JP2021130180A

JP2021130180A - ねじ締め機

Info

Publication number: JP2021130180A
Application number: JP2020027761A
Authority: JP
Inventors: 大和坂本; Hirokazu Sakamoto
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 2020-02-21
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2021-09-09
Anticipated expiration: 2040-02-21
Also published as: JP7393243B2

Abstract

【課題】外部へ漏れ出る圧縮エアを回収可能なねじ締め機の提供。【解決手段】本発明に係るねじ締め機１は、ねじＳをエア圧送する供給機Ｆと、ねじＳを一時的に保持可能なチャックユニット１０と、ねじＳに係合可能なねじ締め工具２０とを備える。チャックユニット１０は、ねじ締め工具２０を挿通自在なチャック本体１１と、このチャック本体１１の先端に開閉自在に配置されたチャック爪１２と、チャック本体１１に揺動自在に配置されねじＳおよび圧縮エアを送通可能な揺動パイプ１３と、チャックユニット１０へ供給された圧縮エアを吸引するエア回収ユニットＶとを備える。揺動パイプ１３は、揺動することでこれとチャック爪１２とを連通状態から非連通状態へ切り換られるよう構成される。エア回収ユニットＶは、非連通状態の揺動パイプ１３から排出される圧縮エアを吸引するように構成されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、供給機からエア圧送されたねじをワークに締結するねじ締め機に関する。

まず、従来のねじ締め機の構成について特許文献１および特許文献２に基づいて以下に説明する。従来のねじ締め機は、ねじを圧縮エアによって前方へ圧送する供給機と、この供給機から排出された前記ねじを一時的に保持可能なチャックユニットと、前記ねじに係合可能なねじ締め工具とを備える。

前記供給機は、多数のねじを貯留するバスケットと、このバスケット内を上下に揺動して前記ねじを吊り下げすくい上げるすくい板と、このすくい板の作動により上方から下方へ滑り落ちるねじを一列に整列させ前方へ搬送する振動レールと、この振動レールの前方に配置され当該振動レールから前記ねじを受け取り下方へ落下させ圧縮エアによりチャックユニットへ供給可能に構成されている。また、前記供給機およびチャックユニットは、前記ねじを通過可能な内径を備えたホースにより接続されている。

前記チャックユニットは、前記ねじ締め工具を挿通自在なチャック本体と、このチャック本体の先端に開閉自在に配置され前記ねじを保持可能なチャック爪と、前記チャック本体に揺動自在に配置され前記ねじおよび圧縮エアを送通可能な揺動パイプと、揺動している前記揺動パイプの先端に配置されたストッパとを備えて成る。

このように構成された従来のねじ締め機は、ねじ締め工具がチャック本体を通過する際、前記揺動パイプをストッパ側へ位置するように揺動させ、前記チャック爪に保持されていたねじを吸着してワークにねじ締めを行っている。このように、ねじ締め工具が揺動パイプを揺動させている間に供給機から次のねじをエア圧送すれば当該ねじはストッパによって揺動している揺動パイプ内に留まらせることができる。やがて、ワークへのねじ締めを終えると、ねじ締め工具は元の高さ位置まで復帰するが、このとき、揺動状態にあった揺動パイプはねじ締め工具との係合を解かれることでチャック爪に連通し元の位置まで揺動して復帰するので、先ほどまで揺動パイプ内に留められていたねじは、チャック爪へ移動し保持される。したがって、従来のねじ締め機は、ねじ締め工具の復帰後、即座に次のねじ締め作業を行え、ねじ締め時間を短縮できるという特徴がある。

特開2018-070328号公報特開2018-199188号公報

しかしながら、従来のねじ締め機は、ストッパ側に揺動パイプを揺動させているタイミングで次のねじをエア圧送しているので、供給機からホースを介して通過する圧縮エアをストッパと揺動パイプとの間から噴出させるという問題があった。よって、ワーク周辺に圧縮エアをまき散らすことになり、小さな塵などをワークに付着させ易いという問題があった。

本発明は、ねじを圧縮エアによって圧送する供給機と、この供給機から排出された前記ねじを一時的に保持可能なチャックユニットと、前記ねじに係合可能なねじ締め工具とを備えて成るねじ締め機において、前記チャックユニットは、前記ねじ締め工具を挿通自在なチャック本体と、このチャック本体の先端に開閉自在に配置され前記ねじを保持可能なチャック爪と、前記チャック本体に揺動自在に配置され前記ねじを送通可能な揺動パイプと、前記チャックユニットへ供給された前記圧縮エアを吸引するエア回収ユニットとを備えて成り、前記揺動パイプは、揺動することでこれとチャック爪とを連通状態から非連通状態へ切り換られるよう構成されており、前記エア回収ユニットは、前記非連通状態の揺動パイプから排出される前記圧縮エアを吸引するよう構成したことを特徴とする。なお、前記チャックユニットは、揺動している前記揺動パイプの先端に配置されたストッパと、揺動状態の揺動パイプおよび前記ストッパの隙間を通過した前記圧縮エアを外部へ飛散させないよう配設したカバー部材とを備えて成り、前記エア回収ユニットに接続されて成ることが望ましい。また、前記カバー部材は、前記チャック爪の先端よりもワーク上面から離れた高さ位置に配置されていることが望ましい。

本発明に係るねじ締め機は、揺動パイプの揺動によりチャック爪と供給機とが非連通状態となる。この非連通状態となっているとき供給機から排出される圧縮エアをエア回収ユニットにより吸引し回収できるので、圧縮エアとともに放出されていた小さな塵などもエア回収ユニットにより回収できるという利点がある。したがって、ねじ締め作業中にワークを汚し難く、半導体や電子機器など所謂コンタミを嫌うワークのねじ締めに対応できる。また、本発明に係るねじ締め機は、前述の非連通状態となった前記揺動パイプの先端にストッパを配置しているので、揺動パイプが揺動しているねじ締め中に次のねじをチャックユニットへ供給することができる。これにより、ねじ締め中にねじを圧送し終えることができるため、ねじ締め時間を短縮しながらも圧縮エアをワークの周辺にまき散らし難いという利点もある。さらに、本発明に係るねじ締め機は、前記カバー部材をワーク面から最も近い位置に配置されないようチャック爪の位置よりも高い高さ位置に設定している。これにより、カバー部材とエア回収ユニットとを接続する接続部材などがねじ締め作業中にワークと干渉し難いという利点もある。しかも、このカバー部材およびストッパを備えた本発明のねじ締め機は、揺動パイプから漏れ出す圧縮エアをカバー部材およびストッパの内面側に保留できるので、前記エア回収ユニットのエア回収能力を高めることで外部への圧縮エアの飛散を防止し易いという利点もある。

本発明に係るねじ締め機の概略説明図である。図１の状態から揺動パイプが揺動してチャック爪にねじＳを排出する動作を説明するための概略説明図である。

本発明に係るねじ締め機１は、図１および図２に示すように、ねじＳを圧縮エアによって前方へ圧送する供給機Ｆと、この供給機Ｆから排出された前記ねじを一時的に保持可能なチャックユニット１０と、前記ねじＳに係合可能なねじ締め工具２０と、前記チャックユニット１０へ供給された前記圧縮エアを吸引するエア回収ユニットＶとを備える。

前記供給機Ｆは、予め多数貯留したねじＳをすくい上げて前方へ整列搬送し、チャックユニット１０に接続されているホースＨ内へ当該ねじＳを１本ずつ供給可能に構成されている。また、この供給機Ｆは、ホースＨ内に圧縮エアを噴射するよう構成されており、ホースＨ内に留まっていたねじＳを圧縮エアによって前記チャックユニット１０内へ搬送可能に構成されている。

前記ホースＨは、その内径がねじＳの頭部よりも若干大きい寸法に設定されている。また、ねじＳは、ホースＨを通過中にその頭部と軸部とを逆にして向きが変わるような回転をしないよう頭部径に見合う軸部長さに予め設定されている。

前記ねじ締め工具２０は、回転駆動するビット回転モータＭに接続されたビットＢと、このビットＢを常時は内包して成るスクリューガイド２１とを備えて成る。前記ビットＢは、ねじＳに係合可能な先端形状に成形され成る。また、ねじ締め工具２０は、ワークＷへ向かって接近する方向へ往復移動する往復移動手段（図示せず）に接続されており、スクリューガイド２１の先端からエアを吸引してスクリューガイド２１内にねじＳを吸着保持可能にするねじ吸着手段Ｚと接続されて成る。

前記スクリューガイド２１は、図示しないクッションばねにより常時は軸方向へ付勢されており、ビットＢに対して相対移動可能に構成されている。また、前記ビットＢは、図２に示すように常時はスクリューガイド２１の先端から所定距離だけ奥方に位置しており、スクリューガイド２１へ吸引されたねじＳが当該スクリューガイド２１から突出しないよう予め寸法設定されている。

前記チャックユニット１０は、前記スクリューガイド２１を挿通自在なチャック本体１１と、このチャック本体１１の先端に開閉自在に配され前記ねじＳを吊り下げて一時的に保持可能なチャック爪１２と、チャック本体１１に揺動自在に配され、ねじＳおよび圧縮エアを送通可能な揺動パイプ１３と、前記供給機Ｆからチャックユニット１０へ供給された圧縮エアをチャックユニット１０の外部に漏れ出ないよう吸引し回収するエア回収ユニットＶとを備える。また、前記チャックユニット１０は、揺動している揺動パイプ１３の先端に配置されたストッパ１８と、揺動状態の揺動パイプ１３および前記ストッパ１８の隙間を通過した前記圧縮エアを外部へ飛散させないよう配設したカバー部材１９とを備えて成る。

前記チャック本体１１は、前記スクリューガイド２１をガイドしつつ挿通可能にする挿通穴１１ａを備えている。また、チャック本体１１は、その一端側に配置され前記挿通穴１１ａを常時は塞ぐように配置された揺動パイプ１３および当該揺動パイプ１３からねじＳを受け取り可能な一対のチャック爪１２（１２）をそれぞれ揺動または開閉自在に取り付けて成る。さらに、このチャック本体１１は、ワークＷの上方を移動可能とする多関節ロボット(図示しない)などに取り付けられており、当該多関節ロボットから張り出すよう配置されたベース部材６に固定されている。

前記チャック爪１２は、前記ねじＳを通過可能かつねじ締め工具２０の先端部を通過可能な大径溝１２ａと、この大径溝１２ａから溝深さを漸減させてねじＳの軸部を通過可能に縮径させた小径溝１２ｂとを備えて成り、図示しないチャック爪ばねにより常時は互いに閉じる方向へ付勢されて成る。この閉じた状態の一対のチャック爪１２（１２）は、ねじＳの軸部を向かい合う小径溝１２ｂ（１２ｂ）によりガイドしつつ当該ねじＳの頭部を吊り下げるように保持することができる。

前記揺動パイプ１３は、前記挿通穴１１ａに対して傾斜するよう配置され、前記チャック本体１１に取り付けられたホース接手１４に揺動自在に支持されて成る。また、この揺動パイプ１３は、ここに通過させるねじＳの頭部直径よりも若干大きい通過穴１３ａを備えており、図１に示す揺動パイプ１３の揺動中心Ｘよりもチャック爪１２側に配置された揺動パイプばね１７によって常時付勢されて成る。

これにより、揺動パイプ１３は、常時は図２に示すように閉じたチャック爪１２（１２）と連通状態となっている。なお、図１に示す状態は、図２の状態とは異なっており、揺動パイプ１３が揺動していないため、閉じたチャック爪１２（１２）と非連通状態となっている。

また、前記揺動パイプばね１７は、チャック本体１１に固定されたホルダ１６に配置されており、前記ホルダ１６は、揺動する揺動パイプ１３の外周面に干渉しないよう切り欠き部を備えている。また、前記ホース接手１４は、前記ホースＨを差し込み可能な差し込み口１４ａと、この差し込み口１４ａから径を絞りホースＨから排出されたねじＳを前記揺動パイプ１３へ案内する案内経路１４ｂとを備える。このホース接手１４の外周には、おねじが成形されており、このおねじは、ホース接手１４に差し込まれたホースＨが外れないようにするキャップ１５に螺合するよう構成されている。

前記ストッパ１８は、図１に示すように前述の非連通状態となる揺動パイプ１３が揺動状態にある場合、揺動パイプ１３内のねじＳを排出させないように前記通過穴１３ａを塞ぐように配置されており、前記チャック爪１２（１２）の上方に固定配置されている。

前記カバー部材１９は、コの字形に曲げ加工された板材１９ａと、この板材１９ａに溶接された配管接続部１９ｂとを備えて成り、前記ストッパ１８およびホルダ１６を結ぶように配置されている。このように、カバー部材１９は、ストッパ１８およびホルダ１６を囲うように配置されているので、非連通状態となった揺動パイプ１３の通過穴１３ａから排出される圧縮エアを板材１９ａの内側に位置する空間Ｇに留め易い。また、前記カバー部材１９は、閉じた状態のチャック爪１２（１２）の先端よりもワークＷの上面Ｗｂから軸方向に離れるように配置されており、チャック爪１２よりも下方の空間へ張り出すことが無いように設置されている。これにより、前記チャック爪１２よりも下方に位置するワークＷにチャックユニット１０が干渉し難い。

前記エア回収ユニットＶは、これが作動することでエアを吸引するよう構成されている。また、このエア回収ユニットＶは、図示しないエア配管の一端を接続する一方、当該エア配管の他端を前記カバー部材１９に接続して成る。これにより、エア回収ユニットＶは、前記揺動パイプ１３の一端から前記板材１９ａの内側に位置する空間Ｇへ流出する圧縮エアを吸引することができるので、圧縮エアの通過経路に存在する小さな塵などもエア回収ユニットＶ内に取り込むことができる。よって、ワークＷへ所謂コンタミを付着させ難い。

このように構成された本発明に係るねじ締め機１の作用について図１および図２に基づいて説明する。まず、図２に示すように、前記ねじ締め工具２０が揺動パイプ１３に当接しない待機位置に留まっており、閉じた状態のチャック爪１２（１２）にねじＳが保持されている。この状態であればねじ締め作業を行えるので、前記多関節ロボットは、チャックユニット１０をワークＷの締付ポイントであるめねじＷａの上空へ移動して図２に示す状態となりその姿勢を維持する。

これを受けて前記ねじ吸着手段Ｚ、ビット回転モータＭ、前記往復移動手段は、それぞれ作動するので、ビットＢが所定の回転速度で回転駆動するとともに、当該ビットＢおよびスクリューガイド２１がワークＷへ向かって接近するよう下降する。これにより、スクリューガイド２１は、チャック本体１１の挿通穴１１ａを通過して揺動パイプ１３に接触する。この接触後もスクリューガイド２１は、往復移動手段によりビットＢとともに下降するので、揺動パイプ１３が前記揺動中心Ｘを起点にして徐々に揺動し始める。

前記揺動パイプ１３は、図１に示すように下降するスクリューガイド２１の外周と接触して前記ストッパ１８の位置まで揺動すれば、その通過穴１３ａが当該ストッパ１８によって僅かな隙間を空けてチャック爪１２と非連通状態になる。

このように、揺動パイプ１３がストッパ１８の位置まで揺動すれば、供給機Ｆおよびエア回収ユニットＶが作動する。したがって、次のねじＳは、前記ホースＨ、ホース接手１４を順に通過して、揺動している揺動パイプ１３まで供給される。このとき、揺動パイプ１３の通過穴１３ａがストッパ１８によって塞がれているので、次のねじＳは、ストッパ１８に当接し前記通過穴１３ａ内に留まる。

また、供給機Ｆは、次のねじＳを揺動パイプ１８へエア圧送する。これにより、前記圧縮エアは、図１に示す矢印Ａの方向へ供給され通過穴１３ａとストッパ１８との隙間から排出されて前記空間Ｇへ回り込む。この空間Ｇへ回り込んだ圧縮エアは、このとき作動しているエア回収ユニットＶによって吸引されるので、ねじＳのエア圧送による圧縮エアの外部への放出が低減される。

なお、供給機Ｆは、圧縮エアの排出時間を予めタイマー設定されており、このタイマー設定値は、例えばホースＨの長さに応じて適宜決定され確実にねじＳがストッパ１８へ届く条件となるように設定されている。また、前記供給機Ｆと同時に作動するエア回収ユニットＶは、確実に圧縮エアを回収できるように前述の供給機Ｆのタイマー設定よりも若干長い時間作動するように設定されている。

ところで、下降するスクリューガイド２１により前述した揺動パイプ１３の揺動が始まれば、当該スクリューガイド２１は、閉じた状態のチャック爪１２の大径溝１２ａへ侵入する。このとき、スクリューガイド２１は、その先端から前記ねじ吸着手段Ｚの作動によってエア吸引しているので、閉じた状態のチャック爪１２内に保持されていたねじＳがスクリューガイド２１内に吸着保持される。

引き続き下降するスクリューガイド２１は、この内部にビットＢおよび前記ねじＳを保持しながらワークＷへ接近し、閉じたチャック爪１２（１２）を押し広げてワークＷの上面Ｗｂに当接する。

このように、スクリューガイド２１がワークＷの上面Ｗｂに当接すると、前記クッションばねが撓み、前記ビットＢがスクリューガイド２１の先端側へ向かって相対移動し始める。また、このとき、ビットＢは、これに係合したねじＳに回転を付与しているので、当該ねじＳがめねじＷｂに螺合して所定のトルクにより締結される。

ねじＳの締結が完了すると、ビット回転モータＭおよびねじ吸着手段Ｚがそれぞれ停止する一方、前記往復移動手段がスクリューガイド２１およびビットＢを図２に示す待機位置まで上昇させる。このスクリューガイド２１の上昇によって揺動パイプ１３は、撓んでいる揺動パイプばね１７に押し戻され前記揺動中心Ｘを起点にして図２の状態へ復帰する。これにより、揺動パイプ１３は、閉じた状態のチャック爪１２と連通状態となるので、その通過穴１３ａに留められていた次のねじＳは、閉じた状態のチャック爪１２（１２）へ受け渡される。

本発明に係るねじ締め機１は、上述した圧縮エアの外部への放出のみならず、エア回収ユニットＶが圧縮エアを吸引する構成のため、エア圧送されるねじＳに付着していた塵などの付着物も当該エア回収ユニットＶによって回収され易い。よって、清浄なねじＳをワークＷへ締結できるという利点もある。

１ … ねじ締め機
１０ … チャックユニット
１１ … チャック本体
１２ … チャック爪
１３ … 揺動パイプ
１９ … カバー部材
２０ … ねじ締め工具
２１ … スクリューガイド
Ｂ … ビット回転モータ
Ｆ … 供給機
Ｓ … ねじ
Ｖ … エア回収ユニット
Ｗ … ワーク

Claims

ねじを圧縮エアによって圧送する供給機と、この供給機から排出された前記ねじを一時的に保持可能なチャックユニットと、前記ねじに係合可能なねじ締め工具とを備えて成るねじ締め機において、
前記チャックユニットは、前記ねじ締め工具を挿通自在なチャック本体と、このチャック本体の先端に開閉自在に配置され前記ねじを保持可能なチャック爪と、前記チャック本体に揺動自在に配置され前記ねじを送通可能な揺動パイプと、前記チャックユニットへ供給された前記圧縮エアを吸引するエア回収ユニットとを備えて成り、
前記揺動パイプは、揺動することでこれとチャック爪とを連通状態から非連通状態へ切り換られるよう構成されており、
前記エア回収ユニットは、前記非連通状態の揺動パイプから排出される前記圧縮エアを吸引するよう構成したことを特徴とするねじ締め機。
前記チャックユニットは、揺動している前記揺動パイプの先端に配置されたストッパと、揺動状態の揺動パイプおよび前記ストッパの隙間を通過した前記圧縮エアを外部へ飛散させないよう配設したカバー部材とを備えて成り、
前記カバー部材は、前記エア回収ユニットに接続されて成ることを特徴とする請求項１に記載のねじ締め機。
前記カバー部材は、前記チャック爪の先端よりもワーク上面から離れた高さ位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のねじ締め機。