JP3020436B2 - ねじ締め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はねじによりワーク本体に
取り付けられる被締結ワークを予め保持することが可能
なねじ締め装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば蝶番等の被締結ワークをね
じにより板材等のワーク本体に取り付ける場合には、ワ
ーク本体を搬送するためのコンベアを配置し、このコン
ベアにワーク本体を一旦止める作業位置を設け、この作
業位置に対応して、ねじを保持して、これを締め付ける
ねじ締め機と、ワーク本体の所定位置に被締結ワークを
供給する供給装置とを配置したねじ締め装置が使用され
ている。このねじ締め装置によれば、コンベアの作業位
置に停止したワーク本体の所定位置に供給装置から被締
結ワークを位置決め供給して後、続いてねじ締め機を駆
動してねじを被締結ワークの取付穴に一致するよう位置
決めして後、ねじ締めを行い、ワーク本体に被締結ワー
クを取り付けることが可能である。なお、このようなね
じ締め装置において、被締結ワークを位置決め供給する
供給装置としては、一般に被締結ワークを保持するハン
ドを有するロボット等が使用される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のね
じ締め装置においては、供給装置により被締結ワークを
ワーク本体の所定位置に位置決めして後、続いてねじが
被締結ワークの取付穴に一致するよう位置決めし、その
後にねじ締めを行って被締結ワークをワーク本体に取り
付けているため、被締結ワークおよびねじをそれぞれ位
置決めすることによる作業時間の増長が問題となってい
るとともに、供給装置、ねじ締め機相互を位置決め制御
する必要があり、被締結ワークの取付穴に確実にねじが
一致しない等、位置決め精度が悪くなってしまう等の問
題が発生している。また、ロボットおよびねじ締め機を
それぞれ設けているため、装置が極めて大型化し、設置
場所等が限定されてしまう等の問題も発生している。

【０００４】本発明は、上記課題に鑑みて創成されたも
のであり、装置を小型化するとともに、被締結ワークと
これをワーク本体に取り付けるねじとの位置決めを極め
て簡単かつ正確に行い、しかも所定位置に被締結ワーク
を確実に供給するねじ締め装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、昇降駆動源の作動を受けて昇降するドラ
イバベースに、回転駆動源の駆動を受けて回転するドラ
イバビットを備えたドライバユニットを一体に昇降可能
に配置するとともに、このドライバベースに連結棒を下
方に延びるよう取り付け、この連結棒により下方から支
持されるチャックベースを連結棒に沿って摺動可能に設
け、このチャックベースには前記ドライバビットの移動
路上においてねじを保持するチャックユニットを設置
し、ドライバユニットとチャックユニットとを一体に昇
降可能、かつ相対移動可能に構成する一方、前記チャッ
クベースには、被締結ワークが通過可能に構成された保
持位置を有する基台がチャックベースの移動方向に対し
て相対移動可能に設けられ、この基台の保持位置には複
数の保持板が常時保持位置に突出するよう付勢して設け
られ、この保持板に係止して被締結ワークを保持し、こ
れによって被締結ワークの取付穴が前記チャックユニッ
トに保持されるねじの軸線延長上に位置するように構成
されている。なお、前記保持板は、常時カム部材に当接
するように設けられ、このカム部材に沿って基台の保持
位置に突出する位置と、保持位置から退去した位置に移
動可能であるか、または往復駆動源の作動を受けて基台
の保持位置に突出する位置と、保持位置から退去した位
置に移動可能であることが望ましい。また、前記カム部
材は、一端が常時基台下面から突出して設けられ、この
一端がワーク表面に当接するのを受けて作動するように
構成されていることが望ましい。さらに、以上の本発明
の構成においては、被締結ワークが保持位置に自動供給
されるようになっていることが望ましく、また、前記基
台はチャックベースと一体に移動可能かつチャックベー
スに対して相対的に移動可能に設けられた摺動軸に連結
して設けられていることが望ましい。

【０００６】

【作用】上記構成において、被締結ワークは基台の保持
位置に常時突出している保持板に係止することにより、
保持位置に保持される。これによって、被締結ワークの
取付穴はチャックユニットに供給保持されているねじの
軸線延長上に配置される。このように保持された被締結
ワークをワーク本体に取り付ける場合には、最初、ドラ
イバベース、チャックベース、基台等が一緒に下降す
る。これによって基台はワーク本体に接近し、この段階
で保持板はカム部材（または往復駆動源）の作用により
保持位置から退去し、被締結ワークを解放する。この
時、保持板を移動させるカム部材はワーク表面に当接す
ることで作動するため、基台がワーク表面に接近した段
階で確実に被締結ワークを解放することができる。被締
結ワークが解放される時点で基台はワーク表面に接して
移動できなくなるが、ドライバベース及びチャックベー
スは摺動軸の作用で下降を続けることができる。こうし
てチャックユニットが被締結ワークに近接すると、チャ
ックベースはストッパなどに係止して停止する。チャッ
クベースが停止しても連結棒はチャックベースに沿って
摺動できるので、ドライバベースは下降を続ける。これ
によりドライバビットはチャックユニットに保持された
ねじを被締結ワークの取付穴へ押し出し、そして回転駆
動源の駆動を受けて回転することにより、押し出したね
じをワーク本体へ締め付ける。これによって、被締結ワ
ークはワーク本体に締結される。

【０００７】

【実施例】以下図面に基づき本発明の一実施例を説明す
る。図１および図２において１はねじ締め装置であり、
所定の隙間をおいて置かれた二枚の板材からなるワーク
本体３を搬送するコンベア２脇に設置されるテーブル１
ａ上にコラム１ｂを有している。このコラム１ｂには、
昇降駆動源の一例であるシリンダ７が垂直下方に進退す
るロッド７ａを備えて取り付けられるとともに、垂直に
伸びる２本の案内軸８が並行して取り付けられている。
この案内軸８上部には、シリンダ７のロッド７ａに連結
されるドライバベース９が摺動可能に挿通しており、こ
のドライバベース９にはモータなどの回転駆動源１０ａ
の駆動により回転するドライバビット１０ｂを備えたド
ライバユニット１０が、シリンダ７の作動によりドライ
バベース９と一体に昇降するよう設置されている。この
ドライバユニット１０におけるドライバビット１０ｂは
回転駆動源１０ａの出力軸と自在継手１０ｃにより連結
されており、その軸線が回転駆動源１０ａの出力軸の軸
線から外れた位置にあっても、回転駆動源１０ａの駆動
を受けて良好に回転するよう構成されている。

【０００８】また、ドライバベース９には、連結棒９ａ
が垂直下方に延びて取り付けられており、この連結棒９
ａ下端には、前記案内軸８に沿って摺動可能なチャック
ベース１１が支持されている。このチャックベース１１
には棒状のストッパ１１ｂが下方に垂下して取り付けら
れるとともに、前記ドライバビット１０ｂが常時挿通す
る案内スリープ１３ａを水平面内で平行移動して所定位
置に位置決めするチャックスライド機構１２が配置され
ている。このチャックスライド機構１２に連結される案
内スリーブ１３ａの下端には、常時閉じる方向に付勢さ
れた開閉自在な一対のチャック爪１３ｂを有するチャッ
クユニット１３が一体に連結されており、外部のねじ供
給装置（図示せず）から供給されるねじを、前記ドライ
バビット１０ｂの移動路上に一旦保持するように構成さ
れている。なお、チャックベース１１は前記連結棒９ａ
に対して摺動可能であり、チャックユニット１３とドラ
イバユニット１０とは相対的に動作可能に構成されてい
る。

【０００９】一方、チャックベース１１下部には、２個
のスライドガイド１１ａが一体に設けられており、各ス
ライドガイド１１ａには、これらに沿って摺動自在な摺
動軸１４がそれぞれ挿通している。これら摺動軸１４
は、前記チャックユニット１３を挟んで垂直下方に伸び
ており、その下端には、前記ワーク本体３の隙間部分上
方において、被締結ワークの一例である蝶番５を保持す
るホルダ１５が一体に取り付けられている。このホルダ
１５は、前記チャックユニット１３に保持されるねじの
垂直下方に蝶番５の取付穴５ｂを位置させて、これを保
持するように構成されており、摺動軸１４がスライドガ
イド１１ａに沿って摺動することで、チャックベース１
１の移動方向に対して相対移動可能に構成されている。

【００１０】前記ホルダ１５は、図３および図４に示す
ように、前記各摺動軸１４下端に一体に連結される基台
１６を有している。この基台１６には前記チャックユニ
ット１３の垂直下方に蝶番５が通過可能な保持位置を成
す切欠部１６ｃが成形されており、この切欠部１６ｃの
各壁面には、案内溝１６ａがそれぞれ壁面に直交して削
設されるとともに、基台１６の下面には、それぞれ案内
溝１６ａと交叉する案内穴１６ｂが垂直上方に延びて成
形されている。この基台１６の各案内穴１６ｂには、軸
状部材の途中に下方に拡がる円錐状のカム部を一体成形
したカム部材１７が収納されており、このカム部材１７
は案内穴の奥に収納されるばねにより常時下方に付勢さ
れて、下端が基台１６下面から突出するように構成され
ている。また各案内溝１６ａには、弾性部材の一例であ
るばね１８ａにより常時案内溝１６ａ開口端側に付勢さ
れる保持板１８が収納されている。カム軸１７は、軸部
材に下方に拡がる円錐状のカム部１７ｂを一体成形した
形状を成し、保持板１８には前記案内穴を包含する長穴
１８ｂが案内溝１６ａ開口端側に延びて成形されてお
り、カム軸はこの長穴を挿通して配置されている。さら
に、保持板には回転自在なローラ１８ｃが配置されてお
り、このローラ１８ｃは、保持板１８がばね１８ａの付
勢を受けることで常時カム軸１７のカム部１７ｂ上部付
近に弾性的に当接するよう構成され、保持板の先端が案
内溝から若干突出するように構成されている。なお、カ
ム部材１７の軸状部の半径とカム部１７ｂの最大半径と
の差は、保持板１８の先端が案内溝から突出する寸法以
上となるように設定されている。

【００１１】上記構成のねじ締め装置１において、２枚
の板材から成るワーク本体３，３は、コンベア２により
作業位置まで搬送され、作業位置で一旦その位置に止め
られる。一方、ホルダ１５の基台１６の切欠部１６ｃに
は、外部の供給装置（図示せず）から蝶番５が自動供給
される。この蝶板５の供給は作業者が手作業で行っても
よいが、本実施例におけるねじ締め装置１では、供給装
置を用いて蝶番を自動供給し、作業効率の向上を図ると
ともに、作業者の負担を軽減している。この時蝶番５
は、切欠部１６ｃに突出する保持板１８の先端に係止
し、回動軸５ａをワーク本体３の隙間部分上方に位置さ
せるとともに、複数設けられる取付穴５ｂの一つをチャ
ックユニット１３に供給されるねじの垂直下方、すなわ
ちねじの軸線延長上に位置させて保持される。したがっ
て、この時点で蝶番５の取付穴５ｂとねじとの位置決め
は完了する。このようにしてホルダ１５に蝶番５が保持
された後、シリンダ７が作動して案内軸８に沿ってドラ
イバベース９、チャックベース１１、ホルダ１５を一体
に下降させ、まずホルダ１５のカム軸１７下端をワーク
本体３，３上面に当接させる。この状態で、さらにシリ
ンダ７のロッド７ａが伸長すると、各カム軸１７は、ば
ね１７ａの付勢に抗して基台１６の案内穴１６ｂ内に後
退し、これにともなってローラ１８ｃがカム部１７ｂに
沿って回転移動するため、各保持板１８も案内溝１６ａ
内に後退する。したがって、ホルダ１５下面がワーク本
体３上に接地する頃には、基台１６の切欠部１６ｃに保
持されていた蝶番５は解放され、ワーク本体３上の所定
位置に供給される。

【００１２】この後、さらにシリンダ７の作動が継続す
ると、ホルダ１５はワーク本体３上で停止し、チャック
ベース１１およびドライバベース９が案内軸に沿って下
降する。そして、ストッパ１１ｂがワーク本体３、ある
いはホルダ１５の基台１６上面に当接した時点をもって
チャックベース１１の下降は停止する。この時、チャッ
クベース１１の下降にともなって一体に下降していたチ
ャックユニット１３も、チャック爪１３ｂ先端が蝶番５
に接近した位置において停止する。なお、ストッパ１１
ｂの長さの設定でチャック爪１３ｂ先端と蝶番５との間
隔は任意に調整することができる。前述のようにチャッ
クベース１１が停止すると、最終的にドライバベース９
のみが下降して、ドライバユニット１０をチャックユニ
ット１３に対して相対的に下降させる。このことによっ
て、ドライバビット１０ｂはチャックユニット１３内を
下降し、チャック爪１３ｂを押し開いてこれに保持され
るねじを蝶番５の取付穴５ｂに押し出し、その後回転駆
動源１０ａの駆動を受けて回転し、ワーク本体３にねじ
を締付けて蝶番５をワーク本体３に取り付ける。なお、
本ねじ締め装置１においては、蝶番５における複数の取
付穴に対応して、チャックスライド機構１２の作動によ
りチャックユニット１３を平行移動させて、締め付け位
置の変更を行う。この時、案内スリーブ１３ａ内のドラ
イバビット１０ｂは、自在継手１０ｃを介して回転駆動
源１０ａの出力軸と連結されているため、チャックユニ
ット１３の平行移動に追従して次なる締め付け位置へ移
動し、回転駆動源１０ａの駆動を享受してねじを締付け
ることが可能である。

【００１３】蝶番５の全ての取付穴５ｂをねじにより固
定して後、シリンダ７が復動して、ドライバベース９、
チャックベース１１、ホルダ１５を順次上昇させて原位
置に復帰させる。ホルダ１５の上昇にともなって基台１
６の案内穴１６ｂ内に後退していたカム軸１７はばね１
７ａの付勢によりその先端が基台１６の下端面から突出
する位置に復帰し、これにともなってローラ１８ｃがカ
ム部１７ｂに沿って移動し、保持板１８を案内溝１６ａ
から突出する位置に復帰させる。この時、上昇復帰した
ホルダ１５の切欠部１６ｃには、次の作業に備えて新た
な蝶番５が外部の供給装置あるいは作業者によって供給
される。なお、チャックユニット１３にはドライバビッ
ト１０ｂによる締め付けが終了するごとに外部のねじ供
給装置（図示せず）から給送パイプを通じてねじが圧送
される。一方、蝶番５が取り付けられたワーク本体３は
コンベア２により次なる工程へ搬出される。以下、本ね
じ締め装置１は作業位置に新たなワーク本体３が搬送さ
れるごとに前述の動作を繰り返し行って被締結ワークで
ある蝶番５を取り付ける作業を行う。

【００１４】なお、本実施例において被締結ワークとし
て蝶番を例に挙げたが、何もこれに限定されるものでは
なく、ワーク本体を補強するために取り付けられる板状
のリブ材など、ワーク本体に取り付けられるあらゆる被
締結ワークに対応することができる。また、ホルダにお
いては、カム軸を配置してカム作用により保持板が移動
するように構成したが、これ以外にも、例えば保持板を
シリンダ等の往復駆動源に連結して案内溝内において前
後動するように構成してもよく、また、保持板に代え、
ばね等の弾性部材により常時基台の切欠部に突出する方
向に付勢される保持爪を設けた構成としてもそれぞれに
得られる効果は同様である。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のねじ締め
装置は、基台の保持位置に突出する保持板に係止して被
締結ワークを保持し、これにより被締結ワークの取付穴
とねじとの位置決めがなされるようになっているため、
被締結ワークを保持板上に乗せて係止保持するだけで、
ねじと被締結ワークの取付穴との位置決めを簡単に行う
ことができる。したがって、これらの位置決め精度を向
上させることができるとともに、位置決めに要する時間
を省いて被締結ワークの取付作業を極めて迅速に行うこ
とが可能になる。また、ホルダをチャックベースに連結
して設けているため、被締結ワークを位置決めするため
の装置などが必要なくなり、省スペース化を可能とする
コンパクトなねじ締め装置を提供することができる。さ
らに、カム部材の一端が基台下面から突出するように構
成し、このカム部材のカム部に沿って保持板が蝶番の保
持位置に突出、あるいは保持位置から退去するように構
成しているため、ホルダがワーク本体上に接地する時を
もって自動的に蝶番を解放することができ、ワーク本体
上の所定位置に被締結ワークを確実に供給することがで
きる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るねじ締め装置の一部切欠正面図で
ある。

【図２】本発明に係るねじ締め装置の要部拡大一部切欠
正面図である。

【図３】本発明に係るねじ締め装置のホルダの一部切欠
拡大平面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】

１ ねじ締め装置 ２ コンベア ３ ワーク本体 ５ 蝶番 ５ｂ 取付穴 ７ シリンダ ９ ドライバベース ９ａ 連結棒 １０ ドライバユニット １０ａ 回転駆動源 １０ｂ ドライバビット １１ チャックベース １３ チャックユニット １４ 摺動軸 １５ ホルダ １６ 基台 １６ｃ 切欠部 １７ カム部材 １７ｂ カム部 １８ 保持板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23P 19/06

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワーク本体に被締結ワークを供給してこれ
   をねじによりワーク本体に取り付ける装置であって、 昇降駆動源の作動を受けて昇降するドライバベースに、
   回転駆動源の駆動を受けて回転するドライバビットを備
   えたドライバユニットを一体に昇降可能に配置するとと
   もに、このドライバベースに連結棒を下方に延びるよう
   取り付け、この連結棒により下方から支持されるチャッ
   クベースを連結棒に沿って摺動可能に設け、このチャッ
   クベースには前記ドライバビットの移動路上においてね
   じを保持するチャックユニットを設置し、ドライバユニ
   ットとチャックユニットとを一体に昇降可能、かつ相対
   移動可能に構成する一方、 前記チャックベースには、被締結ワークが通過可能に構
   成された保持位置を有する基台がチャックベースの移動
   方向に対して相対移動可能に設けられ、この基台の保持
   位置には複数の保持板が常時保持位置に突出するよう付
   勢して設けられ、この保持板に係止して被締結ワークを
   保持し、これによって被締結ワークの取付穴が前記チャ
   ックユニットに保持されるねじの軸線延長上に位置する
   ように構成したことを特徴とするねじ締め装置。
2. 【請求項２】保持板は、常時カム部材に当接するように
   設けられ、このカム部材に沿って基台の保持位置に突出
   する位置と、保持位置から退去した位置に移動可能であ
   ることを特徴とする請求項１に記載のねじ締め装置。
3. 【請求項３】保持板は、往復駆動源の作動を受けて基台
   の保持位置に突出する位置と、保持位置から退去した位
   置に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の
   ねじ締め装置。
4. 【請求項４】カム部材は、一端が常時基台下面から突出
   して設けられ、この一端がワーク表面に当接するのを受
   けて作動するように構成されることを特徴とする請求項
   ２に記載のねじ締め装置。
5. 【請求項５】被締結ワークは保持位置に自動供給される
   ことを特徴とする請求項１乃至４に記載のねじ締め装
   置。
6. 【請求項６】基台はチャックベースと一体に移動可能か
   つチャックベースに対して相対的に移動可能に設けられ
   た摺動軸に連結して設けられていることを特徴とする請
   求項１乃至５に記載のねじ締め装置。