JP2024074161A - チャックユニット - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、閉鎖部材が位置ずれしないチャックユニットの提供をする。【解決手段】締結工具１００が挿通されるチャック本体２０を有し、このチャック本体２０には、締結部品Ｓを保持可能な一対のチャック爪３０を揺動自在に配されているとともに、前記チャック爪３０の揺動面に交差するホース継手２２と、前記チャック爪３０の揺動面から離反する方向へ揺動自在なスイングパイプ４０と、このスイングパイプ４０を前記チャック爪３０側に常時付勢する圧縮ばね２５と、前記スイングパイプ４０が揺動した際、その先端を閉鎖する閉鎖部材４２とを備え、前記閉鎖部材４２は、前記スイングパイプ４０を通過するねじＳの移動方向に対して鋭角方向に伸びる固定ねじ４４により、前記チャック本体２０にねじ止め固定されていることを特徴とするチャックユニット１０による。【選択図】図３

Description

本発明は、供給されたねじを安定して受け取り可能なチャックユニットに関する

従来、所定の供給装置から圧送されたねじＳを作業機の締結工具１００の移動経路上に保持するチャックユニット２００として特許文献１に開示されるものが知られている。このようなチャックユニット２００は、図６および図７に示すように締結工具１００の移動経路上に配置されるチャック本体２０１と、このチャック本体２０１に揺動自在に保持された一対のチャック爪２０２と、チャック爪２０２にねじＳを供給するスイングパイプ２０３を備えており、前記チャック爪２０２には、供給されたねじＳを保持する保持孔が分割形成されていた。また、前記スイングパイプ２０３は、チャック爪２０２の揺動面から離反する方向に旋回可能に構成されていた。これら構造により、外部の供給装置から圧送されたねじＳがスイングパイプ２０３を通り、チャック爪２０２の保持孔まで供給された後、前記スイングパイプ２０３を締結工具１００が旋回させることが可能であり、ねじＳをスクリューガイド１０１あるいはドライバビット１０３が係合可能であった。

また、前記チャックユニット２００には、前述のようにスイングパイプ２０３がチャック爪２０２から離反する方向に揺動した際、当該スイングパイプ２０３の開口部を閉鎖する閉鎖部材２０４が設けられている。このようにスイングパイプ２０３の開口部が閉鎖部材２０４に封鎖されているため、スイングパイプ２０３がチャック爪２０２から離反する方向に揺動している状態で次段のねじＳを供給可能となる。つまり、チャックユニット２００は、ねじＳの締結動作中に次段のねじＳをスイングパイプ２０３まで供給することが可能であった。そのため、締結工具１００の復帰動作により、スイングパイプ２０３と保持孔とが連続した次点で次段Ｓのねじが保持孔に供給される。このように復帰動作の途中で次段のねじＳを供給できるため、特許文献１に記載のチャックユニット２００は、サイクルタイムが短く作業効率が良いという特徴があった。

特開２０１８－１９９１８８号公報

しかしながら、前記チャックユニット２００は、閉鎖部材２０４をチャック本体２０１に固定する固定ねじ２０５の軸線とスイングパイプ２０３を通過するねじの移動方向との角度差βが９０°以上になるよう構成されており、スイングパイプ２０３を通過したねじＳが閉鎖部材２０４に衝突した際の衝撃が固定ねじに作用しない構造であった。そのため、長期間使用すると、閉鎖部材２０４が図９の二点鎖線で示す初期位置から少しずつ下方に位置ずれし、閉鎖部材２０４とチャック爪２０２と境界部分に段差ができることがあった。このように段差ができた状態でスイングパイプ２０３が揺動すると、図８に示すようにねじの先端が前記段差に係止されるため、スイングパイプ２０３の揺動が阻害される。このように従来のチャックユニット２００には、長期間使用した際、閉鎖部材204の位置ずれに起因する供給不良が発生する等の問題があった。

そのため、本発明は、閉鎖部材が位置ずれしないよう構成されたチャックユニットの提供を目的とする。

本発明は、上記課題に鑑みて創生されたものであり、締結工具が挿通されるチャック本体と、前記チャック本体に揺動自在に装着されるとともに、前記締結工具の軸線上に締結部品を保持可能な保持孔が分割形成された一対のチャック爪と、前記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する方向に延びるホース継手と、前記ホース継手と前記チャック爪との間に配され、前記チャック爪の揺動面から離反する方向へ揺動自在なスイングパイプと、前記スイングパイプを前記ホース継手と前記チャック爪とを接続する方向へ常時付勢する付勢部材と、前記スイングパイプがチャック爪から離反する方向に揺動した際、当該スイングパイプの先端を閉鎖する閉鎖部材とを備えたチャックユニットにおいて、前記閉鎖部材は、前記スイングパイプを通過するねじの移動方向に対して鋭角方向に伸びる固定ねじにより、前記チャック本体にねじ止め固定されていることを特徴とする。なお、前記チャック本体には、前記スイングパイプを挟むよう配置された一対の固定突起が形成されており、前記固定突起の先端には前記閉鎖部材が嵌合する嵌合部が形成されていることが好ましい。また、前記固定ねじは、頭部と前記閉鎖部材との間に弾性部材を有することが好ましい。さらに、前記固定ねじは、閉鎖部材の厚さより若干長寸に構成された首下部を有しており、前記首下部は、前記弾性部材を常時圧壊しない程度に変形させるよう設定されていることが好ましい。

本発明のチャックユニットは、前記固定ねじが圧送されたねじの移動方向と鋭角になるよう構成されており、ねじが閉鎖部材と衝突した際の衝撃を固定ねじが受け止め可能となる。このため、前記衝撃による閉鎖部材の位置ずれを防止でき、当該位置ずれに起因する供給不良を防止可能等の利点がある。なお、前記閉鎖部材がチャック本体に形成された固定突起の先端の嵌合部と嵌合しているため、閉鎖部材を交換する際の位置決めが容易になる等の利点がある。また、前記固定ねじが頭部と前記閉鎖部材との間に弾性部材を有することにより、圧送されてきたねじが閉鎖部材と衝突した際の衝撃を低減することができ、閉鎖部材の摩耗防止可能等の利点もある。さらに、前記固定ねじが閉鎖部材の厚さより若干長寸の首下部を有しているため、弾性部材を圧壊させることなく強固にねじ止め可能等の利点も有する。

本発明に係るチャックユニットの構造を示す正面図である。 本発明に係るチャックユニットの構造を示す側面図である。 本発明に係るチャックユニットの構造を示す一部断面側面図である。 図３の状態から次の状態に移行した状態を示す一部断面側面図である。 本発明に係る閉鎖部材および固定ねじの構造を示す図１のＡの要部拡大一部断面正面図であり、（ａ）は第一の実施形態の要部拡大正面図であり、（ｂ）は第二の実施形態の要部拡大正面図であり、（ｃ）は第三の実施形態の要部拡大正面図である。 従来のチャックユニットの構造を示す側面図である。 従来のチャックユニットの構造を示す一部断面側面図である。 図７の状態から次の状態に移行した状態を示す一部断面側面図である。 図８のＢ部拡大側面図である。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。図１ないし図５において１０は、ねじ締め機に用いられるチャックユニット１０である。このチャックユニット１０は、上下方向に伸びる締結工具１００の移動経路上に設置されるチャック本体２０と、このチャック本体２０に揺動自在に支持される一対のチャック爪３０、３０と、このチャック爪３０、３０に締結部品の一例であるねじＳを供給するスイングパイプ４０とから構成されている。

前記チャック本体２０には、図３に示すように前記締結工具１００の最大径より大きい穴径を有する案内孔２１が貫通形成されており、この案内孔２１は、前記締結工具１００が軸方向に移動自在に貫通している。また、チャック本体２０の両側面には、案内孔２１を挟むように一対の前記チャック爪３０、３０が揺動自在に装着されている。これらチャック爪３０、３０は、チャック本体２０との間に挟設された爪ばね（図示せず）により、常時下側端部が閉じるよう付勢されており、その対向面には、前記案内孔２１の延長線上に保持孔３１が分割形成されている。この保持孔３１は、前記ねじＳの頭部径より大きい穴径に形成されており、その下方には、ねじＳの首部径より大きくかつ頭部径より小さい穴径のガイド孔３２が連続している。これにより、供給されたねじＳは、チャック爪３０、３０の保持孔３１およびガイド孔３２の境界部分に頭部座面を当接させて保持される。

また、前記チャック本体２０には、前記案内孔２１に対して傾斜し、それぞれの延長線が交差するようにホース継手２２が装着されている。このホース継手２２は、ねじＳが通過可能な円筒形状に構成されており、一端には、外部の供給装置（図示せず）まで連続する供給ホース（図示せず）が接続されている。さらに、チャックユニット１０は、前記ホース継手２２と前記チャック爪３０、３０との間に、これらを連続させる前記スイングパイプ４０が設置されている。このスイングパイプ４０は、ねじＳが通過可能な待機孔４１が軸方向に貫通形成された略円筒形状部材であり、図２に示すようにチャック本体２０の両側面それぞれに配された止めねじ２３，２３を支軸として前記チャック爪３０、３０の揺動面から離反する方向へ揺動可能に装着されている。なお前記供給装置は、特開平９－２３４６３５号公報等に記載された従来既知の供給装置であり、前記ホース継手２２に接続される供給ホースを通じてねじＳを圧送可能に構成される。

前記チャック本体２０には、前記スイングパイプ４０の先端部がチャック爪３０、３０の保持孔３１の上端部に連続するように付勢する付勢部材の一例である圧縮ばね２４と、この圧縮ばね２４を保持するばね保持部２５とを備えている。ばね保持部２５は、圧縮ばね２４がスイングパイプ４０を常時付勢するとともに図４に示すように前記締結工具１００が通過可能な角度、スイングパイプ４０が揺動しても圧縮ばね２４が圧壊しないように設計されている。

また、前記チャック本体２０には、図２に示すように下方に向かい伸びる一対の固定突起２６が前記スイングパイプ４０を挟むように形成されている。この固定突起２６の下端には、嵌合部２７が切欠き形成されており、この嵌合部２７には、当該固定突起２６を橋渡しするように閉鎖部材４２が設けられている。この閉鎖部材４２は、固定ねじ４４によって固定突起２６にねじ止めされており、前述のように締結工具１００が通過可能な角度、スイングパイプ４０が揺動した際、スイングパイプ４０の待機孔４１の先端を閉鎖可能に位置決めされている。なお、固定ねじ４４は、その軸線が前記スイングパイプ４０を通過するねじＳの移動方向つまり当該スイングパイプ４０の長手方向との角度差αが９０°以下になるように配置されており、本実施形態では、前記スクリューガイド１０１と平行となるよう構成されている。また、閉鎖部材４２には、揺動した状態のスイングパイプ４０と直行方向に広がる当接面４３を有しており、この当接面４３が前記スイングパイプ４０の揺動を阻害せず、なおかつ、当該当接面４３とスイングパイプ４０との隙間にねじＳが噛み込まないような若干の隙間を有するように配置されている。

なお、前記締結工具１００は、略円筒形状に構成されたスクリューガイド１０１とこのスクリューガイド１０１内に収容されるドライバビット１０３を備えており、このスクリューガイド１０１およびドライバビット１０３は、往復駆動源（図示せず）の駆動を受けて、軸方向に往復移動可能に構成されている。このため、スクリューガイド１０１およびドライバビット１０３は、往復駆動源の駆動を受けて前記チャックユニット１０に対して、相対移動することができる。また、スクリューガイド１０１は、その下方開口部１０２がねじＳを収容可能な大きさに構成されている一方、上端部には、真空ポンプ（図示せず）が接続されている。このため、当該真空ポンプが駆動することにより、下方開口部１０２からエア吸引可能に構成される。これにより、下方開口部１０２内にねじＳを吸引することが出来るとともに、負圧によってねじＳを吸着保持することが可能となる。

また、スクリューガイド１０１は、クッションばね（図示せず）によって常時下方に付勢されており、当該クッションばねが撓むことでドライバビット１０３に対して相対移動するように構成されている。このため、ドライバビット１０３は、スクリューガイド１０１の内部に常時収容されているとともにスクリューガイド１０１が上側に押圧されると、スクリューガイド１０１内部で相対的に下降してねじＳと嵌合可能となる。また、前記ドライバビット１０３は、回転駆動源（図示せず）の駆動を受けて回転可能に構成されており、所定の締付けトルクでねじＳを締結可能に構成されている。さらに、ねじ締め機には、前記往復駆動源や回転駆動源等の各種駆動源および、真空ポンプや供給装置等の外部装置の駆動を制御可能な制御装置を備えている。

次に、上記のように構成されたチャックユニット１０の作用を説明する。
図３に示すように締結工具１００がチャックユニット１０に対して上昇している待機状態で駆動信号が入力されると前記供給装置は、ねじＳをチャックユニット１０に向けて圧送する。この圧送されたねじＳは、前記供給ホースおよびスイングパイプ４０を通じてチャック爪３０、３０の保持孔３１まで供給される。ねじＳが保持孔３１まで供給された後、前記往復駆動源が駆動して前記スクリューガイド１０１およびドライバビット１０３を下降させるとともに前記真空ポンプが駆動してスクリューガイド１０１の下方開口部１０２からエア吸引を開始する。これにより、スクリューガイド１０１に押されたスイングパイプ４０がチャック爪３０、３０から離反する方向に揺動する。この時、揺動したスイングパイプ４０の先端が前記閉鎖部材４２によって閉鎖される。その後、前記スクリューガイド１０１が前記保持孔３１内に侵入してその下方開口部１０２内にねじＳを吸着保持する。

上述のように保持孔３１にねじＳの供給後、前記往復駆動源および前記吸引装置が作動して、前記ドライバビット１０３およびスクリューガイド１０１をねじＳに向かって下降するとともに、前記スクリューガイド１０１の下方開口部１０２からエア吸引を開始する。この時、前記スイングパイプ４０は、下降する締結工具１００に押されてチャック爪３０、３０の揺動面から離反する方向に揺動する。その後、前記スクリューガイド１０１が前記保持孔３１内に侵入してその下方開口部１０２内にねじＳを吸着保持する。この時、前述のようにねじＳが保持孔３１内に正しい姿勢で保持されているため、スクリューガイド１０１の下方開口部１０２に確実にねじＳを吸着保持することが可能となる。

上述のようにスクリューガイド１０１の下方開口部１０２にねじＳが吸着保持されると、ねじ締め機は、前記往復駆動源を駆動させてスクリューガイド１０１をさらに下降させる。これにより、当該スクリューガイド１０１が前記チャック爪３０、３０に接触し、徐々にチャック爪３０、３０を拡開させる。結果、スクリューガイド１０１の下方開口部１０２からドライバビット１０３が突出し、ねじＳが脱落すること等が防止される。その後、チャック爪３０、３０から突出したスクリューガイド１０１が被締結部材（図示せず）の表面に当接すると、前記クッションばねが撓み、ドライバビット１０３のみが下降する。この時、ドライバビット１０３は、前記回転駆動源の駆動を受けて回転しており、スクリューガイド１０１内でドライバビット１０３とねじＳが嵌合するため、ねじＳは、被締結部材に締結される。その後、ねじＳが所定の締付けトルクでワークに締結されると、前記負圧発生手段および回転駆動源が停止するとともに前記往復駆動源が駆動してスクリューガイド１０１およびドライバビット１０３を当初の位置まで復帰させる。

また、前述のように回転駆動源が停止すると、制御装置は、前記供給装置を駆動させねじＳを圧送させる。この時、前記スイングパイプ４０の先端は、前記閉鎖部材４２によって閉鎖されているため、スイングパイプ４０まで圧送されたねじＳは、閉鎖部材４２に衝突して停止する。その後、スクリューガイド１０１およびドライバビット１０３が図３に示す当初の位置まで復帰するに従い、スイングパイプ４０がチャック爪３０、３０側に揺動する。これにより、スイングパイプ４０の待機孔４１が保持孔３１に連続すると、二点鎖線に示すように待機孔４１内のねじＳがスイングパイプ４０から保持孔３１に受け渡される。このようにチャックユニット１０およびドライバビット１０３が復帰する途中で次段のねじＳを供給できるため、復帰した直後に次のねじＳの締結作業に取りかかることが可能となり、サイクルタイムを短縮することができる。

また、チャックユニット１０は、前記固定ねじ４４の軸線とスイングパイプ４０を通過するねじＳの移動方向との角度差αが９０°以下になるよう構成されているため、供給されたねじＳが閉鎖部材２０４に衝突した際の衝撃が固定ねじ４４に作用する。このように、固定ねじ４４が閉鎖部材４２をねじが衝突する方向に支持しているため、供給されたねじＳが閉鎖部材４２に衝突しても、従来技術のように閉鎖部材４２が下方に位置ずれすることがない。同時に閉鎖部材４２は、固定突起２６に形成された嵌合部２７に嵌合しているため、チャック爪３０、３０側に位置ずれすることも防止されている。これらにより、長期間使用しても閉鎖部材４２が位置ずれしない。よって、従来技術のように位置ずれすることに起因して供給不良が生じることもない。結果、チャックユニット１０は、ねじＳを安定して供給することが可能となる。

さらに、長期間の使用により前記当接面４３が摩耗した閉鎖部材４２を交換する場合、前記嵌合部２７に嵌合させた新たな閉鎖部材４２を固定ねじ４４でねじ止めするのみでよい。このため、微細な位置調整が必要ないため、閉鎖部材４２を容易に交換可能となる。同時に、本願チャックユニット１０の閉鎖部材４２は、従来のチャックユニット２００の閉鎖部材２０４より小さく簡単な形状に形成されているため、安価に製造可能となる。

なお、本発明に係るチャックユニット１０は、前述したものに限定するものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態において、チャックユニット１０は、ねじＳを締結するねじ締め機に用いられていたが、これに限定されず、リベットを被締結部材に打ち付けるかしめ機等、その他有頭部品を圧送する作業機に用いられても何ら問題ない。もちろん、締結工具１００も、スクリューガイド１０１およびドライバビット１０３に限定されることなくその他の工具であっても何ら問題ない。また、チャックユニット１０の各種寸法は、供給されるねじＳによって適宜選択されることが好ましい。

また、前記固定ねじ４４は、図５の（ａ）に示すようにワッシャを有する普通のねじであっても良いが、これに限定されず、図５の（ｂ）に示すように頭部と閉鎖部材４２との間にゴムやばね等からなる弾性部材４５を有していても良い。このように弾性部材４５を備える場合、閉鎖部材４２にねじＳが衝突した際の衝撃を弾性部材４５が吸収するため、閉鎖部材４２およびねじＳが傷つき難くなる。さらに、図５の（ｃ）に示すように閉鎖部材４２の厚さ寸法より若干長い首下部４６を有しており、この首下部４６が弾性部材４５を圧壊しない程度に常時押圧するように設定されていても良い。このような首下部４６を有する固定ねじ４４は、首下部４６の座面が固定突起２６に着座して強固にねじ止め可能であるため、緩み難くなるとともに弾性部材４５を圧壊しない適度な寸法変形させることが容易に調節可能となる。

１０ … チャックユニット
１００ … 締結工具
１０１ … スクリューガイド
１０２ … 下方開口部
１０３ … ドライバビット
２０ … チャック本体
２１ … 案内孔
２２ … ホース継手
２３ … 止めねじ
２４ … 圧縮ばね
２５ … ばね保持部
２６ … 固定突起
２７ … 嵌合部
３０ … チャック爪
３１ … 保持孔
３２ … ガイド孔
４０ … スイングパイプ
４１ … 待機孔
４２ … 閉鎖部材
４３ … 当接面
４４ … 固定ねじ
４５ … 弾性部材
４６ … 首下部

Claims (4)

1. 締結工具が挿通されるチャック本体と、
   前記チャック本体に揺動自在に装着されるとともに、前記締結工具の軸線上に締結部品を保持可能な保持孔が分割形成された一対のチャック爪と、
   前記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する方向に延びるホース継手と、
   前記ホース継手と前記チャック爪との間に配され、前記チャック爪の揺動面から離反する方向へ揺動自在なスイングパイプと、
   前記スイングパイプを前記ホース継手と前記チャック爪とを接続する方向へ常時付勢する付勢部材と、
   前記スイングパイプがチャック爪から離反する方向に揺動した際、当該スイングパイプの先
   端を閉鎖する閉鎖部材とを備えたチャックユニットにおいて、
   前記閉鎖部材は、前記スイングパイプを通過するねじの移動方向に対して鋭角方向に伸びる固定ねじにより、前記チャック本体にねじ止め固定されていることを特徴とする。
2. 前記チャック本体には、前記スイングパイプを挟むよう配置された一対の固定突起が形成されており、
   前記固定突起の先端には前記閉鎖部材が嵌合する嵌合部が形成されている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. 前記固定ねじは、頭部と前記閉鎖部材との間に弾性部材を有することを特徴とする請求項１に記載のチャックユニット。
4. 前記固定ねじは、閉鎖部材の厚さより若干長寸に構成された首下部を有しており、前記首下部は、前記弾性部材を常時圧壊しない程度に変形させるよう設定されていることを特徴とする請求項３に記載のチャックユニット。

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