JP2525591B2 - 自動ネジ締め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動ネジ締め装置、更に詳しくは所定位置に
あるネジを拾い上げ、かつネジ締め位置に移動した後に
ネジ締めを行なうまでの一連の動作を、自動的に行なう
ことができる自動ネジ締め装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来より、ネジを効率良く締め付けるために種々の自
動ネジ締め装置が提供されていた。

このような従来提供されていた自動ネジ締め装置は、
ネジを拾ってから所定の位置にそのネジを締め付けるま
での工程の一部に手作業を導入しているものがあった。

また一方、ネジを拾ってからネジ締め作業が終了する
までの間のすべての作動を自動制御によって行なってい
るものもあった。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、前述したような従来の自動ネジ締め装
置の内で、一部を手作業によって行なうもの、例えばネ
ジの自動ネジ締め装置先端へのセッティングを手作業等
で行なうものにあっては、作業能率の低下があり、実用
性に欠けるものとなっていた。

一方、全ての作動を自動制御によって行なうような装
置にあっては、ネジ自体の寸法等のバラツキによって、
全体が作動しなくなってしまうようなこともあった。

そこで本発明は、ネジを拾い、そのネジを所定位置に
移動させてから、ネジ締めを行なう自動ネジ締め装置で
あるにも関わらず、ネジを拾い上げる際及びネジを締め
付ける際の作動の一部にスプリングの弾発力を用いるこ
とによって、装置全体の大型化を防止すると共に、ネジ
のピッチのバラツキ等によって作動が不能となるような
ことを防止した自動ネジ締め装置を提供することをその
目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 前述した問題点を解決するために、本発明は、移動機
構に固定された固定フレームに設けたガイド軸に上下動
機構によって上下動可能な上下動フレームを設け、この
上下動フレームにスライド軸を固定すると共に、ドライ
バーフレームをドライバースプリングで、フィンガーフ
レームをフィンガースプリングで、各々下方に押圧しつ
つスライド軸に平行に上下動自在となるようにスライド
軸に軸支し、ドライバーフレームにはエアードライバー
を設け、フィンガーフレームにはネジをつかむフィンガ
ーアタッチメントを開閉させるフィンガー機構を設ける
と共に、エアードライバー先端のドライバーヘッドが常
態においてフィンガー機構下端から下部に突出し、フィ
ンガーフレームが開いているように形成したことを特徴
とする。

［作用］ 本発明に関わる自動ネジ締め装置は、まず最初に所定
の位置にあるネジを拾い上げ、その後ネジ締めを行なう
べき場所に移動した後に、ネジの締め付けを行なうもの
である。

更に詳述に説明すると、まず移動機構によって、エア
ードライバー等を拾い上げるネジの上方に移動させる。

するとこの状態では、なんら外力が加わっていないた
めに、エアードライバー先端のドライバーヘッドがフィ
ンガー機構下端から下部に突出していることとなる。ま
たフィンガーアタッチメントは開いた状態となってい
る。

その後上下動装置によってエアードライバー等をネジ
に向って降下させる。

このエアードライバー等の降下の途中で、まずドライ
バーヘッドがネジ頭に接触することとなる。

しかしながら上下動装置によるエアードライバー等の
降下は更に行なわれるので、ネジ頭に接触したドライバ
ーヘッドはその位置のままとなっている。この時エアー
ドライバーは、上下動フレームに固定したスライド軸に
対して、ドライバースプリングの弾発力に抗しながら上
方に移動するものである。

更に降下が行われると、次にフィンガー機構のフィン
ガーアタッチメント下面がネジの保持面付近に達するこ
ととなる。

この状態でフィンガー機構を作動させ、ネジをフィン
ガーアタッチメントによって保持する。またこのフィン
ガー機構によるネジの保持時にあっても、ネジの先端
は、フィンガー機構下面よりも下方に突出しているもの
である。

またこのように、フィンガー機構のフィンガーアタッ
チメント下面がネジの保持面に達した後、更に降下が行
われることもある。そのときには、エアードライバー
は、上下動フレームに固定したスライド軸に対して、ド
ライバースプリングの弾発力に抗しながら上方に移動す
るものであり、フィンガー機構は、上下動フレームに固
定したスライド軸に対して、フィンガースプリングの弾
発力に抗しながら上方に移動するものである。

その後、上下動機構によってネジを保持したままのエ
アードライバー等を上昇させ、かつ移動装置によってネ
ジ締めを行なうべき場所にエアードライバー等を移動さ
せる。

このネジ締めを行なうべき位置へのエアードライバー
等の移動が終了した後は、上下動機構によってエアード
ライバー等を下降させることとなる。

この下降時、まず最初にネジの先端がネジ締めを行な
うワークに接触する。

次いでエアードライバーが、上下動フレームに固定し
たスライド軸に対して、ドライバースプリングの弾発力
に抗して上方に移動しながら、フィンガー機構のフィン
ガーアタッチメント下面がワークに接触することとな
る。このとき、場合によっては、フィンガー機構は、上
下動フレームに固定したスライド軸に対して、フィンガ
ースプリングの弾発力に抗しながら上方に移動するもの
である。

このようにフィンガー機構がワーク表面に接触した後
にも、更に上下動機構によってエアードライバー等を所
定量だけ下降させる。その結果、エアードライバーは、
上下動フレームに固定したスライド軸に対して、ドライ
バースプリングの弾発力に抗しながら上方に移動するも
のであり、フィンガー機構は、上下動フレームに固定し
たスライド軸に対して、フィンガースプリングの弾発力
に抗しながら上方に移動するものである。

このようにして所定量の下降を終了した後に、エアー
ドライバーが回転を開始してネジの締め付けを行なうと
共に、フィンガー機構が開いて、ネジの保持を開放する
こととなる。

このようなネジの締め付けは、エアードライバーの回
転と、このエアードライバーを下方に押し出すスプリン
グの弾発力によって行なうものである。

またネジの締め付けは、所定の回転あるいは所定の降
下、更にはエアードライバーへの負荷の変化等を検知し
て完了するものである。

従って、本発明に関わる自動ネジ締め装置は、上下動
装置として移動装置とを制御し、実際のネジ締めはスプ
リングの弾発力で行なうことによって、ネジ締めの自動
化が図れるだけでなく、全体を小型化できるものであ
る。

なおネジを締め付ける時には、ワークによってはフィ
ンガー機構下面のワーク接触によって、ワークに傷が付
いて商品価値を低下させる場合もある。このような時に
は、フィンガー機構下面がワークに接触する直前で上下
動機構による下降停止を行なうことによって、傷を付け
ることの防止を図ることができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を、図示例に従って説明する。

第１図は一部断面正面図であり、第２図は平面図、第
３図は上下動機構10の一例を示す断面図である。

第１図及び第２図に示した実施例では、移動機構20に
固定された固定フレーム21に設けたガイド軸22に、上下
動機構10によって上下動自在な上下動フレーム30が設け
てある。

移動機構20は、平面的なＸ−Ｙテーブルあるいは立体
的なＸ−Ｙ−Ｚテーブルに沿って固定フレーム21を移動
させることが可能な機構であるならば、種類を問わずに
用いることができる。

固定フレーム21は、正面コ字状に形成され、その中間
部分に２本のガイド軸22が固定してある。

上下動フレーム30は、一方が２本のガイド軸22に軸支
され、上下動機構10によって上下方向にスライド自在と
なっている。

またこの上下動フレーム30の他方は、コ字状に形成さ
れ、この中間部分に下方に軸端を突出させた２本のスラ
イド軸31が固定してある。

２本のスライド軸31は、いずれもその上端部が上下動
フレーム30の上部に固定してあり、中間部が上下動フレ
ーム30の下部に固定してあり、更には下端部が固定体32
によって固定してある。

またスライド軸31の上下動フレーム30の中間部には、
ドライバーフレーム40を介してエアードライバー41が固
定してあると共に、このドライバーフレーム40の上端面
と上下動フレーム30の上部との間には、ドライバースプ
リング42が配され、常態においてドライバーフレーム40
が下方に押圧されるようになっている。なおこのエアー
ドライバー41は、その先端部に種々の大きさのドライバ
ーヘッド43が固定可能となっている。

またスライド軸31の上下動フレーム30からの突出部に
は、フィンガーフレーム51を介してフィンガー機構50が
固定してあると共に、このフィンガーフレーム51の上端
面と上下動フレーム30の下部との間には、フィンガース
プリング52が配され、常態においてフィンガーフレーム
51が下方に押圧されるようになっている。

またフィンガー機構50は、メカニカルフィンガー53及
び先端部にネジ保持部55を有する２本のフィンガーアタ
ッチメント54とから形成され、所定の入力によってフィ
ンガーアタッチメント54先端を開閉するものである。ま
た２本のフィンガーアタッチメント54は、閉じることに
よってネジ保持を行なった時にあっても、固定による保
持を行なうものでなく、閉じたフィンガーアタッチメン
ト54によって形成されるネジ保持部55によって移動可能
な状態に保持されているものである。

なおネジ60を保持していない状態においては、フィン
ガー機構50はフィンガーアタッチメント54が開いた状態
となっている。

この時には、ドライバーフレーム40及びフィンガーフ
レーム51は共に、ドライバースプリング42及びフィンガ
ースプリング52によって、各々上下動フレーム30下部及
び固定体32に押圧されているものである。

またこの時の位置関係は、フィンガーアタッチメント
54の下端面よりも、ドライバーヘッド43の下端の方が下
方に突出しているものである。

第３図に示した断面図は、上下動機構10の一例を示し
たものである。

この実施例は、固定フレーム21に設けたシリンダ11の
内部にピストン12を内装し、シリンダ11内部においてピ
ストン12上下のいずれの部分に空気を圧入するかという
ことによって、上下動フレーム30に固定されたシリンダ
11自体を上下動させるための機構である。

このように上下動機構10は、実施例に限定されず、他
の手段をとることもできる。

次に、実施例に示した自動ネジ締め装置の作動につい
て、まず最初に所定の位置にあるネジ60を拾い上げ、そ
の後ネジ締めを行なうべき場所に移動した後に、ネジ60
の締め付けを完了するまでの作業を順次説明する。

まず最初に、任意の位置、設定位置あるいはネジ締め
が終了した位置にあるエアードライバー41等を、移動機
構20を作動させることによって、拾い上げるネジ60の上
方に移動させる。

この状態では、フィンガーアタッチメント54の先端は
開いており、かつなんら外的負荷が加わっていないため
に、エアードライバー41先端のドライバーヘッド43がフ
ィンガー機構50下端よりも下方に突出していることとな
る。

更にフィンガー機構50のフィンガーアタッチメント54
は開いた状態となっている。

所定位置に達すると、その後上下動位置によってエア
ードライバー41等をネジ60に向って降下させる。

このエアードライバー41等の降下の途中で、まずフィ
ンガー機構50下端よりも下方に突出しているドライバー
ヘッド43がネジ60頭に接触することとなる。

しかしながら上下動装置によるエアードライバー41等
の降下は更に行なわれるので、ネジ60頭に接触したドラ
イバーヘッド43はその位置のままとなっている。この時
エアードライバー41は、ドライバーヘッド43がネジ60頭
に接触しているためにそれ以上降下できず、上下動フレ
ーム30に対して、ドライバースプリング42の弾発力に抗
しながら上方に移動するものである。

更に降下が行われると、次にフィンガー機構50のフィ
ンガーアタッチメント54下面がネジ60の保持面付近に達
することとなる。

この状態でフィンガー機構50を作動させ、ネジ60をフ
ィンガー機構50のフィンガーアタッチメント54によって
ネジ保持部55に保持する。またこのフィンガー機構50に
よるネジ60の保持時にあっても、ネジ60の先端がフィン
ガーアタッチメント54よりも下方に突出していると共
に、ネジ60はネジ保持部55において固定的に保持されて
いるわけではなく、若干のガタを有するように保持して
いるものである。

このようにフィンガー機構50がワーク表面に接触した
後にも、更に上下動機構10によってエアードライバー41
等を所定量だけ下降させる。その結果、エアードライバ
ー41は、上下動フレーム30に固定したスライド軸31に対
して、ドライバースプリング42の弾発力に抗しながら上
方に移動するものであり、フィンガー機構50は、上下動
フレーム30に固定したスライド軸31に対して、フィンガ
ースプリング52の弾発力に抗しながら上方に移動するも
のである。

その後、上下動機構10によってネジ60をネジ保持部55
に保持したままのエアードライバー41等を上昇させる。

この上昇時には、まずフィンガー機構50が先に上昇
し、次いでエアードライバー41が上昇することとなる。
従って、上昇した後にネジ保持部55に保持されたネジ60
は、ドライバースプリング42の弾発力でネジ保持部55に
押圧されながら保持されているものである。またこの
時、ネジ60の下端はネジ保持部55から下方に突出してい
るものである。

このようにネジ保持部55にネジ60を保持した後は、移
動装置によってネジ締めを行なうべき場所にエアードラ
イバー41等を移動させる。

このネジ締めを行なう位置へのエアードライバー41等
の移動が終了した後は、上下動機構10によってエアード
ライバー41等を下降させることとなる。

この下降時、まず最初にネジ保持部55から下方に突出
しているネジ60の先端が、ネジ締めを行なう図示しない
ワークに接触する。

ただ上下動装置による降下は引続き行なわれるので、
次いでエアードライバ41が、上下動フレーム30に対し
て、スプリングの弾発力に抗して上方に移動しながら、
フィンガー機構50下面であるフィンガーアタッチメント
54がワークに接触することとなる。

このようにフィンガーアタッチメント54がワーク表面
に接触した後にも、更に上下動機構10によってエアード
ライバー41等を所定量だけ下降させる。

このようにして所定量の下降を終了した後に、エアー
ドライバー41が回転を開始してネジ60の締め付けを行な
うと共に、フィンガーアタッチメント54が開いて、ネジ
60の保持を開放することとなる。

勿論、ネジ60の安定性が担保できる限りにおいては、
フィンガーアタッチメント54を開いた後にネジ60の締め
付けを行なっても良い。

またこのようなネジ60の締め付けは、エアードライバ
ー41の回転と、このエアードライバー41を下方に押し出
すドライバースプリング42の弾発力によって行なうもの
である。

従ってネジ60のピッチ等によってエアードライバー41
の降下速度を制御する等の手段が不要である。

またネジ60の締め付けは、所定の回転あるいは所定の
降下、更にはエアードライバー41への負荷の変化等を検
知して完了するものである。

なお以上の説明においては、上下動フレーム30にコ字
状の部分を形成し、このコ字状部分の中間部分に下方に
軸端を突出させた２本のスライド軸31を固定し、スライ
ド軸31の上下動フレーム30部分にドライバーフレーム40
を軸支し、スライド軸31の上下動フレーム30部分下部に
フィンガーフレーム51を固定するとして説明したが、例
えばドライバーフレーム40をスライド軸31に軸支し、フ
ィンガーフレーム51をガイド軸22に軸支することもでき
る。ただこの時には、上下動フレーム30にガイド軸22を
貫通させたコ字状部を形成し、そのコ字状部にフィンガ
ースプリング52によって下方に押圧させたフィンガーフ
レーム51を位置させても良い。

また以上の説明においては、ネジ60をワークに締め付
ける時に、フィンガーアタッチメント54をワークに接触
させ、かつその後更に上下動フレーム30を若干下降させ
てからネジ止めを行なうとして説明したが、ワークによ
ってはフィンガーアタッチメント54の接触によって傷が
付き、商品価値を低下させるものもある。そのような場
合には、上下動フレーム40の降下量の制限、あるいはフ
ィンガーフレーム51が一定以上低下しないような図示し
ないストッパーの付設等によって、フィンガーアタッチ
メント54がワークに接触しないようにして、商品価値の
低下を防止することもできる。

またドライバーヘッド43及びフィンガーアタッチメン
ト54は、いずれる使用するネジ60の径等によって変更す
ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、ネジを拾い、そのネ
ジを所定位置に移動させてから、ネジ締めを行なう自動
ネジ締め装置であるにも関わらず、ネジを拾い上げる際
及びネジを締め付ける際の作動の一部にスプリングの弾
発力を用いることによって、装置全体の大型化を防止す
ると共に、ネジのピッチのバラツキ等によって作動が不
能となるようなことを防止したものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであって、第１図は
一部断面正面図、第２図は平面図、第３図は上下動機構
を示す断面図である。 10……上下動装置、11……シリンダ 12……ピストン、20……移動装置 21……固定フレーム、22……ガイド軸 30……上下動フレーム、31……スライド軸 32……固定体 40……ドライバーフレーム、41……エアードライバー 42……ドライバースプリング、43……ドライバーヘッド 50……フィンガー機構、51……フィンガーフレーム 52……フィンガースプリング、53……メカニカルフィン
ガー 54……フィンガーアタッチメント 55……ネジ保持部、60……ネジ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動機構に固定された固定フレームに設け
   たガイド軸に上下動機構によって上下動可能な上下動フ
   レームを設け、この上下動フレームにスライド軸を固定
   すると共に、ドライバーフレームをドライバースプリン
   グで、フィンガーフレームをフィンガースプリングで、
   各々下方に押圧しつつスライド軸に平行に上下動自在と
   なるようにスライド軸に軸支し、ドライバーフレームに
   はエアードライバーを設け、フィンガーフレームにはネ
   ジをつかむフィンガーアタッチメントを開閉させるフィ
   ンガー機構を設けると共に、エアードライバー先端のド
   ライバーヘッドが常態においてフィンガー機構下端から
   下部に突出し、フィンガーフレームが開いているように
   形成したことを特徴とする自動ネジ締め装置。