JP2013107158A - チャックユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ねじの落下によるねじ締め不良を低減するとともにコンパクトなチャックユニットの提供を目的とする。
【解決手段】ビット８０を挿通可能なチャック本体１５を有し、このチャック本体１５にねじ保持部１６ａ，１７ａをそれぞれ備えた一対のチャック爪１６，１７を揺動自在に配するとともに、チャック爪１６，１７を常時閉じる方向に付勢する爪ばねと、閉じた前記チャック爪１６，１７に揺動して接続可能な供給パイプ１２と、供給パイプ１２とチャック爪１６，１７とを常時接続する方向へ付勢する弾性部材の一例であるねじりコイルばね１３とを備えてなるチャックユニット１０において、前記チャック爪１６，１７に嵌合する嵌合部１１ａ，１１ａを形成した揺動板１１および前記供給パイプ１２をともに揺動可能に構成した。これにより、前記ねじ９０が供給される際にチャック爪１６，１７から飛び出さない特徴がある。
【選択図】図３

Description

本発明は、締結部品の一例であるねじをねじ締め前に確実に保持できるチャックユニットに関する。

従来のチャックユニットは、特許文献１および特許文献２に示すものが広く知られている。まず、特許文献１のチャックユニットは、モータの回転を受けて回転するとともに前記ねじに係合可能なビットを挿通自在に配されたチャック本体を有し、このチャック本体に一対のチャック爪を対向にかつ揺動自在に配し、各チャック爪を常時閉じる方向に付勢する爪ばねを備え、前記チャック爪の揺動面に交差しかつ斜め後方に向かって延びるホース取付金具を固定し、このホース取付金具と前記チャック爪との間に供給パイプを揺動自在に配し、この供給パイプの内部経路が前記ホース取付金具および前記チャック爪それぞれの内部経路と連通するように前記供給パイプを常時付勢するねじりコイルばねを配してなる。これにより、前記チャック爪は、前記ホース取付金具に供給された前記ねじをその内部で正規の姿勢で保持し、その後、前記ビットの下降によって回転駆動した前記ビットは、前記ねじを下方に押し出す。このため、前記ねじは、前記ビットに係合した状態でその頭部と当接する各チャック爪を徐々に開き、このチャック爪の先端から排出されて前記ワークに螺入される。次に、特許文献２のチャックユニットは、モータの回転を受けて回転するとともに前記ねじを吸着可能なビットと、このビットを挿通自在に配されたチャック本体と、このチャック本体に揺動自在に配され前記ねじを保持可能な一対のチャック爪およびこのチャック爪を閉止あるいは拡開させる開閉手段を備えてなる。このため、前記チャック爪がねじの供給時であれば閉止できる一方、ねじの螺入時であれば拡開できるため、特許文献２のチャックユニットは、供給したねじを弾き飛ばす不具合を低減できる特徴がある。なお、これら従来のチャックユニットは、前記ホース取付金具に前記ねじの通過を可能に構成されたホースと接続されており、このホースは、前記ねじを個別に圧送するねじ供給機に接続されている。一方、特許文献３は、前記ねじに係合可能なビットと、このビットを内包する吸着パイプと、この吸着パイプを挿通可能なチャック本体と、このチャック本体の先端に揺動自在に配された一対のチャック爪とから構成される。また、前記ビットの先端は、前記吸着パイプの先端に対して奥方に配されるとともに、前記吸着パイプの上方に配されたクッションばねの作用を受けて前記吸着パイプの先端から突出可能に構成される。さらに、前記吸着パイプは、エアを吸引可能な吸引装置に接続されており、吸着パイプの内部に前記ねじを吸引可能に構成される。このため、前記吸着パイプは、前記チャック爪に保持された前記ねじをその先端から吸引して、ワークの表面と当接すると前記クッションばねが撓んで前記ビットのみが前進できる。このような吸引式ねじ締め機は、ねじ締め箇所付近に障害物等があるような締結困難なワークに対応できるため、ワークの形状が複雑化する現状において広く採用されている。

実開平05-070836号公報 特開平11-156648号公報 特許第3431815号公報

しかしながら、特許文献１のチャックユニットは、前記爪ばね（特許文献２の図６に示すばね２４，２４に相当する）の力が弱いと前記チャック爪が開く方向へ揺動し易いため、前記ねじ供給機からねじを圧送した際、圧送の勢いで前記ねじが前記チャック爪を開いて外部に飛び出す問題があった。また、この問題を解決するため、前記ねじ供給機のねじ圧送用のエア流量を少なく設定して圧送時のねじの勢いを小さくする必要があるが、この場合であると、圧送されるねじの圧送速度が低くなり、ねじの圧送に時間を要する問題があった。さらに、この課題を解決するため、前記爪ばねの力を強く設定することが考えられる。これにより、ねじの圧送時間を短縮できるとともにねじの圧送時に前記ねじがチャック爪内で確実に保持される。しかしながら、下降する前記吸着パイプは、閉じたチャック爪の内部に侵入し吸着パイプの先端とチャック爪とが当接しても前記爪ばねの力が強いため、チャック爪が完全に開くまでに前記クッションばねが大きく撓む。つまり、前記ビットのみが前進するため、前記ビットと係合したねじは、吸着パイプから押し出され前記ビットの推力を受けて強い閉力の前記チャック爪を押し広げる。このとき、前記ねじは、前記吸着パイプに吸引されていないため、前記チャック爪から前記ワーク上へ落下する問題もあった。そこで、この問題を解決するため、前記チャック爪を開く際、前記クッションばねが大きく撓まないようにするため、特許文献２のチャックユニットが考案された。しかしながら、特許文献２のチャックユニットは、前記開閉手段を必要とするため、サイズが大きくなる問題があった。また、前記チャック爪の開くタイミングを設定する必要があるため、前記開閉手段の制御が複雑になる問題もあった。

本発明は上記課題に鑑みて創成されたものであり、ねじの落下によるねじ締め不良を低減できコンパクトなチャックユニット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、締結部品に係合可能なビットあるいは前記ビットを内包した吸着パイプを挿通可能なチャック本体を有し、このチャック本体に前記締結部品の保持可能な一対のチャック爪を揺動自在に配するとともに、このチャック爪を常時閉じる方向へ付勢する爪ばねと、前記チャック爪の揺動面に交差しかつ斜め後方に向かって延びるホース取付金具と、このホース取付金具と前記チャック爪との間に配され揺動自在な供給パイプと、この供給パイプを前記ホース取付金具と前記チャック爪とを接続する方向へ常時付勢する弾性部材とを備えてなるチャックユニットにおいて、閉じた前記チャック爪に嵌合する嵌合部および前記弾性部材に常時当接する傾斜面をそれぞれ備えた揺動板を前記弾性部材に当接させるとともに前記供給パイプの揺動と連動するよう揺動自在に配し、前記チャック爪および前記嵌合部とを嵌合してなることを特徴とする。また、前記爪ばねの力は、最低限前記チャック爪を閉じた状態まで復帰できる値に設定することが好ましい。さらに、前記嵌合部の長さは、前記吸着パイプの先端によって前記チャック爪の揺動の開始直前までに前記チャック爪から前記嵌合部の嵌合を完全に解く寸法に設定することが好ましい。

本発明のチャックユニットは、ねじの供給時において、前記揺動板と前記チャック爪とが嵌合しているため、前記ねじ供給機のエア流量を多く設定しても圧送されるねじが前記チャック爪を押し広げることない。よって、圧送された前記ねじは前記チャック爪に確実に保持されるとともに、前記ねじの圧送時間が短縮できる利点がある。これにより、前記爪ばねの力を弱く設定できるため、下降する前記吸着パイプによって前記チャック爪を押し広げる際の前記吸着パイプの推力が低減できる。よって、前記チャック爪は容易に開くため、前記クッションばねの撓みを最小限に留められ、前記吸着パイプは、その内部に前記ねじを正規の姿勢で保持したままチャック爪から突出できる。これにより、従来のように前記ビットによって前記ねじが外部へ押し出される不具合が低減できる利点もある。さらに、本発明のチャックユニットは、前記供給パイプの揺動と前記揺動板の揺動とが連動するため、従来の前記開閉手段が不要となり、外観寸法が小さい利点もある。したがって、前記チャック爪の開くタイミングの設定あるいは制御を一切必要としない利点もある。

本発明に係わる一実施例の斜視図である。 本発明に係わる一実施例のねじ締め時の斜視図である。 本発明に係わる一実施例の動作説明図である。

以下、図１ないし図３に基づき本発明の一実施例を説明する。本発明のチャックユニット１０は、締結部品の一例であるねじ９０に係合可能なビット８０を挿通可能に形成されたチャック本体１５を備えており、このチャック本体１５に前記ねじ９０を保持可能な一対のチャック爪１６，１７を揺動自在に配するとともに、このチャック爪１６，１７を常時閉じる方向へ付勢する爪ばねと、前記チャック爪１６，１７の揺動面に垂直でかつ斜め後方に沿って延びるホース取付金具１４と、このホース取付金具１４および前記チャック爪１６，１７の間に配され揺動自在な供給パイプ１２と、この供給パイプ１２の一端と前記ホース取付金具１４および他端と前記チャック爪１６，１７がそれぞれ接続されるように前記供給パイプ１２を常時付勢する弾性部材の一例であるダブルトーション形のねじりコイルばね１３と、このねじりコイルばね１３に常時当接し前記供給パイプ１２の揺動と同期可能な揺動板１１とから構成される。

前記チャック本体１５は、前記ビット８０を内包する吸着パイプ８１の最大径よりも若干大きい吸着パイプ通過穴１５ａが貫設されるとともに、この吸着パイプ通過穴１５ａに延長線上で交差する傾斜穴１５ｂが配設されている。また、この傾斜穴１５ｂの延長線上には一部、傾斜部１５ｃが形成されており、この傾斜部１５ｃは、後述する供給パイプ１２の外形と当接して供給パイプ１２の揺動を規制可能に構成されている。なお、前記ビット８０は、モータ（図示せず）等に接続され回転可能に構成される一方、前記吸着パイプ８１は、エア吸引装置（図示せず）に接続され空気を吸引可能に構成される。また、このビット８０および吸着パイプ８１は、それぞれ往復移動手段（図示せず）に連結されており、前記吸着パイプ通過穴１５ａに沿って往復移動可能に構成される。

前記チャック爪１６，１７は、その側面に鏡面仕上げされたねじ保持部１６ａ，１７ａと前記ねじ９０の軸部をガイド可能なガイド溝１６ｂ，１７ｂとがそれぞれ形成されており、前記チャック爪１７は、前記チャック爪１６に対して対称に形成される。このチャック爪１６とチャック爪１７は、それぞれ対向にかつ揺動自在に前記チャック本体１５に配されており、これらチャック爪１６，１７は、閉じた状態であれば、前記ねじ９０を前記ねじ保持部１６ａ，１７ａで吊り下げて保持可能であるとともに、前記ガイド溝１６ｂ，１７ｂで前記ねじ９０の軸部をガイドできるように構成される。

前記爪ばねは、前記チャック本体１５の両側面にそれぞれ配されており、前記チャック爪１６，１７にそれぞれ当接し、このチャック爪１６，１７の先端をそれぞれ閉じる方向に常時付勢可能に構成される。また、この爪ばねの付勢力は、例えば、前記チャック爪１６，１７を指で開く方向に揺動させ、前記指を離すと前記チャック爪１６，１７を元の閉じた位置に復帰できる最小限の弱い力に設定されている。

前記ホース取付金具１４は、その延びる方向に貫通する通過穴１４ａを備えており、この通過穴１４ａは、前記ねじ９０の頭部外径よりも若干大きい寸法に設定されている。また、このホース取付金具１４は、一端が凹球面に形成されている一方、他端が前記ねじ９０の通過可能なホース（図示せず）に接続可能に構成される。さらに、このホース取付金具１４は、前記チャック本体１５の前記傾斜穴１５ｂに嵌め込まれ、前記チャック本体１５から突出するように配されており、前記ホースを介して前記ねじ９０を圧送可能なねじ供給機（図示せず）に接続されている。

前記供給パイプ１２は、前記通過穴１４ａとほぼ同じ寸法からなる通過穴１２ａを備えており、この通過穴１２ａの端部は、凸球面に形成されている。この凸球面の球面寸法は、前記ホース取付金具１４の凹球面よりも小さく設定されており、前記供給パイプ１２は、その凸球面が前記ホース取付金具１４の凹球面に嵌り込むように配され、前記凸球面および凹球面の間に僅かな隙間を有して配される。また、この供給パイプ１２は、前記チャック本体１５の両側面にそれぞれ配されたとがり先の六角穴付き止めねじ２０ａ，２０ｂにより揺動自在に支持されており、支持される点は、図３（ａ）に示す矢印１９が指示する中心線の交点となる。このように、前記供給パイプ１２は、図３（ａ）および同図（ｂ）に示す前記通過穴１４ａと前記通過穴１２ａとが連通する位置から、図３（ｃ）および同図（ｄ）に示すように前記チャック爪１６，１７から離反する方向に揺動できるよう構成されている。

前記ねじりコイルばね１３は、その両端が前記六角穴付き止めねじ２０ａ，２０ｂの軸部に巻き付けられて固定される一方、その中間部に後述する揺動板１１が常時当接するよう配されている。

前記揺動板１１は、その先端に二又の嵌合部１１ａ，１１ａおよび傾斜面１１ｂ，１１ｂ図１および図２に示すように前記六角穴付き止めねじ２０ａ，２０ｂの軸部に揺動自在に取り付けられており、前述のように前記ねじりコイルばね１３が傾斜面１１ｂ，１１ｂに常時当接している。前記嵌合部１１ａ，１１ａは、その幅が前記チャック爪１６，１７の閉じた状態の所定位置に嵌合可能な寸法に設定されており、閉じた前記チャック爪１６，１７と前記嵌合部１１ａ，１１ａとが嵌合すれば、前記チャック爪１６，１７の揺動が強制的に規制される。また、前記傾斜面１１ｂ，１１ｂは、それぞれ前記供給パイプ１２を挟むように位置しており、傾斜面１１ｂ，１１ｂの傾斜角度は、前記ホース取付金具１４の傾斜角度とほぼ同様に設定されている。さらに、前記ねじりコイルばね１３に付勢された前記揺動板１１は、図３に示すように、前記供給パイプ１２と常時当接する当接部１１ｃが形成されているため、前記供給パイプ１２を前記ねじ保持部１６ａ，１７ａに常時連通する方向へ付勢する。

次に、作用について以下に図３（ａ）ないし同図（ｄ）を用いて説明する。図３（ａ）および同図（ｂ）は、本発明のチャックユニット１０に前記ねじ９０を供給している状態を示したものである。前記ねじ供給機は、制御装置（図示せず）等の指令を受けて前記ねじ９０および圧縮空気を前記ホース内に排出し、前記ねじ９０は、前記通過穴１４ａ、前記通過穴１２ａの順に通過して前記チャック爪１６，１７のねじ保持部１６ａ，１７ａに保持される。このような、前記ねじ９０の供給時において、前記ねじ供給機のねじ圧送用のエア流量が多く設定されていても、前記揺動板１１の嵌合部１１ａ，１１ａが閉じたチャック爪１６，１７に嵌合しているため、前記チャック爪１６，１７は開かない。したがって、本発明のチャックユニット１０は、ねじ供給時において、前記エア流量を多く設定でした場合であっても、前記ねじ９０を確実に前記ねじ保持部１６ａ，１７ａによって保持できる。これにより、前記ねじ９０の圧送時間を従来に比べて大幅に短縮できる。

図３（ｃ）は、同図（ｂ）から前記ビット８０および前記吸着パイプ８１がともに前記チャック本体１５内を下降している状態を示したものである。前記供給パイプ１２は、下降する前記吸着パイプ８１の先端と当接し、前記吸着パイプ８１に押されて揺動するため、前記揺動板１１は、前記供給パイプ１２に押される形で前記ねじりコイルばね１３の付勢に抗して揺動する。これにより、前記嵌合部１１ａ，１１ａと前記チャック爪１６，１７との嵌合が完全に解かれる。このように、前記供給パイプ１２が揺動して吸着パイプ８１の内部と前記ねじ保持部１６ａ，１７ａが接続された際には、前記吸引装置が作動しているため、前記ガイド溝１６ｂ，１７ｂにガイドされていた前記ねじ９０は、図３（ｃ）の矢印方向つまり前記吸着パイプ８１の内部へ吸引される。

ところで、前述の嵌合が完全に解かれる時点とこの時点の吸着パイプ８１の先端位置とは、図３（ｃ）および同図（ｄ）に示す前記揺動板１１の嵌合部１１ａ，１１ａの長さＬに深く関係する。本実施例において、前記嵌合部１１ａ，１１ａと前記チャック爪１６，１７との嵌合が完全に解かれる時点、すなわち、前記嵌合部１１ａ，１１ａの先端がチャック爪１６，１７の上面に干渉しない位置に揺動した時点では、前記吸着パイプ８１の先端位置は、前記ねじ保持部１６ａ，１７ａに進入し始める付近となる。前記チャック爪１６，１７の揺動規制は、最低限前記ねじ９０の供給時に行われていればよいが、下降する前記吸着パイプ８１によってチャック爪１６，１７が押し広げられる直前までであれば常時行われていてもよい。つまり、これらの条件を満たした前記嵌合部１１ａ，１１ａの長さＬを設定しておけばよく、この長さＬは、前記ねじ９０のサイズ等の様々な条件に併せて本実施例よりも長くあるいは短く設定することが望ましい。

図３（ｄ）は、前記ねじ９０を吸引して下降する吸着パイプ８１の先端部がチャック爪１６，１７から突出する状態を示すものである。前記吸着パイプ８１は、その先端が前記ねじ保持部１６ａ，１７ａと当接すると前記チャック爪１６，１７を開く方向に揺動する。また、上述の通り、前記爪ばねの力は、最小限に設定されているため、前記ねじ保持部１６ａ，１７ａに当接する前記吸着パイプ８１の推力が僅かであっても、前記チャック爪１６，１７はスムーズに開く方向へ揺動する。よって、前記クッションばねが大きく撓まないため、前記ビット８０および前記ねじ９０は、吸着パイプ８１内に正規の姿勢で留まったまま下降できる。

以上、説明したように、本発明のチャックユニット１０は、ねじ９０の供給時において、前記揺動板１１と前記チャック爪１６，１７とが嵌合しているため、前記ねじ供給機のエア流量を多く設定しても圧送されるねじ９０が前記チャック爪１６，１７を押し広げることない。よって、圧送された前記ねじ９０は前記チャック爪１６，１７に確実に保持されるとともに、前記ねじ９０の圧送時間が短縮できる利点がある。これにより、前記爪ばねの力を弱く設定できるため、下降する前記吸着パイプ８１によって前記チャック爪１６，１７を押し広げる際の前記吸着パイプ８１の推力が低減できる。よって、前記チャック爪１６，１７は容易に開くため、前記クッションばねの撓みを最小限に留められ、前記吸着パイプ８１は、その内部に前記ねじ９０を正規の姿勢で保持したままチャック爪１６，１７から突出できる。これにより、従来のように前記ビット８０によって前記ねじ９０が外部へ押し出される不具合が低減できる利点もある。さらに、本発明のチャックユニット１０は、前記供給パイプ１２の揺動と前記揺動板１１の揺動とが連動するため、従来の前記開閉手段が不要となり、外観寸法が小さい利点もある。したがって、前記チャック爪１６，１７の開くタイミングの設定あるいは制御を一切必要としない利点もある。

１０ チャックユニット
１１ 揺動板
１１ａ 嵌合部
１１ａ 嵌合部
１１ｂ 傾斜面
１１ｂ 傾斜面
１１ｃ 当接部
１２ 供給パイプ
１３ ねじりコイルばね
１４ ホース取付金具
１５ チャック本体
１６ チャック爪
１７ チャック爪
８０ ビット
８１ 吸着パイプ
９０ ねじ

Claims (3)

1. 締結部品に係合可能なビットあるいは前記ビットを内包した吸着パイプを挿通可能なチャック本体を有し、このチャック本体に前記締結部品の保持可能な一対のチャック爪を揺動自在に配するとともに、このチャック爪を常時閉じる方向へ付勢する爪ばねと、前記チャック爪の揺動面に交差しかつ斜め後方に向かって延びるホース取付金具と、このホース取付金具と前記チャック爪との間に配され揺動自在な供給パイプと、この供給パイプを前記ホース取付金具と前記チャック爪とを接続する方向へ常時付勢する弾性部材とを備えてなるチャックユニットにおいて、
   閉じた前記チャック爪に嵌合する嵌合部および前記弾性部材に常時当接する傾斜面をそれぞれ備えた揺動板を前記弾性部材に当接させるとともに前記供給パイプの揺動と連動するよう揺動自在に配し、前記チャック爪および前記嵌合部とを嵌合してなることを特徴とするチャックユニット。
2. 前記爪ばねの力は、最低限前記チャック爪を閉じた状態まで復帰できる値に設定したことを特徴とする請求項１に記載のチャックユニット。
3. 前記嵌合部の長さは、前記吸着パイプの先端によって前記チャック爪の揺動の開始直前までに前記チャック爪から前記嵌合部の嵌合を完全に解く寸法に設定したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のチャックユニット。

Images