JP2019030919A

JP2019030919A - ねじ締め機

Info

Publication number: JP2019030919A
Application number: JP2017152036A
Authority: JP
Inventors: 俊朗寺井; Toshiaki Terai
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 2017-08-04
Filing date: 2017-08-04
Publication date: 2019-02-28

Abstract

【課題】直線４本で囲われる四角形の可動範囲を有するコンパクトなねじ締め機の提供。【解決手段】本発明のねじ締め機１は、回転駆動可能なビットＢを備えたねじ締めツール４０と、このねじ締めツール４０をワークに向かって往復移動自在に支持し常時はワークから離反する方向へ付勢して成る昇降ユニット３０と、この昇降ユニット３０を水平方向へ移動自在に取り付けて成る水平移動ユニットとを備える。前記水平移動ユニットは、前記ビットＢの延びる方向に対して直交方向へ往復移動する縦移動ユニット２０と、前記ビットＢの延びる方向に対して直交方向かつ前記縦移動ユニット２０の往復移動方向に対して直交方向へ往復移動する横移動ユニット１０とを備えて成る。これにより、従来に比べてねじ締めツール４０の無駄な可動領域が減少するのでコンパクト化を実現できる。【選択図】図１

Description

本発明は、ねじをワークへ締結可能なねじ締めツールを備え、当該ねじ締めツールを作業者の操作により水平および垂直方向へ移動自在なねじ締め機に関する。

従来のねじ締め機は、特許文献１に開示されているように垂直方向へ立設させた支柱と、この支柱に取り付けられ水平方向に旋回自在な第一アームと、この第一アームの先端部に取り付けられ当該先端部を中心に水平方向へ旋回自在な第二アームと、この第二アームの先端に配されたブラケットに取り付けられたねじ締めツールとを備えて成る。

前記ねじ締めツールは、前記ワークへ締結するねじに係合するビットと、このビットを挿通した把持部と、前記ビットに回転を付与するビット回転モータとを備えて成る。また、前記第二アームは、前記ねじ締めツールを下方へ揺動自在に構成され、当該ねじ締めツールを上方へ位置させる引っ張りばねを備えて成る。

このように構成された従来のねじ締め機は、作業者が前記把持部を保持して所定の位置へ前記ねじ締めツールを移動可能としているものの、前記第二アームの揺動によってねじ締めツールを下方へ移動させので、前記ビットの下降軌跡も揺動することになる。このため、特許文献１のねじ締め機は、ビットに係合したねじを鉛直に下降できないので、当該ねじの先端がワークに当接すると斜め方向に押しつけられることから当該ねじが倒れてねじ締め不良となり易い問題があった。

特許文献２に開示の従来のねじ締め機は、上述した問題を解決できるものであり、前記支柱と、この支柱に挿通され摺動かつ水平旋回自在なアームブロックと、このアームブロックに配置され水平方向へ直動自在なアームと、このアームに取り付けられた前記ねじ締めツールとを備える。これにより、前記ねじ締めツールは、前記支柱に沿って鉛直方向へ摺動するので、前記ビットが特許文献１のように揺動することなく下降可能となり、ねじ締め不良の発生も特許文献１のものに比べて低減する。

特開平07-001347号公報特開2006-297552号公報

しかしながら、従来のねじ締め機は、旋回する部材を少なくとも１つ以上備えるので、ねじ締めポイントのピッチが離れ一方向へ長く延びるようなワークへのねじ締め作業には対応し難いという問題があった。これは、ねじ締めツールの水平方向の可動領域が前記部材の旋回半径によって決定されるからであり、一方のねじ締めポイントが前記可動領域内に収まらずねじ締め作業が行えないからである。また、この長いワークへのねじ締め作業に対応できるよう前記部材の旋回半径を大きく設定した場合、前記ピッチに対して直交する方向にも大きな旋回半径によって可動の必要が無い範囲まで可動領域を広げることになるので、水平旋回する従来のねじ締め機はコンパクトに仕上げられないという問題もあった。

また、このように構成された従来のねじ締め機は、作業者により前記ねじ締めツールを水平旋回させた後、下方へ移動させることで、所定のねじ締めポイントに前記ねじを鉛直に立てて当該ねじが倒れないよう下降させなければならない。しかしながら、従来のねじ締め機は、前記部材が旋回方向に必要以上可動しないよう規制されていないので、前記ねじ締めツールの軸線と前記ねじ締めポイントの軸線とが一致していてもこの後下方へ移動させる際に前記部材が旋回することで水平方向へ位置ズレするという問題もあった。

本発明は、回転駆動可能なビットを備えたねじ締めツールと、このねじ締めツールをワークに向かって往復移動自在に支持し常時はワークから離反する方向へ付勢して成る昇降ユニットと、この昇降ユニットを水平方向へ移動自在に取り付けて成る水平移動ユニットとを備え、作業者に操作され当該作業者へのねじ締めトルクの反力を低減して成るねじ締め機において、前記水平移動ユニットは、前記ビットの延びる方向に対して直交方向へ往復移動する縦移動ユニットと、前記ビットの延びる方向に対して直交方向かつ前記縦移動ユニットの往復移動方向に対して直交方向へ往復移動する横移動ユニットとを備えて成ることを特徴とする。なお、前記水平移動ユニットは、少なくとも１つ以上の位置決め部材を備えて成り、前記位置決め部材は、前記縦移動ユニットおよび前記横移動ユニットに個別に取り付けられて成り、互いに当接することで前記ねじ締めツールの水平方向の位置を決めるようにして成ることが望ましい。また、前記水平移動ユニットは、前記ねじ締めツールの水平方向の位置を検出するセンサを備えて成り、前記センサは、当該ねじ締めツールとワークのねじ締めポイントとの水平方向の位置が合致することで検出信号を出力して成り、当該検出信号を受け取り前記位置が合致した旨を外部へ出力する制御装置に接続して成ることが好ましい。さらに、前記縦移動ユニットまたは横移動ユニットは、これと同方向へ延びる溝付きレール部材を備えて成り、前記溝付きレール部材は、前記位置決め部材または前記センサを固定して成ることが好ましい。

以上説明したように本発明のねじ締め機は、直動する前記縦移動ユニットおよび横移動ユニットを備えるので、従来得られなかった前記ねじ締めツールの可動領域を４つの直線で結ぶ四角形の領域とすることができる。これにより、本発明のねじ締め機は、大きな旋回半径で描かれる曲線の可動領域としないので、無駄な可動領域を低減でき外観寸法をコンパクト化できるという利点がある。また、本発明のねじ締め機は、ねじ締めポイントに対応するねじ締めツールの水平方向の位置決めが行えるので、前記ビットを当該ねじ締めポイントから位置ズレさせることなく接近させることができる。したがって、本発明のねじ締め機は、ねじをワークへ螺入する際に斜めに締付け難いという利点もある。さらに、本発明のねじ締め機は、ねじ締めポイントとねじ締めツールとが水平方向に一致していることを作業者などへ知らせる制御装置を備えるので、作業者は位置ズレの心配をすることなくねじ締め作業を効率よく行えるという利点もある。また、本発明のねじ締め機は、前記水平移動ユニットに溝付きレール部材を備えるので、前記センサまたは位置決め部材の取付け位置を溝付きレール部材に沿って微調整し易いという利点もある。

本発明に係るねじ締め機の一実施形態を示す斜視図である。図１に示すねじ締め機の動作を説明するための斜視図である。図１に示す縦移動ユニットおよび横移動ユニットの連結を説明するための一部切欠き断面図である。

本発明に係るねじ締め機の一実施形態について図１ないし図３に基づき説明する。本発明のねじ締め機１は、ベース部材４に固定され垂直方向へ立設したコラム３と、前記コラム３の上部に配置され水平方向へ移動自在な水平移動ユニットと、この水平移動ユニットに取り付けられコラム３の延びる方向へ往復移動可能な昇降ブロック３１を備えた昇降ユニット３０と、この昇降ユニット３０に昇降自在に支持されワークにねじを締結可能なねじ締めツール４０とから構成される。

前記水平移動ユニットは、前記コラム３の上部に固定され水平面に対して往復移動可能な横移動ユニット１０と、この横移動ユニット１０に取り付けられ当該横移動ユニット１０の移動方向に対して直交する方向へ往復移動可能な縦移動ユニット２０とから構成される。

前記横移動ユニット１０は、左右方向となる横方向へ延び前記コラム３の上部に連結された本体フレーム１１と、この本体フレーム１１の両端に配されたロッド取付板１２，１２と、これら２つのロッド取付板１２，１２にそれぞれ固定されたロッド１３と、このロッド１３を挿通し当該ロッド１３の延びる方向へ摺動自在な横摺動ブロック１４と、前記本体フレーム１１の両側に固定され前記ロッド１３の延びる方向と平行な溝１５ａを備えた溝付きレール部材１５，１５と、前記溝１５ａ，１５ａに取り付けられた円柱状の位置決め部材１６とを備えて成る。また、前記ロッド１３，１３は、前記横摺動ブロック１４に配設された図示しないブッシュに挿通されて成る。

前記縦移動ユニット２０は、前記横移動ユニット１０とほぼ同一の構造であり、前後方向となる縦方向へ延びる本体フレーム２１と、この本体フレーム２１の両端に配されたロッド取付板２２，２２と、これら２つのロッド取付板２２，２２にそれぞれ固定されたロッド２３，２３と、これらロッド２３，２３を挿通し当該ロッド２３の延びる方向へ摺動自在な縦摺動ブロック２４と、前記本体フレーム２１の両端に固定された前記ロッド２３の延びる方向と平行な溝２５ａを備えた溝付きレール部材２５，２５と、前記溝２５ａに取り付けられ前記位置決め部材１６に当接するよう配されたＬ字位置決め部材２６とを備えて成る。また、前記ロッド２３，２３は、前記縦摺動ブロック２４に配設されたブッシュ２４ａ，２４ａに挿通されて成る。

ここで、前記横移動ユニット１０と縦移動ユニット２０との連結について、図３に基づき説明する。前述した横移動ユニット１０の横摺動ブロック１４は、その上部に全長に渡ってコ字状の溝１４ａが配置されており、前記ロッド取付板１２，１２に取り付けられたカバー１７に干渉することが無いよう構成されている。この横摺動ブロック１４は、前記縦摺動ブロック２４の下面に当接し図示しない取付けねじによって当該縦摺動ブロック２４と一体になるよう連結されている。このように、前記縦摺動ブロック２４と前記横摺動ブロック１４とが一体に連結されているので、後述する昇降ユニット３０を固定したロッド取付板２２は、前後左右の水平方向へ移動自在に構成される。

前記位置決め部材１６および前記Ｌ字位置決め部材２６は、これらを１組として前記溝付きレール部材１５，２５に取り付けられており、前記溝１５ａ，２５ａ内にセットされたナットＮなどによって固定されている。また、これら位置決め部材１６およびＬ字位置決め部材２６は、１台のねじ締め機において図示されるように最大４組固定されている。

前記昇降ユニット３０は、前記縦移動ユニット２０の前方に位置するロッド取付板２２に配されており、前記ロッド取付板２２に固定されたガイドブロック３２と、このガイドブロック３２に常時挿通され垂直方向へ延びる２本の支柱３３，３３と、これら２本の支柱３３，３３の下端にねじ止めされた前記昇降ブロック３１と、前記支柱３３，３３にそれぞれ挿通され常時は前記昇降ブロック３２を上方に引き上げる方向へ付勢する圧縮ばね３３，３３と、前記昇降ブロック３１の下面に配され図示しない作業者が手で把持可能な円筒状のグリップ３４と、このグリップ３４の上部に配され後記ビット回転モータ４２の回転駆動を可能とするスイッチ３５とを備えて成る。これにより、前記グリップ３４が下方へ押し下げられることで、前記圧縮ばね３３ａ，３３ａが圧縮方向へ撓む。よって、上方に張り出していた前記支柱３３，３３および前記昇降ブロック３１は、下方へ押し下げられたグリップ３４とともに下降する。

前記ねじ締めツール４０は、前記昇降ブロック３１の上端に固定された前記ビット回転モータ４２と、このビット回転モータ４２に接続され前記グリップ３４へ挿通されて成るビット連結軸４１と、このビット連結軸４１の先端に装着されたビットＢとを備えて成る。また、前記ねじ締めツール４０は、前記スイッチ３５から発せされる起動信号を受け取って前記ビット回転モータ４２へ回転駆動指令を発するモータ制御装置（図示せず）に接続されている。このモータ制御装置は、予め記憶した回転数および回転トルクに基づき前記ビット回転モータ４２を回転駆動制御可能に構成されている。

前記ビットＢは、その先端に十字状の係合部Ｂａを備えており、この係合部Ｂａは、ワークに螺入するねじ（図示せず）に係合可能に構成されている。また、前記ビットＢは、鉄製の前記ねじを吸着する磁気を帯びており、前記係合部Ｂａに当該ねじが予めセットされるように構成される。なお、ビットＢが磁気を帯びているものに限定されるのではなく、例えばビットＢを常時は内包しエアを吸引することで前記ねじをビットＢの係合部Ｂａに吸着保持するような構成としてもよい。

このように構成された本発明に係るねじ締め機１の作用について説明する。作業者は、図１に示す状態の昇降ユニット３０のグリップ３４を把持し、前記ビットＢを下降させることなく図２に示す前記位置決め部材１６と前記Ｌ字位置決め部材２６とが当接する水平位置へ移動させる。これにより、ビットＢの下方には、予めセットされたワークのねじ締めポイントが位置し、このねじ締めポイントとビットＢとの軸線が一致する。

この後、作業者は、前記位置決め部材１６と前記Ｌ字位置決め部材２６とを当接させたまま、前記スイッチ３５を押し、ビットＢの係合部Ｂａに事前に係合させていたねじを前記ねじ締めポイントへ螺入させるために前記ブリップ３４を下方へ移動させる。この下方への移動時は、前記位置決め部材１６およびＬ字位置決め部材２６が当接してビットＢの水平位置を決めた状態に保っているので、当該ビットＢは、前記ねじ締めポイントの軸線と一致した位置関係のまま回転下降する。

したがって、前記ビットＢに吸着されたねじが、回転しかつ下降する際、も前記ねじ締めポイントと水平方向に一致しているので、螺入開始から所定の回転トルクに達するまで従来のような斜め締め付けなどによる締付け不良が低減される。

上述したように本発明に係るねじ締め機１は、前記ビットＢの前後左右方向の可動範囲を前記位置決め部材１６およびＬ字位置決め部材２６によって規制することになる。つまり、これら位置決め部材１６およびＬ字位置決め部材２６の固定位置を事前に調整しておくことでワークに設けられたねじ締めポイントの上空に前記ビットＢを一致させ、この水平方向の位置関係を保ちつつ当該ビットＢを垂直方向へ下降させて良好なねじ締め作業を実現できる。

次に、前記位置決め部材１６を所謂近接センサなど物体を検出した旨を発信するセンサに置き換えた別の実施形態のねじ締め機について説明する。前記センサは、前記Ｌ字位置決め部材２６を検出することで検出信号を発するよう構成されており、前記モータ制御装置に配線接続されている。また、前記モータ制御装置は、前記センサの検出信号を受けると図示しないランプを点灯させたり、あるいはスピーカから音を発したりすることで前記作業者へ前記ビットＢがねじ締めポイントの上空に位置することを示すよう構成されている。これにより、予め前記センサおよびＬ字位置決め部材２６の固定位置を調整しておくことでビットＢの水平位置をワークに設けられているねじ締めポイントに合わせてティーチングすることができる。

このように、本発明に係るねじ締め機は、従来のような水平旋回する部材を備える必要が無いので、その外観寸法をコンパクトにできるという利点もある。

１ … ねじ締め機
１０ … 横移動ユニット
１５ … 溝付きレール部材
１６ … 位置決め部材
２０ … 縦移動ユニット
２５ … 溝付きレール部材
２６ … Ｌ字位置決め部材
３０ … 昇降ユニット
４０ … ねじ締めツール
Ｂ … ビット

Claims

回転駆動可能なビットを備えたねじ締めツールと、このねじ締めツールをワークに向かって往復移動自在に支持し常時はワークから離反する方向へ付勢して成る昇降ユニットと、この昇降ユニットを水平方向へ移動自在に取り付けて成る水平移動ユニットとを備え、作業者に操作され当該作業者へのねじ締めトルクの反力を低減して成るねじ締め機において、
前記水平移動ユニットは、前記ビットの延びる方向に対して直交方向へ往復移動する縦移動ユニットと、前記ビットの延びる方向に対して直交方向かつ前記縦移動ユニットの往復移動方向に対して直交方向へ往復移動する横移動ユニットとを備えて成ることを特徴とするねじ締め機。
前記水平移動ユニットは、少なくとも１つ以上の位置決め部材を備えて成り、
前記位置決め部材は、前記縦移動ユニットおよび前記横移動ユニットに個別に取り付けられて成り、互いに当接することで前記ねじ締めツールの水平方向の位置を決めるようにして成ることを特徴とする請求項１に記載のねじ締め機。
前記水平移動ユニットは、前記ねじ締めツールの水平方向の位置を検出するセンサを備えて成り、
前記センサは、当該ねじ締めツールとワークのねじ締めポイントとの水平方向の位置が合致することで検出信号を出力して成り、当該検出信号を受け取り前記位置が合致した旨を外部へ出力する制御装置に接続したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のねじ締め機。
前記縦移動ユニットまたは横移動ユニットは、これと同方向へ延びる溝付きレール部材を備えて成り、
前記溝付きレール部材は、前記位置決め部材または前記センサを固定して成ることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のねじ締め機。