に突出させる力を角度的に分解することによ
   って前記スリーブの更なる突出を前記グリッパの拡がり
   に変換し、 前記スリーブを更に突出させる力が実質的に作用しなく
   なる時、前記グリッパが狭まり、前記グリッパの内向き
   に偏倚された狭まりによって与えられた力を角度的に分
   解することによって、前記一対の面取りされた表面が前
   記グリップの内向き偏倚された狭まりを前記スリーブの
   引っ込みに変換する、 ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 【請求項９】前記グリッパのグリップ部分は前記ねじ頭
   のまわりの空間的に分布した三点グリップを提供するこ
   とを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 【請求項１０】前記スリーブによる前記ビットの取り囲
    みは真空パスを提供することを特徴とする請求項９に記
    載の装置。
11. 【請求項１１】前記ビット及び前記スリーブは実質的に
    円筒形であり且つ同軸を有することを特徴とする請求項
    １０に記載の装置。
12. 【請求項１２】前記スリーブ及び前記グリッパは前記グ
    リッパの内向き偏倚された狭まりを前記スリーブの長手
    方向軸からの所定の距離において停止させるための相補
    的な表面を提供することを特徴とする請求項１１に記載
    の装置。
13. 【請求項１３】前記グリッパは前記ねじ頭の高さを参照
    するための基準手段を提供するために及び前記ビット及
    び前記ねじの長手方向軸を同軸的に整列させるために前
    記ねじ頭の上側表面と接触するための少なくとも１つの
    表面を更に含むことをことを特徴とする請求項１２に記
    載の装置。
14. 【請求項１４】スリーブ及びグリッパを含む装置を使用
    してねじをピックアップし、前記ねじのねじ頭と係合す
    るための方法にして、 前記スリーブを前記装置から突出させ及び前記装置の中
    に引っ込ませるステップと、 前記スリーブと共に前記グリッパを作動させることによ
    って前記ねじ頭をグリップするステップと、 を含み、 前記グリッパの拡がり及び狭まりが前記スリーブの突出
    及び引っ込みに依存することを特徴とする方法。
15. 【請求項１５】前記スリーブでもってビットを取り囲む
    ステップを含み、 前記ビットは、前記ビットの長手方向軸のまわりを回転
    することができ、長手方向に前記装置から突出すること
    及び前記装置の中に引っ込むことができ、前記ねじ頭と
    係合して前記ねじ頭にトルクを伝達するために前記トル
    ク・ドライバに回転可能に連結することができることを
    特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 【請求項１６】前記グリッパを前記スリーブの長手方向
    軸から離れる外向きの方向に拡げる時、前記スリーブが
    前記装置から突出することに依存して前記グリッパが前
    記ねじ頭を受け又は解放し、 前記グリッパを前記スリーブの長手方向軸に向うへ内向
    きの方向に狭める時、前記スリーブが前記装置の中に引
    っ込むことに依存して前記グリッパが前記ねじ頭をグリ
    ップする、 ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 【請求項１７】前記ねじ頭をピックアップするために前
    記グリッパのグリップ部分を前記スリーブ及びビットの
    端部に近接して配置し、前記ねじ頭と係合して前記ねじ
    頭にトルクを伝達するために前記装置から前記ビットの
    端部を突出させ、更に前記グリッパのグリップ部分を超
    えて前記ビットの端部を突出させるステップを更に含む
    ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 【請求項１８】内向きに狭まるように前記グリッパを弾
    性的に偏倚するステップを更に含むことを特徴とする請
    求項１７に記載の方法。
19. 【請求項１９】前記グリッパを作動させるために前記グ
    リッパ及び前記スリーブを解放可能に接触させるステッ
    プを更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の方
    法。
20. 【請求項２０】前記接触させるステップは、前記グリッ
    パの作動を可能にするために前記スリーブ及び前記グリ
    ッパにおける少なくとも一対の面取りされた表面を解放
    可能に接触させることを特徴とする請求項１９に記載の
    方法。
21. 【請求項２１】前記接触させるステップは、 前記スリーブが前記装置から突出する時前記一対の面取
    りされた表面を解放可能に接触させ、前記スリーブを更
    に突出させる力を角度的に分解することによって前記ス
    リーブの更なる突出を前記グリッパの拡張に変換し、 前記スリーブを更に突出させる力が実質的に作用しなく
    なる時、前記グリッパが狭まり、前記グリッパの内向き
    に偏倚された狭まりによって与えられた力を角度的に分
    解することによって前記グリップの内向き偏倚された狭
    まりを前記スリーブの引っ込みに変換する、 ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
22. 【請求項２２】前記ねじ頭のまわりの空間的に分布した
    三点グリップを提供するように前記グリッパのグリップ
    部分を分布させるステップを更に含むことを特徴とする
    請求項２１に記載の方法。
23. 【請求項２３】前記ビットと前記スリーブとの間に真空
    パスを設けるステップを更に含むことを特徴とする請求
    項２２記載の方法。
24. 【請求項２４】前記ビット及び前記スリーブを実質的に
    円筒形であり且つ同軸を有するものとして設けるステッ
    プを更に含むことを特徴とする請求項２３に記載の方
    法。
25. 【請求項２５】前記グリッパの内向き偏倚された狭まり
    を前記スリーブの長手方向軸からの所定の距離において
    停止させるために、前記スリーブ及び前記グリッパにお
    いて相補的な表面を設けるステップを更に含むことを特
    徴とする請求項２４に記載の方法。
26. 【請求項２６】前記グリッパは前記ねじ頭の高さを参照
    するための基準手段を提供するために及び前記ビット及
    び前記ねじの長手方向軸を同軸的に整列させるために前
    記ねじ頭の上側表面と接触するための少なくとも１つの
    表面を前記グリッパにおいて設けるステップを更に含む
    ことをことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
27. 【請求項２７】ねじをピックアップするために及びねじ
    のねじ頭と係合するためにトルク・ドライバを連結し得
    るツールにして、 前記ねじ頭をグリップするための手段と、 前記ねじ頭と係合するための手段と、 前記トルク・ドライバから前記係合手段にトルクを伝達
    し、前記係合手段を長手方向に前記ツールから突出させ
    るための及び前記ツールへ引っ込ませるための手段と、 を含むツール。
28. 【請求項２８】前記グリップ手段は、 長手方向に前記ツールから突出すること及び前記ツール
    の中に引っ込むことができるスリーブと、 前記スリーブによって作動可能であって、前記ねじ頭を
    グリップするためのグリッパと、 を含み、 前記グリッパの拡がり及び狭まりは前記スリーブの拡が
    り及び狭まりに依存することを特徴とする請求項２７に
    記載のツール。
29. 【請求項２９】前記係合手段は前記スリーブが取り囲み
    得るビットを含み、 前記ビットは前記ビットの長手方向軸のまわりを回転す
    ることができ、長手方向に前記ツールから突出すること
    及び前記ツールの中に引っ込むことができ、前記ねじ頭
    と係合して前記ねじ頭にトルクを伝達することができる
    ことを特徴とする請求項２８に記載のツール。
30. 【請求項３０】前記伝達手段は、 空気圧を受けるための空気取り入れ口と、 一端が前記空気取り入れ口と流体的に通じており、空気
    圧を実質的に長手方向の力に変換することができるプッ
    シャと、 前記空気取り入れ口によって空気圧が与えられる方向と
    は反対の方向に前記プッシャが弾性的に偏倚されること
    を可能にするための弾性偏倚素子と、 前記トルク・ドライバ及び前記ビットを連結し、前記プ
    ッシャによって与えられた実質的に長手方向の力及び前
    記トルク・ドライバからのトルクを受け、前記長手方向
    の力及び前記トルクを前記係合手段に伝達するための連
    結手段と、 を含むことを特徴とする請求項２９に記載のツール。
31. 【請求項３１】前記グリッパが前記スリーブの長手方向
    軸から離れる外向きの方向に拡がる時、前記スリーブが
    前記ツールから突出することに依存して前記グリッパが
    前記ねじ頭を受け又は解放し、 前記グリッパが前記スリーブの長手方向軸に向かう内向
    きの方向に狭まる時、前記スリーブが前記ツールの中に
    引っ込むことに依存して前記グリッパが前記ねじ頭をグ
    リップする、 ことを特徴とする請求項３０に記載のツール。
32. 【請求項３２】前記グリッパのグリップ部分は前記ねじ
    頭をピックアップするために前記スリーブ及びビットの
    端部に近接して配置され、 前記ビットの端部は、前記ねじ頭と係合して前記ねじ頭
    にトルクを伝達するために前記ツールから突出すること
    ができ、更に前記グリッパのグリップ部分を超えて突出
    することができる、 ことを特徴とする請求項３１に記載のツール。
33. 【請求項３３】前記グリッパは内向きに狭まるように弾
    性的に偏倚され、前記グリッパのグリップ部分は前記ね
    じ頭のまわりの空間的に分布した三点グリップを提供す
    ることを特徴とする請求項３２に記載のツール。
34. 【請求項３４】前記グリッパ及び前記スリーブは前記グ
    リッパの作動を可能にするために解放可能に接触する少
    なくとも一対の面取りされた表面を含み、前記一対の面
    取りされた表面は前記スリーブが前記ツールから突出す
    る時解放可能に接触し、前記スリーブを更に突出させる
    力を角度的に分解することによって前記スリーブの更な
    る突出を前記グリッパの拡がりに変換し、 前記スリーブを更に突出させる力が実質的に作用しなく
    なる時、前記グリッパが狭まり、前記グリッパの内向き
    に偏倚された狭まりによって与えられた力を角度的に分
    解することによって、前記一対の面取りされた表面が前
    記グリップの内向き偏倚された狭まりを前記スリーブの
    引っ込みに変換する、ことを特徴とする請求項３３に記
    載のツール。
35. 【請求項３５】前記スリーブ及び前記グリッパは前記グ
    リッパの内向き偏倚された狭まりを前記スリーブの長手
    方向軸からの所定の距離において停止させるための相補
    的な表面を提供することを特徴とする請求項３４に記載
    のツール。
36. 【請求項３６】前記グリッパは前記ねじ頭の高さを参照
    するための基準手段を提供するために及び前記ビット及
    び前記ねじの長手方向軸を同軸的に整列させるために前
    記ねじ頭の上側表面と接触するための少なくとも１つの
    表面を更に含むことをことを特徴とする請求項３５に記
    載のツール。