JP2004314213A - 締結装置、締結具供給装置および締結具規整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】締結具を締結手段に確実かつ迅速に供給することができる締結装置、締結具供給装置および締結具規整装置を提供する。
【解決手段】ドライバユニット２１と、ねじ２６を収容可能でかつドライバユニット２１に別体に設けられるねじ供給機２５と、ねじ供給機２５からねじ整列機構２４にねじを搬送するねじ圧送機構と、ドライバユニット２１に一体に設けられ、ねじを予め定める姿勢に規整するねじ整列機構２４とを備える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば電子機器などにビスおよびボルトなどのねじを自動的に装着するねじ締め機などに適用される締結装置、締結具供給装置および締結具規制装置に関する。
【０００２】
本発明において、「略鉛直方向」は鉛直方向を含み、「略円柱状」は円柱状を含む。
【０００３】
【従来の技術】
従来、たとえば電子機器などにねじを自動的に装着するねじ締め機が種々実用に供されている。これらねじ締め機には、主に、後述するねじ１個取り方式のものと、ねじエアー圧送方式のもの（特許文献１）と、ねじ供給一体式のもの（特許文献２）とがある。
【０００４】
図２８は、ねじ１個取り方式のねじ締め機１を表す図であり、（ａ）はねじ締め機１の斜視図、（ｂ）はねじ締めドライバ２とねじ供給機３とワーク４との関係を概略示す図である。ねじ締めドライバ２は、ねじ供給機３およびワーク４に対し、直交三軸方向に移動駆動可能に構成されている。ねじによってワーク４を締結する際には、ねじ締めドライバ２を、ねじ供給機３まで移動させて１個のねじを取った後、このねじ締めドライバ２をワーク４まで移動させた後、１個のねじ締め操作を実行する。
【０００５】
図２９は、ねじエアー圧送方式のねじ締め機を表す図であり、（ａ）はねじ締めドライバ５およびねじ供給機６を概略示す斜視図、（ｂ）はねじ送りチューブ７の断面図である。このねじ締め機においては、ねじ供給機６からねじ８を圧送エアーによってねじ締めドライバ５の軸線方向一端側に送り、ねじ締め操作を実行する。
【０００６】
図３０は、ねじ供給一体式のねじ締め機を概略表す図である。このねじ締め機においては、ねじ締めドライバ９とねじ供給機１０とが一体化され、ねじ供給機１０に付設されるシュート１１からねじをねじ締めドライバ９の軸線方向一端側に送り、ねじ締め操作を実行する。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−８０７１号公報
【特許文献２】
特開平８−２５１５６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ねじ１個取り方式のねじ締め機１では、ねじを１個ずつねじ供給機３まで取りに行きワーク４まで移動させて１個のねじ締め操作を実行しなければならないので、ワーク１つあたりのねじ締め時間が長くなる。したがって、サイクルタイムが長くなる。
【０００９】
ねじエアー圧送方式のねじ締め機では、たとえば頭部に対しねじ部の軸線方向長さが相対的に短いねじ８を、ねじ送りチューブ７で圧送すると、このねじ送りチューブ７内でねじ８が回転する。これによってねじ締めドライバ５の軸線方向一端側に送られたねじ８が、予め定める締結可能な姿勢から外れた姿勢となる。したがってねじ締めミスを起こす。
【００１０】
ねじ供給一体式のねじ締め機では、ねじ締めドライバ９の重量にねじ供給機１０およびねじ供給機１０内のねじの重量が加わる分、ねじ締め機の全体重量が重くなる。したがって、たとえばこのねじ締め機をロボットで支持する際には、前記ロボットが大形化する。しかも、ねじ供給機１０に下り傾斜状に付設されるシュート１１において、ねじ詰まりを起こすおそれがある。
【００１１】
したがって本発明の目的は、締結具を締結手段に確実かつ迅速に供給することができる締結装置、締結具供給装置および締結具規整装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、締結具を用いて、複数の被締結部材を締結作業位置で締結可能な締結手段と、
締結具を収容可能でかつ、締結手段に別体に設けられる収容手段と、
収容手段から締結手段に締結具を搬送する搬送手段とを備えることを特徴とする締結装置である。
【００１３】
本発明に従えば、締結手段に別体に設けられる収容手段に、締結具が収容される。この締結具は、搬送手段によって締結手段に搬送される。その後締結手段は、締結具を用いて、複数の被締結部材を締結作業位置で締結する。特に収容手段は、締結手段に別体に設けられるので、締結手段が収容手段に一体化されたものと比べて、締結手段の軽量化を図ることができる。これによってたとえばロボットなどの搬送機構を大形化することなく、締結手段だけを前記搬送機構で容易に支持することが可能となる。しかも搬送手段によって、締結具を締結手段に確実に搬送することが可能となるので、従来のものよりも、締結具を確実かつ迅速に締結手段に搬送したうえで、複数の被締結部材を締結作業位置で締結することができる。
【００１４】
請求項２記載の本発明は、締結手段に一体に設けられ、締結具を予め定める姿勢に規整して締結手段に送り出す規整手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、締結手段に規整手段が一体に設けられる。規整手段は、締結具を予め定める姿勢に規整して、締結手段に送り出す。このように規整手段は、締結具を予め定める姿勢に規整することができるので、たとえば収容手段において、締結具を予め定める姿勢に規整する必要がなくなる。換言すれば、締結具を、搬送方向上流側の収容手段で規整することなく、収容手段よりも搬送方向下流側の規整手段であって締結手段に一体の規整手段において規整している。したがってたとえば締結具の搬送速度を従来のものよりも上げることができ、サイクルタイムを短縮することが可能となる。
【００１６】
請求項３記載の本発明は、規整手段は、
略円柱状の被締結部と、被締結部の軸線方向一端部に設けられる被締結部よりも大径の頭部とを有する締結具を予め定める姿勢に規整する規整手段であって、上方に向かうにつれて拡開するように相互に間隔をあけて配置され、締結具の頭部を係止して支持する複数の支持体と、
複数の支持体のうち少なくともいずれか１つの支持体を、他の支持体に対して相対的に移動駆動する駆動手段とを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、締結具は、複数の支持体によって支持される。これら複数の支持体は、上方に向かうにつれて拡開するように相互に間隔をあけて配置され、締結具の頭部を係止して支持する。仮に複数の支持体が頭部を係止していなくても、駆動手段によって、複数の支持体のうち少なくともいずれか１つの支持体を、他の支持体に対して相対的に移動駆動する。これによって略円柱状の被締結部よりも大径の頭部が、複数の支持体で確実に係止され支持される。このように締結具が予め定める姿勢に確実に規整される。
【００１８】
請求項４記載の本発明は、締結手段は、規整機構から送り出される複数の締結具を、整列させた状態で略鉛直方向に締結作業位置付近まで案内する案内部を有することをことを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、規整機構から送り出される複数の締結具は、締結手段の案内部によって、整列させた状態で略鉛直方向に締結作業位置付近まで案内される。特に複数の締結具は、整列させた状態で略鉛直方向に案内されるので、締結具の重力を利用して締結具を締結作業位置付近まで案内することができる。つまり締結具が案内途中で不所望に停止することを防止することができる。
【００２０】
請求項５記載の本発明は、締結手段は、案内部に案内される各締結具を、１つずつ払い出す払い出し機構を有することを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、案内部に案内される各締結具は、払い出し機構によって１つずつ払い出される。つまり各締結具は案内部によって案内され、締結具の重力を利用して払い出し機構によって１つずつ確実に払い出される。
【００２２】
請求項６記載の本発明は、払い出し機構によって払い出される締結具を、締結作業位置に送る送り手段をさらに有することを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、払い出し機構によって払い出される締結具は、送り手段によって、締結作業位置に送られる。したがって締結具が締結作業位置付近で不所望に停止することを防止し、締結具を締結作業位置に確実に送ることができる。
【００２４】
請求項７記載の本発明は、締結手段は、
締結具が締結作業位置から変位することを阻止する阻止部と、
締結具によって各被締結部材を締結する締結操作を実行する締結部とを有することを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、締結手段は阻止部と締結部とを有し、締結具は、阻止部によって締結作業位置から変位することを阻止された状態で、締結部によって締結操作が実行される。
【００２６】
請求項８記載の本発明は、締結手段は、
締結部によって締結操作された締結具による締結状態を検知する締結検知手段をさらに有することを特徴とする。
【００２７】
本発明に従えば、締結部によって締結操作された締結具による締結状態は、締結検知手段によって検知される。換言すれば、締結検知手段によって締結具が締結されているか否かを検知することができる。
【００２８】
請求項９記載の本発明は、締結部は、締結具に係合した状態で締結具を操作する機構であり、
締結手段は、
締結部を締結具に係合させるとき、締結具の変位を規制する規制手段をさらに有することを特徴とする。
【００２９】
本発明に従えば、締結具の変位を規制手段によって規制した状態で、締結部を締結具に係合させることができる。逆に言えば、締結部を締結具に係合させるとき、締結具の変位が規制されているので、締結具への締結部の係合を簡単化することができる。
【００３０】
請求項１０記載の本発明は、締結部は、締結具に係合した状態で締結具を操作する機構であり、
締結手段は、締結部と締結具との係合状態を検知する検知手段とを有することを特徴とする。
【００３１】
本発明に従えば、検知手段によって、締結部と締結具との係合状態を検知することができる。この検知手段によって、締結部と締結具とが係合状態にあると検知された後、締結部によって締結具を操作することができる。
【００３２】
請求項１１記載の本発明は、締結手段は、
締結部と被締結部材との衝突を阻止する衝突阻止部をさらに有することを特徴とする。
【００３３】
本発明に従えば、衝突阻止部によって、締結部と被締結部材との衝突が阻止される。したがって前記衝突に起因する締結部および被締結部材の変形、破損を防止することが可能となる。
【００３４】
請求項１２記載の本発明は、収容手段は、複数の収容領域を有し、
搬送手段は、各収容領域に収容される締結具を選択的に規整手段に供給することを特徴とする。
【００３５】
本発明に従えば、各収容領域に収容される締結具は、搬送手段によって選択的に規整手段に供給される。これによってたとえば、締結対象となる締結具の種類を変更することが可能となる。
【００３６】
請求項１３記載の本発明は、搬送手段は、収容手段から予め定める２個以上の個数の締結具を締結手段に一度に搬送することを特徴とする。
【００３７】
本発明に従えば、搬送手段によって、予め定める２個以上の個数の締結具を、収容手段から締結手段に一度に搬送することができる。このように複数の締結具を締結手段に一度に搬送することができるので、サイクルタイムの短縮を図ることができる。
【００３８】
請求項１４記載の本発明は、搬送手段は、直進フィーダを備えることを特徴とする。
【００３９】
本発明に従えば、直進フィーダを用いて、締結手段への締結具の搬送を実現することができる。
【００４０】
請求項１５記載の本発明は、搬送手段は、締結具をカートリッジに収納して搬送することを特徴とする。
【００４１】
本発明に従えば、締結具をカートリッジに収納して搬送することができるので、たとえばカートリッジ単位で締結具の種類を変更することができる。カートリッジにたとえば複数の締結具を収納しておき、締結手段にこれら複数の締結具を一度に搬送することができる。
【００４２】
請求項１６記載の本発明は、搬送手段は、磁気力を利用して締結具を搬送することを特徴とする。
【００４３】
本発明に従えば、締結具を磁気力を利用して搬送することができる。したがって締結具を搬送するための機構を極力簡単化することができる。
【００４４】
請求項１７記載の本発明は、搬送手段は、締結具の受け取り位置と、締結具の払い出し位置とにわたって変位自在に設けられる締結具保持体を有し、締結具を受け取り位置で受け取って払い出し位置まで搬送し、払い出し位置で締結手段に払い出すことを特徴とする。
【００４５】
本発明に従えば、締結具保持体は、締結具の受け取り位置と、締結具の払い出し位置とにわたって変位自在に設けられる。この締結具保持体によって、締結具を受け取り位置で受け取って払い出し位置まで搬送し、払い出し位置で締結手段に払い出すことができる。このように締結具の受け取りおよび払い出しを実現することができる。
【００４６】
請求項１８記載の本発明は、締結具保持体は、締結具保持体に対する締結具の位置ずれを阻止して、締結具を保持する保持部が設けられることを特徴とする。
【００４７】
本発明に従えば、締結具は締結具保持体の保持部に設けられる。この保持部によって、締結具保持体に対する締結具の位置ずれを阻止することができる。したがって締結具を締結手段に確実に搬送し、この締結具を用いて、複数の被締結部材を締結作業位置で確実に締結することが可能となる。
【００４８】
請求項１９記載の本発明は、保持部は、締結具が部分的に嵌まり込む凹所が形成されることを特徴とする。
【００４９】
本発明に従えば、保持部に形成される凹所に、締結具が部分的に嵌まり込む。これによって締結具保持体に対する締結具の位置ずれ阻止を実現することができる。
【００５０】
請求項２０記載の本発明は、保持部は、磁気力を利用して位置ずれを阻止することを特徴とする。
【００５１】
本発明に従えば、磁気力を利用することで、締結具保持体に対する締結具の位置ずれ阻止を実現することができる。これによってたとえば締結具保持体の構造を簡単化することができる。
【００５２】
請求項２１記載の本発明は、締結具を収容可能な収容手段と、
収容手段に収容される締結具を、非整列状態で流体圧力を利用して搬送するための搬送手段とを備えることを特徴とする締結具供給装置である。
【００５３】
本発明に従えば、締結具を収容手段に収容しておき、この収容手段に収容される締結具を、搬送手段によって非整列状態で流体圧力を利用して搬送することができる。このように締結具を非整列状態で流体圧力を利用して搬送することができるので、たとえば複数の締結具を、搬送途中で不所望に詰まらせることなく確実に搬送することができる。
【００５４】
請求項２２記載の本発明は、略円柱状の締結部と、締結部の軸線方向一端部に設けられる締結部よりも大径の頭部とを有する締結具を予め定める姿勢に規整する締結具規整装置であって、
上方に向かうにつれて拡開するように相互に間隔をあけて配置され、締結部の頭部を係止して支持する複数の支持体と、
複数の支持体のうち少なくともいずれか１つの支持体を、他の支持体に対して相対的に移動駆動する駆動手段とを有することを特徴とする締結具規整装置である。
【００５５】
本発明に従えば、締結具は、複数の支持体によって支持される。これら複数の支持体は、上方に向かうにつれて拡開するように相互に間隔をあけて配置され、締結具の頭部を係止して支持する。仮に複数の支持体が頭部を係止していなくても、駆動手段によって、複数の支持体のうち少なくともいずれか１つの支持体を、他の支持体に対して相対的に移動駆動する。これによって略円柱状の被締結部よりも大径の頭部が、複数の支持体で確実に係止され支持される。このように締結具が予め定める姿勢に確実に規整される。
【００５６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るねじ締め機２０の斜視図である。図２は、ねじ締め機２０の正面図である。本実施形態は、たとえば電子機器などにねじを自動的に装着するねじ締め機に、本発明の締結装置を適用した場合の一例を示す。締結装置としてのねじ締め機２０は、主に、締結手段としてのドライバユニット２１と、ねじ押し機構２２およびねじ出し機構２３と、ねじ整列機構２４と、ねじ供給機２５と、図示外のドライバユニット用電源とを有する。ねじ供給機２５から供給される締結具であるねじ２６は、ねじ整列機構２４などを経由した後、ねじ押し機構２２およびねじ出し機構２３によって締結作業位置Ｐ１に送られる。送られたねじ２６を用いて、複数の被締結部材をドライバユニット２１で締結するようになっている。
【００５７】
図３は、ねじ供給機２５の構造を概略示す斜視図である。図１および図２も参照しつつ説明する。ねじ供給機２５は、ケーシング２７と、直進フィーダ２８と、ねじ圧送機構２９とを有する。ケーシング２７は、複数のねじ２６と直進フィーダ２８とを収容するケーシング２７であって、ドライバユニット２１に別体にかつたとえば床面に固定的に設けられる。この床面に略垂直な方向をＺ方向と定義する。
【００５８】
ねじ圧送機構２９は、直進フィーダ２８から送られるねじ２６を、ねじ整列機構２４に圧送する機構であり、図示外の空気圧供給源と圧送チューブ３０とを有する。圧送チューブ３０は、可撓性を有し、ケーシング２７および後述するねじ整列機構２４に対して変位可能になっている。圧送チューブ３０の内径は、圧送対象のねじ２６の頭部の直径よりも大径に設定される。
【００５９】
この圧送チューブ３０の長手方向一端部に、空気圧供給源からの圧縮空気が供給される。換言すれば圧送チューブ３０の長手方向一端部は、空気圧供給源およびケーシング２７に接続される。圧送チューブ３０の長手方向他端部は、ねじ整列機構２４まで延びこのねじ整列機構２４に接続される。ねじ２６は、直進フィーダ２８から順次供給され、圧送チューブ３０を通って非整列状態で流体圧力を利用してねじ整列機構２４に供給される。ケーシング２７が収容手段に相当する。直進フィーダ２８およびねじ圧送機構２９が搬送手段に相当する。ねじ供給機２５が締結具供給装置に相当する。
【００６０】
図４は、ねじ整列機構２４の２枚の支持体３１を表す斜視図である。図５は、支持体３１とねじ２６との関係を表し、支持体３１をねじ２６の搬送方向に垂直な仮想平面で切断して見た断面図である。図１および図２も参照しつつ説明する。規整手段および締結具規整装置としてのねじ整列機構２４は、後述するドライバユニット２１に一体に設けられる。ねじ整列機構２４は、ねじ２６を予め定める姿勢に規整して、ドライバユニット２１のねじ整列部３２に送り出す機構である。またこのねじ整列機構２４は、ねじ部２６ａと頭部２６ｂとを有するねじ２６を、予め定める姿勢に規整する機構である。ねじ部２６ａが被締結部に相当する。
【００６１】
ねじ整列機構２４は、複数の支持体３１と、支持体ベース部材３３と、駆動機構３４とを有する。支持体ベース部材３３は、ドライバユニット２１のベース板体３４にブラケットなどを介して固着される。この支持体ベース部材３３の一表面部に、複数の支持体３１と駆動機構３４とが支持される。複数の支持体３１は、矢符Ｚ１にて示すＺ方向一方に向かうにつれて拡開するように相互に間隔をあけて配置される。
【００６２】
これら支持体３１の成す角度αは、たとえば約１０度以上３０度以下に設定される。ただしこれら支持体３１の成す角度αは、必ずしも前記設定角度に限定されるものではない。各支持体３１は、長方形状に形成され、その長手方向の一辺がＺ方向に垂直なＸ方向に沿って配置される。このように複数の支持体３１は、拡開するように相互に間隔をあけて配置され、ねじ２６の頭部２６ｂを係止して支持するように構成されている。
【００６３】
駆動手段としての駆動機構３４は、支持体３１をＸ方向に移動駆動する機構であって、たとえばエアシリンダ３４ａなどによって実現される。たとえば支持体ベース部材３３に、２つのエアシリンダ３４ａのシリンダ本体が支持され、各エアシリンダ３４ａのロッド部が支持体３１にそれぞれ連結される。このエアシリンダ３４ａによって各支持体３１はＸ方向に移動するように構成されている。
【００６４】
本実施形態においては２つのエアシリンダ３４ａを設けているが、必ずしもこの形態に限定されるものではない。たとえば一方の支持体３１を移動駆動する１つのエアシリンダ３４ａを設け、他方の支持体３１を支持体ベース部材３３に固定して設けた構成にすることも可能である。すなわち駆動機構３４は、複数の支持体３１のうち少なくともいずれか１つの支持体３１を、他の支持体３１に対して相対的に移動駆動する機構であればよい。
【００６５】
前述の駆動機構３４によって支持体３１を移動駆動することで、ねじ２６を予め定める姿勢、具体的にはねじ２６の軸線方向が略鉛直方向向きとなる姿勢でかつねじ部２６ａが矢符Ｚ２にて示すＺ方向他方に向かう姿勢に確実に規整するとともに、ねじ２６の頭部２６ｂを複数の支持体３１で係止して支持することができる。すなわちねじ部２６ａが複数の支持体３１に規制されない条件で、かつ、ねじ部２６ａのうちの頭部２６ｂ寄りの軸線方向一端側部分に、ねじ２６の重心が存在することに起因して、頭部２６ｂの外周部分が複数の支持体３１で支持され、このねじ２６が略鉛直方向向きとなる姿勢に支持される。
【００６６】
仮に、複数の支持体３１がねじ２６の頭部２６ｂを係止していなくても、駆動機構３４によって支持体３１をＸ方向に移動駆動することによって、略円柱状のねじ部２６ａよりも大径の頭部２６ｂが、複数の支持体３１で確実に係止され支持され、このねじ２６は、ねじ部２６ａがＺ方向他方Ｚ２に向かう略鉛直方向向きとなる姿勢に支持される。図５の２点鎖線で示すように、仮に、ねじ部２６ａがＺ方向一方Ｚ１に向かう姿勢にねじ２６が支持されていたとしても、前記と同様に駆動機構３４によって支持体３１をＸ方向に移動駆動することによって、ねじ部２６ａよりも大径の頭部２６ｂが、複数の支持体３１で確実に係止され支持され、このねじ２６は、ねじ部２６ａがＺ方向他方Ｚ２に向かう略鉛直方向向きとなる姿勢に支持される。
【００６７】
図６は、ねじ整列部３２を、ねじ供給方向から見た端面図である。図７は、ねじ整列部３２およびねじエスケープ機構３５の要部を拡大して示す図である。図２も参照しつつ説明する。ねじ整列機構２４によって予め定める姿勢に規制されたねじ２６は、案内部としてのねじ整列部３２に送られる。このねじ整列部３２はドライバユニット２１のベース板体３４に一体に設けられる。つまりドライバユニット２１はねじ整列部３２を有し、ねじ整列部３２は、ねじ整列機構２４から送り出される複数のねじ２６を、整列させた状態で略鉛直方向に締結作業位置付近まで案内する。
【００６８】
具体的にねじ整列部３２は、一定間隔を隔てて平行に配置される２本のレール部材３６を備えている。これらレール部材３６の長手方向は、Ｚ方向向きに配置される。一方のレール部材３６と他方のレール部材３６との間に、ねじ部２６ａが供給される。しかも頭部２６ｂの座面が、２本のレール部材３６の一側縁部３６ａに略摺接するように規制される。ねじ整列機構２４から送り出される複数のねじ２６は、ねじ整列部３２によって、整列させた状態で略鉛直方向に締結作業位置付近まで案内される。特に複数のねじ２６は、整列させた状態で略鉛直方向に案内されるので、ねじ２６の重力を利用してねじ２６を締結作業位置付近まで案内することができる。つまりねじ２６が案内途中で不所望に停止することを防止することができる。
【００６９】
ドライバユニット２１は、払い出し機構としてのねじエスケープ機構３５を備えている。ねじエスケープ機構３５は、ねじ整列部３２に案内される各ねじ２６を１つずつ払い出す機構であって、２つのエアシリンダ３７と、各エアシリンダ３７に設けられるエスケープピン３８とを有する。これらエアシリンダ３７は、それぞれＸ方向向きに平行にドライバユニット２１に固着される。しかも２つのエアシリンダ３７は、Ｚ方向に所定小距離間隔をあけて配置される。
【００７０】
ドライバユニット３７のベース板体３４に一体に設けられるブラケット３９に、各エアシリンダ３７のロッド部が固着され、そのシリンダ本体に２本のエスケープピン３８が付設される。シリンダ本体からエスケープピン３８がＸ方向一方に平行に突出するように配設される。また２本のエスケープピン３８は、ねじ２６の頭部２６ｂの直径よりもやや小さい間隔δを隔てて配設される。しかも２本のエスケープピン３８は、Ｘ方向およびＺ方向に直交するＹ方向に並んで配設される。
【００７１】
２つのエアシリンダ３７のうちＺ方向一方のエアシリンダ３７を伸長した状態で、そのシリンダ本体に付設される２本のエスケープピン３８が、ねじ整列部３２の案内方向一方のねじ２６の頭部２６ｂを支持する。この状態においてＺ方向他方のエアシリンダ３７を伸長させ、その２本のエスケープピン３８をＸ方向一方に突出する。次にＺ方向一方のエアシリンダ３７を収縮させ、その２本のエスケープピン３８をＸ方向他方に退入させる。これによって前記案内方向一方のねじ２６の頭部２６ｂを、突出した状態にある２本のエスケープピン３８によって支持する。
【００７２】
次に、Ｚ方向一方のエアシリンダ３７を伸長させ、ねじ２６の頭部２６ｂと、このねじ２６に隣接するねじ２６の頭部２６ｂとの間に、このエアシリンダ３７の２本のエスケープピン３８を突出させる。これによって案内方向に隣接する前記ねじ２６の頭部２６ｂを支持することができる。その後Ｚ方向他方のエアシリンダ３７を収縮させ、その２本のエスケープピン３８をＸ方向他方に退入させる。これによってねじ整列部３２に案内される各ねじ２６を確実に１つずつ払い出すことができる。
【００７３】
図８は、ねじ押し機構２２とねじ２６との関係を部分的に表す図である。図９は、ねじ押し機構２２およびねじ出し機構２３を部分的に表す図である。図１０は、ねじ押し機構２２とねじ２６との関係を部分的に表す斜視図である。これらねじ押し機構２２およびねじ出し機構２３は、ねじエスケープ機構３５によって払い出されるねじ２６を締結作業位置Ｐ１に送る機構であり、ドライバユニット２１に一体に設けられる。
【００７４】
ねじ出し機構２３は、保持板体４０をＸ方向に移動させる機能を有する。つまりねじ出し機構２３は、Ｘ方向向きに配置される第１のエアシリンダ４１を有し、そのロッド４１ａに、ねじ２６を保持するための保持板体４０が連結されている。ねじ押し機構２２は、Ｘ方向向きに配置される第２のエアシリンダ４２を有する。そのロッドに、ねじ２６を押圧するための押圧板体２２ａが連結されている。
【００７５】
ねじエスケープ機構３５によって払い出されたねじ２６は、ねじ支持部材４３に送られる。このねじ支持部材４３は、Ｙ方向に見て湾曲するように形成され、ねじ整列部３２に一体に設けられる。ねじ支持部材４３は、レール部材４４，４５とねじ脱落防止部材４６とを有する。レール部材４４，４５は、Ｙ方向に一定間隔を隔てて平行に配置される。レール部材４４とレール部材４５との間にねじ部２６ａを挿入しつつ、頭部２６ｂの座面をこれらレール部材４４，４５の一表面部で支持する。これらレール部材４４，４５のＺ方向一方に所定の間隔を隔ててねじ脱落防止部材４６が設けられる。つまりねじ脱落防止部材４６もレール部材４４，４５と略同様に湾曲形成されている。したがってねじエスケープ機構４３によって払い出されたねじ２６は、レール部材４４とレール部材４５との間に支持されつつ湾曲面に沿って滑り落ちるとともに、ねじ脱落防止部材４６によって脱落を防止される。
【００７６】
ねじ２６がねじ支持部材４３の送り方向下流側に到着したとき、ねじ押し機構２２によって、レール部材４４とレール部材４５との間に、押圧板体２２ａを突出させる。ねじ支持部材４３にあるねじ２６は、この押圧板体２２ａに押圧されて、ねじ支持部材４３から離隔して保持板体４０の凹所４０ａに確実に支持される。その後ねじ出し機構２３によって、保持板体４０およびこの保持板体４０に支持されたねじ２６を締結作業位置Ｐ１に確実に移送することができる。これらねじ押し機構２２およびねじ出し機構２３が、送り手段に相当する。
【００７７】
図１１は、ねじ吸着用スリーブ４７およびねじ浮き検知スリーブ４８を、ドライバビット４９の軸線を含む仮想平面で切断して示す断面図である。図１および図２も参照しつつ説明する。ドライバユニット２１は、主に、ベース板体３４と、エアーシリンダ５０と、ねじ締めヘッド５１とを有する。ベース板体３４に、エアーシリンダ５０のシリンダ本体がＺ方向向きに固着され、そのロッド部５０ａにブラケット５２を介してねじ締めヘッド５１が連結されている。つまりこのエアーシリンダ５０によってねじ締めヘッド５１は、ベース板体３４に対してＺ方向に変位可能である。
【００７８】
ねじ締めヘッド５１は、モータ５２と、締結部としてのドライバビット４９と、案内筒としてのねじ吸着用スリーブ４７と、締結検知機構５３と、規制機構５４と、検知機構５５とを有する。ブラケット５２には、前記モータ５２のハウジング５２ａが固定されている。このモータ５２は、ねじ締めのための正逆回転可能なモータ５２であり、たとえばステッピングモータなどによって実現される。
【００７９】
モータ５２の出力軸には、ねじ２６を締めるためのドライバビット４９であって、ねじ２６に係合した状態でねじ２６を操作する機構であるドライバビット４９が固定される。ドライバビット４９に、検知用スリーブ４８を介して、阻止部としてのねじ吸着用スリーブ４７であってドライバビット４９の先端部にねじ２６を吸着させて保持するためのねじ吸着用スリーブ４７がルーズに挿通される。また吸着用スリーブ４７によって、ねじ２６が締結作業位置Ｐ１から変位することを阻止される。ドライバビット４９に対し、その軸線方向に変位可能に検知用スリーブ４８が挿通される。この検知用スリーブ４８に対し、その軸線方向に変位可能に吸着用スリーブ４７が挿通される。これら検知用スリーブ４８および吸着用スリーブ４７は、略円筒形状に形成されている。しかも検知用スリーブ４８および吸着用スリーブ４７は、たとえば図示外の圧縮コイルばねによって矢符Ｚ２にて示すＺ方向他方に付勢される。
【００８０】
締結検知手段としての締結検知機構５３は、ドライバビット４９によって締結操作されたねじ２６による締結状態を検知する機構である。この締結検知機構５３は、高さ検知センサ５６と被検知片５７とを有する。ねじ吸着用スリーブ４７の外周におけるＺ方向一端部に高さ検知センサ５６が取り付けられている。この高さ検知センサ５６は、ねじ吸着用スリーブ４７とねじ検知用スリーブ４８との段差ｄ１を検知するセンサである。ねじ検知用スリーブ４８の外周には、被検知片５７が半径方向外方に突出し、かつ高さ検知センサ５６に対向するように配設されている。
【００８１】
ねじ吸着用スリーブ４７の長手方向一端部は、圧縮コイルばねの付勢力によって、ねじ２６の頭部２６ｂ外周を囲み被締結部材Ｗに当接する。これとともにねじ検知用スリーブ４８の長手方向一端部は、圧縮コイルばねの付勢力によって、ねじ２６の頭部２６ｂに常に当接している。ドライバビット４９によってねじ２６を締結操作した後、高さ検知センサ５６と被吸着片５７との相対変位によって、ねじ２６が被締結部材Ｗに正常に締結されたか否かが検知される。
【００８２】
換言すれば、ねじ２６が被締結部材Ｗに正常に締結されて、ねじ２６の頭部２６ｂの座面が被締結部材Ｗに密接に当接された状態になると、高さ検知センサ５６と被吸着片５７との相対変位量、つまり相対距離が予め定める範囲に入ることで、たとえば高さ検知センサ５６がオンとなる。これによってねじ２６が被締結部材Ｗに正常に締結されたと判定される。ねじ２６の座面が被締結部材Ｗに当接された状態にならなければ、高さ検知センサ５６と被吸着片５７との相対距離が予め定める範囲から外れ、たとえば高さ検知センサ５６がオフとなる。これによってねじ２６は被締結部材Ｗが正常に締結されていないと判定される。相対変位量が予め定める範囲に入るとき、高さ検知センサ５６がオフとなり、相対変位量が予め定める範囲から外れるとき、高さ検知センサ５６がオンとなるように締結検知機構５３を構成することも可能である。
【００８３】
図１２は、ねじ吸着用スリーブ４７およびねじ検知用スライド板５８を、ドライバビット４９の軸線を含む仮想平面で切断して示す断面図である。本実施形態においては、ねじ検知用スリーブ４８を設け、ねじ吸着用スリーブ４７とねじ検知用スリーブ４８との相対変位量によって、ねじ２６が被締結部材Ｗに正常に締結されたか否かを判定しているが、必ずしもこの形態に限定されるものではない。
【００８４】
たとえば図１２に示すように、ドライバビット４９にねじ吸着用スリーブ４７が挿通され、このねじ吸着用スリーブ４７の半径方向外方に、検知用スライド板５８が半径方向に変位可能に設けられる構成にすることも可能である。ねじ吸着用スリーブ４７の軸線方向一端部には、検知用スライド片５８の一端部５８ａが通過可能なスリット４７ａが形成されている。ドライバビット４９によってねじ２６を締結操作した後、吸着用スリーブ４７に設けられる高さ検知センサ５９と、検知用スライド片５８の他端部５８ｂとの半径方向の相対変位によって、ねじ２６が被締結部材Ｗに正常に締結されたか否かが検知される。
【００８５】
換言すれば、ねじ２６が被締結部材Ｗに正常に締結されて、ねじ２６の頭部２６ｂの座面が被締結部材Ｗに密接に当接された状態になると、検知用スライド片５８の一端部５８ａがその頭部２６ｂの外周面に当接する。これによって高さ検知センサ５９と検知用スライド片５８の他端部５８ｂとの半径方向の相対変位量が予め定める範囲に入ることで、たとえば高さ検知センサ５９がオンとなる。これによってねじ２６が被締結部材Ｗに正常に締結されたと判定される。
【００８６】
ねじ２６の座面が被締結部材Ｗに当接された状態にならなければ、検知用スライド片５８の一端部５８ａが座面と被締結部材Ｗとの隙間ｄ２に進入する。これによって高さ検知センサ５９と検知用スライド片５８の他端部５８ｂとの半径方向の相対変位量が予め定める範囲から外れ、たとえば高さ検知センサ５９がオフとなる。これによってねじ２６は被締結部材Ｗに正常に締結されていないと判定される。相対変位量が予め定める範囲に入ったとき、高さ検知センサ５９がオフとなり、相対変位量が予め定める範囲から外れたとき、高さ検知センサ５９がオンとなるように構成することも可能である。
【００８７】
図１３は、ドライバビット４９と、ねじ２６の変位を規制する規制機構５４との関係を示す図である。規制手段としての規制機構５４は、ドライバビット４９をねじ２６に係合させるとき、ねじ２６の変位を規制する機構である。この規制機構５４は、規制部材６０と図示外のアクチュエータとを有する。規制部材６０は、ねじ部２６ａをこのねじ部２６ａの半径方向の両側から挟んで軸線まわりの変位を規制する部材である。
【００８８】
規制部材６０にアクチュエータが連結され、アクチュエータによって、規制部材６０がねじ部２６ａを挟む規制状態と、規制部材６０がねじ部２６ａから離隔する開放状態とにわたって位置切り換え可能に構成されている。具体的にアクチュエータによって、規制部材６０をねじ部２６ａを挟む規制状態に位置切り換えした後、ドライバビット４９をねじ２６に係合させる。その後、アクチュエータによって、規制部材６０を開放状態に位置切り換えした後、締結操作を実行する。
【００８９】
図１４は、ドライバビット４９とねじ２６との係合状態を検知する検知機構５５を表す図である。検知機構５５は、検知センサ６１と、被検知部材６２と、圧縮コイルばね６３と、ピン６４とを有する。ドライバビット４９の軸中心にはピン６４が挿入され、このピン６４はドライバビット４９に対し軸線方向に相対変位可能に設けられる。ピン６４の長手方向一端部には、被検知部材６２を介して圧縮コイルばね６３が設けられている。ピン６４の長手方向他端部６４ａは、圧縮コイルばね６３の付勢力によって矢符Ｚ２にて示すＺ方向他方に付勢されて、ドライバビット４９の先端部から所定小距離突出可能に構成されている。
【００９０】
被検知部材６２は、ドライバビット４９よりもやや半径方向外方に突出するとともに、ピン６４と一体に軸線方向に変位する。検知センサ６１は、被検知部材６２に対向するようにドライバビット４９の半径方向外方に配置される。この検知センサ６１と被検知部材６２との相対変位によって、ドライバビット４９がねじ２６に係合されたか否かが判定される。
【００９１】
具体的にドライバビット４９がねじ２６に係合された状態になると、ピン６４が圧縮コイルばね６３の付勢力に抗してドライバビット４９に対して軸線方向に変位する。すなわちピン６４の長手方向他端部６４ａがドライバビット４９の先端部に退避する。これによって検知センサ６１と被検知部材６２との相対変位量が予め定める範囲に入ることで、たとえば検知センサ６１がオンとなる。これによってドライバビット４９がねじ２６に係合されたと判定される。
【００９２】
ドライバビット４９がねじ２６に係合されていない状態では、ピン６４が圧縮コイルばね６３の付勢力によって、ドライバビット４９の先端部から所定小距離突出する。これによって検知センサ６１と被検知部材６２との相対変位量が予め定める範囲から外れることで、たとえば検知センサ６１がオフとなる。これによってドライバビット４９はねじ２６に係合されていないと判定される。検知センサ６１と被検知部材６２との相対変位量が予め定める範囲に入ったとき、検知センサ６１がオフとなり、相対変位量が予め定める範囲から外れたとき、検知センサ６１がオンとなるように構成することも可能である。
【００９３】
図１５は、ドライバビット４９の先端部と被締結部材Ｗとの衝突を阻止する衝突阻止部６５を表す図である。たとえばドライバビット４９には、ドライバビット４９の先端部４９ａと被締結部材Ｗとの衝突を阻止する衝突阻止部６５が設けられている。ドライバビット４９の先端部４９ａは、矢符Ｚ１にて示すＺ方向一方に向かうに従って半径方向外方に連なるテーパ形状に形成されている。衝突阻止部６５は、このテーパ形状部分の基端部から半径方向外方に連なるように平坦状に形成される。しかも衝突阻止部６５の直径寸法Ｄｓは、ねじ孔の直径寸法Ｄｎよりもやや大きくなるように形成される。
【００９４】
被締結部材Ｗのねじ孔にねじ２６が存在しない状態では、衝突阻止部６５が少なくともねじ孔付近の一表面部Ｗｓに当接する。これによってドライバビット４９の先端部４９ａと被締結部材Ｗとの衝突を確実に阻止することができる。したがってねじ孔がドライバビット４９の先端部４９ａによって変形することを防止することができる。
【００９５】
図１６および図１７は、ねじ２６の種類を切り替える一手段を説明する図である。図３も参照しつつ説明する。ねじ圧送機構２９Ａ〜２９Ｃおよび直線フィーダ２８は、各収容領域に収容されるねじ２６を選択的にねじ整列機構２４に供給するように構成されている。たとえば図１６に示すように、圧送チューブ３０の圧送エアーを切り替えることで、各収容領域に収容されるねじ２６、すなわちねじ２６の種類を切り替えることができる。また図１７に示すように、ねじ圧送機構２９Ａ〜２９Ｃの圧送チューブ３０を、所望のねじ圧送機構２９Ａ（２９Ｂ，２９Ｃ）とねじ整列機構２４とにわたって接続することで、各収容領域に収容されるねじ２６、すなわちねじ２６の種類を切り替えることができる。
【００９６】
以上説明した第１の実施形態のねじ締め機２０によれば、特にねじ２６の収容手段は、ドライバユニット２１に別体に設けられるので、ドライバユニット２１が収容手段に一体化されたものと比べて、ドライバユニット２１の軽量化を図ることができる。これによってたとえばロボットの搬送機構を大形化することなく、ドライバユニット２１だけを前記搬送機構で容易に支持することが可能となる。しかも直進フィーダ２８およびねじ圧送機構２９によって、ねじ２６をねじ整列機構２４に確実に搬送することが可能となるので、従来のものよりも、ねじ２６を確実かつ迅速にドライバユニット２１に搬送したうえで、複数の被締結部材Ｗを締結作業位置Ｐ１で締結することができる。
【００９７】
ねじ締め機２０によれば、ドライバユニット２１にねじ整列機構２４が一体に設けられ、このねじ整列機構２４は、ねじ２６を予め定める姿勢に規整して、ねじ整列部３２に送り出す。このようにねじ整列機構２４は、ねじ２６を予め定める姿勢に規整することができるので、たとえばねじ供給機２５において、ねじ２６を予め定める姿勢に規整する必要がなくなる。換言すれば、ねじ２６を搬送方向上流側のねじ供給機２５で規整することなく、ねじ供給機２５よりも搬送方向下流側のねじ整列機構２４であってドライバユニット２１に一体のねじ整列機構２４において規整している。したがってたとえばねじ２６の搬送速度を従来のものよりも上げることができ、サイクルタイムを短縮することが可能となる。
【００９８】
ねじ整列機構２４において、ねじ２６は複数の支持体３１によって支持される。これら複数の支持体３１は、上方に向かうにつれて拡開するように相互に間隔をあけて配置され、ねじ２６の頭部２６ｂを係止して支持する。仮に複数の支持体３１が頭部２６ｂを係止していなくても、駆動機構３４によって、支持体３１を移動駆動することで、略円柱状のねじ部２６ａよりも大径の頭部２６ｂが、複数の支持体３１で確実に係止され支持される。このようにねじ２６が予め定める姿勢に確実に規整される。
【００９９】
ねじ整列部３２において、複数のねじ２６は、整列させた状態で略鉛直方向に案内されるので、ねじ２６の重力を利用してねじ２６を締結作業位置付近まで案内することができる。つまりねじ２６が案内途中で不所望に停止することを防止することができる。このねじ整列部３２に案内される各ねじ２６は、ねじエスケープ機構３５によって１つずつ払い出される。つまり各ねじ２６はねじ整列部３２によって案内され、ねじ２６の重力を利用してねじエスケープ機構３５によって１つずつ確実に払い出される。ねじエスケープ機構３５によって払い出されるねじ２６は、ねじ押し機構２２およびねじ出し機構２３によって、締結作業位置Ｐ１に送られる。したがってねじ２６が締結作業位置付近で不所望に停止することを防止し、ねじ２６を締結作業位置Ｐ１に確実に送ることができる。
【０１００】
ドライバユニット２１は、吸着用スリーブ４７とドライバビット４９とを有し、ねじ２６は、吸着用スリーブ４７によって締結作業位置Ｐ１から変位することを防止された状態で、ドライバビット４９によって締結操作が実行される。ドライバビット４９によって締結操作されたねじ２６による締結状態は、締結検知機構５３によって検知される。換言すれば、締結検知機構５３によって、ねじ２６が締結されているか否かを検知することができる。
【０１０１】
ねじ２６の変位を規制機構５４によって規制した状態で、ドライバビット４９をねじ２６に係合させることができる。逆に言えば、ドライバビット４９をねじ２６に係合させるとき、ねじ２６の変位が規制されるので、ねじ２６へのドライバビット４９の係合を簡単化することができる。また検知機構５５によって、ドライバビット４９とねじ２６との係合状態を検知することができる。この検知機構５５によって、ドライバビット４９とねじ２６とが係合状態にあると検知された後、ドライバビット４９によってねじ２６を操作することができる。
【０１０２】
ドライバビット４９には、衝突阻止部６５が設けられ、この衝突阻止部６５によって、ドライバビット４９の先端部４９ａと被締結部材Ｗとの衝突が阻止される。したがって前記衝突に起因するドライバビット４９の先端部４９ａおよび被締結部材Ｗの変形および破損を防止することが可能となる。ねじ圧送機構２９Ａ（２９Ｂ，２９Ｃ）および直線フィーダ２８は、各収容領域に収容されるねじ２６を選択的にねじ整列機構２４に供給するように構成されている。これによってたとえば、締結対象となるねじ２６の種類を簡単に変更することが可能となる。
【０１０３】
図１８は、本発明の第２の実施形態に係るねじ締め機２０Ａの正面図である。図１９は、ドライバユニット２１Ａと複数のねじ供給機２５とを示す斜視図である。図２０は、ねじ供給機２５と直進フィーダ６６とドライバユニット２１Ａとの関係を示す斜視図である。ただし前記実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。締結装置としてのねじ締め機２０Ａは、締結手段としてのドライバユニット２１Ａと、搬送手段としてのねじ供給機６７と、図示外のドライバユニット用電源とを有する。
【０１０４】
ねじ供給機６７は、直進フィーダ６８と、ねじ供給停止機構６９と、ねじ有無検知機構７０を有する。直進フィーダ６８の搬送方向下流側に、ねじ供給停止機構６９が付設される。このねじ供給停止機構６９はたとえばエアシリンダによって実現される。つまりエアシリンダのロッドによってねじ２６の供給路が遮断可能に構成される。
【０１０５】
具体的にエアシリンダが伸長状態にあるときには、ねじ２６の供給路が遮断される。エアシリンダが収縮状態にあるときには、ねじ２６の供給路が確保される。ねじ供給停止機構６９の直ぐ搬送方向下流側にねじ有無検知機構７０が配設される。ねじ有無検知機構７０は、非接触式のセンサによって実現される。このセンサは、ねじ２６の供給路に臨んで配置される。このようなねじ供給機６７を設けることで、ねじ供給機６７から任意の個数のねじ２６を、直進フィーダ６６を介してドライバユニット２１Ａに一度に送ることが可能となる。
【０１０６】
図１９に示すように、ねじ供給機２５にドライバユニット２１Ａを別体に設けたうえで、複数のねじ供給機２５のうちの所望のねじ供給機２５に対し、ドライバユニット２１Ａを移動させる構成にすることも可能である。これによってたとえば、ねじ２６の種類を簡単に切り替えることができる。
【０１０７】
図２１は、ドライバユニット２１Ａと、複数のねじ供給機２５およびカートリッジ７１との関係を示す斜視図である。図２２は、ねじ送り用磁石片７２によって、複数のねじ２６をカートリッジ７１に収容する技術を説明する斜視図である。図２３は、ドライバユニット２１Ａとカートリッジ７１とねじ供給機２５との関係を示す斜視図である。
【０１０８】
ドライバユニット２１Ａとねじ供給機２５とを別体に設け、ねじ供給機２５で整列させた２個以上のねじ２６、たとえば１０個分のねじ２６をカートリッジ７１に収納し、そのカートリッジ７１をドライバユニット２１Ａにセッティングさせた後、ねじ締め操作を実行する構成にしてもよい。複数のねじ供給機２５のうちの所望のねじ供給機２５に対し、ドライバユニット２１Ａを移動させ、カートリッジ７１を切り替えることでねじ２６の種類を切り替えることができる。ねじ供給機２５からねじ２６をカートリッジ７１に収納するとき、カートリッジ７１の一表面部に配置される磁石体７２を移動させることによって、つまり磁気力を利用して、ねじ２６をカートリッジ７１に移動させ収納させるように構成することも可能である。
【０１０９】
図２４は、ドライバユニット２１Ａと締結具保持体７３とねじ供給機２５との関係を示す斜視図である。図２５は、図２４の要部を拡大して示す斜視図である。図２６は、保持部７３ａが形成される締結具保持体７３の斜視図である。図２７は、磁石片７３ｂが付設される締結具保持体７３の斜視図である。
【０１１０】
ねじ供給機２５は、締結具保持体７３を有する構成にすることも可能である。このねじ供給機２５とドライバユニット２１Ａとは別体に設けられる。円板状の締結具保持体７３は、ねじ２６の受け取り位置Ｐｕと、ねじ２６の払い出し位置Ｐｈとにわたって変位自在すなわち回転自在に設けられる。本締結具保持体７３によれば、ねじ供給機２５で整列させたねじ２６を受け取り位置Ｐｕで受け取って払い出し位置Ｐｈまで搬送し、払い出し位置Ｐｈでドライバユニット２１Ａに払い出すことができる。
【０１１１】
締結具保持体７３には、ねじ２６を保持する保持部７３ａが設けられる。保持部７３ａは、たとえば図２６に示すように、ねじ２６が部分的に嵌まり込む凹所が形成される。このような保持部７３ａによって、締結具保持体７３に対するねじ２６の位置ずれを阻止して、ねじ２６を確実に保持することができる。また保持部はたとえば図２７に示すように、締結具保持体７３の一表面部のうちねじ支持箇所７３ｃ付近に付設される磁石片７３ｂによってすなわち磁気力を利用して、ねじ２６の位置ずれを阻止する形態であってもよい。
【０１１２】
以上説明した第２の実施形態のねじ締め機２０Ａによれば、ねじ供給機６７（２５）によって、予め定める２個以上の個数のねじ２６を、ドライバユニット２１Ａに一度に搬送することができる。このように複数のねじ２６をドライバユニット２１Ａに一度に搬送することができるので、サイクルタイムの短縮を図ることができる。また直進フィーダ６６を用いて、ドライバユニット２１Ａへのねじ２６の搬送を実現することができる。
【０１１３】
ねじ２６をカートリッジ７１に収納して搬送することができるので、たとえばカートリッジ７１単位でねじ２６の種類を変更することができる。カートリッジ７１にたとえば複数のねじ２６を収納しておき、ドライバユニット２１Ａにこれら複数のねじ２６を一度に搬送することができる。ねじ２６を磁気力を利用して搬送することができる。したがってねじ２６を搬送するための機構を極力簡単化することができる。
【０１１４】
締結具保持体７３は、ねじ２６の受け取り位置Ｐｕと、ねじ２６の払い出し位置Ｐｈとにわたって変位自在に設けられる。この締結具保持体７３によって、ねじ２６を受け取り位置Ｐｕで受け取って払い出し位置Ｐｈまで搬送し、払い出し位置Ｐｈでドライバユニット２１Ａに払い出すことができる。このようにねじ２６の受け取りおよび払い出しを実現することができる。
【０１１５】
ねじ２６は締結具保持体７３の保持部７３ａに設けられる。この保持部７３ａによって、締結具保持体７３に対するねじ２６の位置ずれを阻止することができる。したがってねじ２６をドライバユニット２１Ａに確実に搬送し、このねじ２６を用いて、複数の被締結部材Ｗを締結作業位置Ｐ１で確実に締結することが可能となる。たとえば保持部７３ａに形成される凹所に、ねじ２６が部分的に嵌まり込む。これによって締結具保持体７３に対するねじ２６の位置ずれ阻止を実現することができる。たとえば磁気力を利用することで、締結具保持体７３に対するねじ２６の位置ずれ阻止を実現することもできる。これによってたとえば締結具保持体７３の構造を簡単化することができる。その他第１または第２の実施形態に、特許請求の範囲を逸脱しない範囲において種々の部分的変更を行う場合もある。
【０１１６】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、特に収容手段は、締結手段に別体に設けられるので、締結手段が収容手段に一体化されたものと比べて、締結手段の軽量化を図ることができる。これによってたとえばロボットなどの搬送機構を大形化することなく、締結手段だけを前記搬送機構で容易に支持することが可能となる。しかも搬送手段によって、締結具を締結手段に確実に搬送することが可能となるので、従来のものよりも、締結具を確実かつ迅速に締結手段に搬送したうえで、複数の被締結部材を締結作業位置で締結することができる。
【０１１７】
請求項２記載の本発明によれば、締結手段に規整手段が一体に設けられる。規整手段は、締結具を予め定める姿勢に規整して、締結手段に送り出す。このように規整手段は、締結具を予め定める姿勢に規整することができるので、たとえば収容手段において、締結具を予め定める姿勢に規整する必要がなくなる。換言すれば、締結具を、搬送方向上流側の収容手段で規整することなく、収容手段よりも搬送方向下流側の規整手段であって締結手段に一体の規整手段において規整している。したがってたとえば締結具の搬送速度を従来のものよりも上げることができ、サイクルタイムを短縮することが可能となる。
【０１１８】
請求項３記載の本発明によれば、締結具は、複数の支持体によって支持される。これら複数の支持体は、上方に向かうにつれて拡開するように相互に間隔をあけて配置され、締結具の頭部を係止して支持する。仮に複数の支持体が頭部を係止していなくても、駆動手段によって、複数の支持体のうち少なくともいずれか１つの支持体を、他の支持体に対して相対的に移動駆動する。これによって略円柱状の被締結部よりも大径の頭部が、複数の支持体で確実に係止され支持される。このように締結具が予め定める姿勢に確実に規整される。
【０１１９】
請求項４記載の本発明によれば、特に複数の締結具は、整列させた状態で略鉛直方向に案内されるので、締結具の重力を利用して締結具を締結作業位置付近まで案内することができる。つまり締結具が案内途中で不所望に停止することを防止することができる。
【０１２０】
請求項５記載の本発明によれば、案内部に案内される各締結具は、払い出し機構によって１つずつ払い出される。つまり各締結具は案内部によって案内され、締結具の重力を利用して払い出し機構によって１つずつ確実に払い出される。
【０１２１】
請求項６記載の本発明によれば、払い出し機構によって払い出される締結具は、送り手段によって、締結作業位置に送られる。したがって締結具が締結作業位置付近で不所望に停止することを防止し、締結具を締結作業位置に確実に送ることができる。
【０１２２】
請求項７記載の本発明によれば、締結手段は阻止部と締結部とを有し、締結具は、阻止部によって締結作業位置から変位することを阻止された状態で、締結部によって締結操作が実行される。
【０１２３】
請求項８記載の本発明によれば、締結部によって締結操作された締結具による締結状態は、締結検知手段によって検知される。換言すれば、締結検知手段によって締結具が締結されているか否かを検知することができる。
【０１２４】
請求項９記載の本発明によれば、締結具の変位を規制手段によって規制した状態で、締結部を締結具に係合させることができる。逆に言えば、締結部を締結具に係合させるとき、締結具の変位が規制されているので、締結具への締結部の係合を簡単化することができる。
【０１２５】
請求項１０記載の本発明によれば、検知手段によって、締結部と締結具との係合状態を検知することができる。この検知手段によって、締結部と締結具とが係合状態にあると検知された後、締結部によって締結具を操作することができる。
【０１２６】
請求項１１記載の本発明によれば、衝突阻止部によって、締結部と被締結部材との衝突が阻止される。したがって前記衝突に起因する締結部および被締結部材の変形、破損を防止することが可能となる。
【０１２７】
請求項１２記載の本発明によれば、各収容領域に収容される締結具は、搬送手段によって選択的に規整手段に供給される。これによってたとえば、締結対象となる締結具の種類を変更することが可能となる。
【０１２８】
請求項１３記載の本発明によれば、搬送手段によって、予め定める２個以上の個数の締結具を、収容手段から締結手段に一度に搬送することができる。このように複数の締結具を締結手段に一度に搬送することができるので、サイクルタイムの短縮を図ることができる。
【０１２９】
請求項１４記載の本発明によれば、直進フィーダを用いて、締結手段への締結具の搬送を実現することができる。
【０１３０】
請求項１５記載の本発明によれば、締結具をカートリッジに収納して搬送することができるので、たとえばカートリッジ単位で締結具の種類を変更することができる。カートリッジにたとえば複数の締結具を収納しておき、締結手段にこれら複数の締結具を一度に搬送することができる。
【０１３１】
請求項１６記載の本発明によれば、締結具を磁気力を利用して搬送することができる。したがって締結具を搬送するための機構を極力簡単化することができる。
【０１３２】
請求項１７記載の本発明によれば、締結具保持体は、締結具の受け取り位置と、締結具の払い出し位置とにわたって変位自在に設けられる。この締結具保持体によって、締結具を受け取り位置で受け取って払い出し位置まで搬送し、払い出し位置で締結手段に払い出すことができる。このように締結具の受け取りおよび払い出しを実現することができる。
【０１３３】
請求項１８記載の本発明によれば、締結具は締結具保持体の保持部に設けられる。この保持部によって、締結具保持体に対する締結具の位置ずれを阻止することができる。したがって締結具を締結手段に確実に搬送し、この締結具を用いて、複数の被締結部材を締結作業位置で確実に締結することが可能となる。
【０１３４】
請求項１９記載の本発明によれば、保持部に形成される凹所に、締結具が部分的に嵌まり込む。これによって締結具保持体に対する締結具の位置ずれ阻止を実現することができる。
【０１３５】
請求項２０記載の本発明によれば、磁気力を利用することで、締結具保持体に対する締結具の位置ずれ阻止を実現することができる。これによってたとえば締結具保持体の構造を簡単化することができる。
【０１３６】
請求項２１記載の本発明によれば、締結具を収容手段に収容しておき、この収容手段に収容される締結具を、搬送手段によって非整列状態で流体圧力を利用して搬送することができる。このように締結具を非整列状態で流体圧力を利用して搬送することができるので、たとえば複数の締結具を、搬送途中で不所望に詰まらせることなく確実に搬送することができる。
【０１３７】
請求項２２記載の本発明によれば、締結具は、複数の支持体によって支持される。これら複数の支持体は、上方に向かうにつれて拡開するように相互に間隔をあけて配置され、締結具の頭部を係止して支持する。仮に複数の支持体が頭部を係止していなくても、駆動手段によって、複数の支持体のうち少なくともいずれか１つの支持体を、他の支持体に対して相対的に移動駆動する。これによって略円柱状の被締結部よりも大径の頭部が、複数の支持体で確実に係止され支持される。このように締結具が予め定める姿勢に確実に規整される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るねじ締め機２０の斜視図である。
【図２】ねじ締め機２０の正面図である。
【図３】ねじ供給機２５の構造を概略示す斜視図である。
【図４】ねじ整列機構２４の２枚の支持体３１を表す斜視図である。
【図５】支持体３１とねじ２６との関係を表し、支持体３１をねじ２６の搬送方向に垂直な仮想平面で切断して見た断面図である。
【図６】ねじ整列部３２を、ねじ供給方向から見た端面図である。
【図７】ねじ整列部３２およびねじエスケープ機構３５の要部を拡大して示す図である。
【図８】ねじ押し機構２２とねじ２６との関係を部分的に表す図である。
【図９】ねじ押し機構２２およびねじ出し機構２３を部分的に表す図である。
【図１０】ねじ押し機構２２とねじ２６との関係を部分的に表す斜視図である。
【図１１】ねじ吸着用スリーブ４７およびねじ浮き検知スリーブ４８を、ドライバビット４９の軸線を含む仮想平面で切断して示す断面図である。
【図１２】ねじ吸着用スリーブ４７およびねじ検知用スライド板５８を、ドライバビット４９の軸線を含む仮想平面で切断して示す断面図である。
【図１３】ドライバビット４９と、ねじ２６の変位を規制する規制機構５４との関係を示す図である。
【図１４】ドライバビット４９とねじ２６との係合状態を検知する検知機構５５を表す図である。
【図１５】ドライバビット４９の先端部と被締結部材Ｗとの衝突を阻止する衝突阻止部６５を表す図である。
【図１６】ねじ２６の種類を切り替える一手段を説明する図である。
【図１７】ねじ２６の種類を切り替える一手段を説明する図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態に係るねじ締め機２０Ａの正面図である。
【図１９】ドライバユニット２１Ａと複数のねじ供給機２５とを示す斜視図である。
【図２０】ねじ供給機２５と直進フィーダ６６とドライバユニット２１Ａとの関係を示す斜視図である。
【図２１】ドライバユニット２１Ａと、複数のねじ供給機２５およびカートリッジ７１との関係を示す斜視図である。
【図２２】ねじ送り用磁石片７２によって、複数のねじ２６をカートリッジ７１に収容する技術を説明する斜視図である。
【図２３】ドライバユニット２１Ａとカートリッジ７１とねじ供給機２５との関係を示す斜視図である。
【図２４】ドライバユニット２１Ａと締結具保持体７３とねじ供給機２５との関係を示す斜視図である。
【図２５】図２４の要部を拡大して示す斜視図である。
【図２６】保持部７３ａが形成される締結具保持体７３の斜視図である。
【図２７】磁石片７３ｂが付設される締結具保持体７３の斜視図である。
【図２８】ねじ１個取り方式のねじ締め機を表す図であり、（ａ）はねじ締め機１の斜視図、（ｂ）はねじ締めドライバ２とねじ供給機３とワーク４との関係を概略示す図である。
【図２９】ねじエアー圧送方式のねじ締め機を表す図であり、（ａ）はねじ締めドライバ５およびねじ供給機６を概略示す斜視図、（ｂ）はねじ送りチューブ７の断面図である。
【図３０】ねじ供給一体式のねじ締め機を概略表す図である。
【符号の説明】
２０，２０Ａ ねじ締め機
２１，２１Ａ ドライバユニット
２２ ねじ押し機構
２３ ねじ出し機構
２４ ねじ整列機構
２６ ねじ
２６ａ ねじ部
２６ｂ 頭部
２７ ケーシング
２８ 直進フィーダ
２９ ねじ圧送機構
３１ 支持体
３２ ねじ整列部
３４ 駆動機構
３５ ねじエスケープ機構
４７ ねじ吸着用スリーブ
４９ ドライバビット
５１ 締結検知機構
５４ 規制機構
５５ 検知機構
６５ 衝突阻止部
６６ 直進フィーダ
７１ カートリッジ
７３ 締結具保持体
７３ａ 保持部
Ｗ 被締結部材
Ｐ１ 締結作業位置
Ｐｕ 受け取り位置
Ｐｈ 払い出し位置

Claims (22)

1. 締結具を用いて、複数の被締結部材を締結作業位置で締結可能な締結手段と、
   締結具を収容可能でかつ、締結手段に別体に設けられる収容手段と、
   収容手段から締結手段に締結具を搬送する搬送手段とを備えることを特徴とする締結装置。
2. 締結手段に一体に設けられ、締結具を予め定める姿勢に規整して締結手段に送り出す規整手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の締結装置。
3. 規整手段は、
   略円柱状の被締結部と、被締結部の軸線方向一端部に設けられる被締結部よりも大径の頭部とを有する締結具を予め定める姿勢に規整する規整手段であって、
   上方に向かうにつれて拡開するように相互に間隔をあけて配置され、締結具の頭部を係止して支持する複数の支持体と、
   複数の支持体のうち少なくともいずれか１つの支持体を、他の支持体に対して相対的に移動駆動する駆動手段とを有することを特徴とする請求項２記載の締結装置。
4. 締結手段は、規整機構から送り出される複数の締結具を、整列させた状態で略鉛直方向に締結作業位置付近まで案内する案内部を有することをことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の締結装置。
5. 締結手段は、案内部に案内される各締結具を、１つずつ払い出す払い出し機構を有することを特徴とする請求項４記載の締結装置。
6. 払い出し機構によって払い出される締結具を、締結作業位置に送る送り手段をさらに有することを特徴とする請求項５記載の締結装置。
7. 締結手段は、
   締結具が締結作業位置から変位することを阻止する阻止部と、
   締結具によって各被締結部材を締結する締結操作を実行する締結部とを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の締結装置。
8. 締結手段は、
   締結部によって締結操作された締結具による締結状態を検知する締結検知手段をさらに有することを特徴とする請求項７記載の締結装置。
9. 締結部は、締結具に係合した状態で締結具を操作する機構であり、
   締結手段は、
   締結部を締結具に係合させるとき、締結具の変位を規制する規制手段をさらに有することを特徴とする請求項７または８記載の締結装置。
10. 締結部は、締結具に係合した状態で締結具を操作する機構であり、
    締結手段は、締結部と締結具との係合状態を検知する検知手段とを有することを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の締結装置。
11. 締結手段は、
    締結部と被締結部材との衝突を阻止する衝突阻止部をさらに有することを特徴とする７〜１０のいずれかに記載の締結装置。
12. 収容手段は、複数の収容領域を有し、
    搬送手段は、各収容領域に収容される締結具を選択的に規整手段に供給することを特徴とする請求項２〜１１のいずれかに記載の締結装置。
13. 搬送手段は、収容手段から予め定める２個以上の個数の締結具を締結手段に一度に搬送することを特徴とする請求項１記載の締結装置。
14. 搬送手段は、直進フィーダを備えることを特徴とする請求項１３記載の締結装置。
15. 搬送手段は、締結具をカートリッジに収納して搬送することを特徴とする請求項１３または１４記載の締結装置。
16. 搬送手段は、磁気力を利用して締結具を搬送することを特徴とする請求項１５記載の締結装置。
17. 搬送手段は、締結具の受け取り位置と、締結具の払い出し位置とにわたって変位自在に設けられる締結具保持体を有し、締結具を受け取り位置で受け取って払い出し位置まで搬送し、払い出し位置で締結手段に払い出すことを特徴とする請求項１３〜１６のいずれかに記載の締結装置。
18. 締結具保持体は、締結具保持体に対する締結具の位置ずれを阻止して、締結具を保持する保持部が設けられることを特徴とする請求項１７記載の締結装置。
19. 保持部は、締結具が部分的に嵌まり込む凹所が形成されることを特徴とする請求項１８記載の締結装置。
20. 保持部は、磁気力を利用して位置ずれを阻止することを特徴とする請求項１８記載の締結装置。
21. 締結具を収容可能な収容手段と、
    収容手段に収容される締結具を、非整列状態で流体圧力を利用して搬送するための搬送手段とを備えることを特徴とする締結具供給装置。
22. 略円柱状の締結部と、締結部の軸線方向一端部に設けられる締結部よりも大径の頭部とを有する締結具を予め定める姿勢に規整する締結具規整装置であって、
    上方に向かうにつれて拡開するように相互に間隔をあけて配置され、締結部の頭部を係止して支持する複数の支持体と、
    複数の支持体のうち少なくともいずれか１つの支持体を、他の支持体に対して相対的に移動駆動する駆動手段とを有することを特徴とする締結具規整装置。

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