JP3076043B1 - 自動ねじ締め機 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】ねじを軸線水平な姿勢で確実に供給し、締付け
ることができる自動ねじ締め機の提供。 【解決手段】本発明は、ねじ締めユニット１０と、ねじ
供給ユニット２０と、姿勢変更ユニット３０とを有して
いる。前記姿勢変更ユニットは、ねじ供給ユニットの整
列シュート２４を送られてきたねじＳを挟持可能なチャ
ック爪３８ａ，３８ｂと、このチャック爪に挟持された
ねじが挟持された状態でねじ締めユニットのスクリュガ
イド１８により吸引保持可能な位置に軸線水平な姿勢で
配置されるようチャック爪を旋回させる旋回手段と、前
記整列シュート２４を送られてきたねじＳがチャック爪
に進入できるようチャック爪をねじを挟持しない状態に
開く拡開ピン４１とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークにねじを締
め付けるために用いられる自動ねじ締め機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からワークにねじを締め付けるため
には各種の自動ねじ締め機が提供されている。その中で
も、特にねじを軸線水平にして締め付ける自動ねじ締め
機として、特開昭５７−７１７４０号の自動ねじ締め機
が知られている。

【０００３】図９に示すように、特開昭５７−７１７４
０号の自動ねじ締め機１００は、ねじＳを多数貯留する
ホッパ（図示せず）を有し、このホッパから供給される
ねじＳを整列移送するためのシュート部１０１を備えて
いる。このシュート部１０１は斜めに傾斜して設けられ
ており、その先端には、ねじＳを受ける姿勢変更部１１
０が連設されている。この姿勢変更部１１０は、シュー
ト部１０１に設けられたエスケープ部１０２によって１
本ずつ分離供給されるねじＳを支持可能かつ一点を支点
として回動可能な揺動体１１１と、この揺動体１１１に
支持されたねじＳの頭部を押さえつけるよう揺動体１１
１に設けられたねじ押さえ１１２とを備えている。ま
た、この姿勢変更部１１０に近接する位置には、ねじＳ
を軸線水平な姿勢で保持可能なキャッチャ部１２０が設
けられており、このキャッチャ部１２０に対向する位置
には、ねじＳを吸着保持可能なパイプ１３１と、このパ
イプ１３１中にあって回転駆動され、ねじＳを回転させ
るビット１３２とを備えたドライバ部１３０が設けられ
ている。

【０００４】上記従来の自動ねじ締め機１００は、揺動
体をシュート部に連絡するように回動させると、ねじ押
さえ１１２がピン１０３に押されて回動し、エスケープ
部１０２の作動により分離供給されたねじＳがシュート
部１０１から揺動体１１１に進入する。この状態から揺
動体１１１が回動すると、図１０に示すように、ねじＳ
は、ピン１０３から離れたねじ押さえ１１２により把持
されて、軸線水平な姿勢になる。その後、図１１に示す
ように、ねじＳは押しブロック１１３によりキャッチャ
部１２０へ押し出され、そこに保持されるとともに、前
進してくるパイプ１３１に吸着されてねじ締めポイント
まで押し出され、回転駆動するビット１３２により回転
伝達を受けて締め付けられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の自動ねじ締
め機において、姿勢変更部１１０の揺動体１１１とねじ
押さえ１１２によって保持されたねじＳは、揺動体１１
１の回動動作により軸線水平な姿勢になり、その後、姿
勢変更部１１０から押し出されてキャッチャ部１２０へ
移載される。このため、特にねじ部の短いねじにおいて
は、キャッチャ部１２０へ移載される過程で傾いてしま
い、キャッチャ部１２０にねじを軸線水平に保持するこ
とができない等の問題が発生していた。また、姿勢変更
部１１０からキャッチャ部１２０にねじＳを移載しなけ
ればならないため、その分一回のねじ締め作業に要する
サイクルタイムが長くなってしまう等の問題もあった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題に鑑
みて創成されたものであり、ねじを整列移送する整列シ
ュートを備えたねじ供給ユニットと、前記整列シュート
を移送されるねじを受け取り、そのねじを軸線水平な姿
勢になるよう旋回させる姿勢変更ユニットと、前記姿勢
変更ユニットにより軸線水平になったねじを吸引保持可
能なスクリュガイドを設けるとともに、このスクリュガ
イドに吸引保持されたねじに回転を与えるドライバビッ
トを設けたねじ締めユニットとを有し、前記姿勢変更ユ
ニットは、前記整列シュートを送られてきたねじを挟持
可能なチャック部と、このチャック部に挟持されたねじ
がチャック部に挟持された状態でスクリュガイドにより
吸引保持可能な位置に軸線水平な姿勢で配置されるよう
チャック部を旋回させる旋回手段と、前記整列シュート
を送られてきたねじがチャック部に進入できるようチャ
ック部をねじを挟持しない状態に保つ解除手段とを備え
ていることを特徴とする。

【０００７】前記チャック部は、常時閉じるように付勢
された拡開可能な一対のチャック爪を有し、このチャッ
ク爪には、チャック爪が閉じた状態でねじを挟持可能な
保持部を設けて構成されていることが望ましい。また、
チャック爪は、スクリュガイドにより押し開けられるよ
うに構成されていることが望ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１乃至図８において、１は自動
ねじ締め機であり、産業用ロボットなどに連結可能なフ
レーム２を有し、このフレーム２に、ねじ締めユニット
１０と、ねじ供給ユニット２０と、姿勢変更ユニット３
０とを連結して構成されている。以下、これら各ユニッ
トの構成について説明する。

【０００９】《ねじ締めユニット》ねじ締めユニット１
０は、前記フレーム２に連結支持されたガイドシャフト
１１を有し、このガイドシャフト１１には、ドライバテ
ーブル１２が矢印Ｙ１方向に往復スライド自在に挿通し
ている。そして、このドライバテーブル１２には、回転
駆動源の一例であるモータ１３を備えたツール１４と、
緩衝機構１５とがそれぞれ取り付けられている。また、
前記フレーム２には、往復駆動源の一例であるエアシリ
ンダ１６が取り付けられており、このエアシリンダ１６
のピストンロッド１６ａは、前記ドライバテーブル１２
に連結されている。

【００１０】前記ツール１４は、モータ１３の駆動を受
けて回転する駆動軸（図示せず）を有し、この駆動軸
に、ねじＳの頭部駆動穴に係合可能なドライバビット１
７を連設して構成されている。また、前記緩衝機構１５
は、ツール１４の駆動軸を常時内包するように設けられ
ており、この緩衝機構１５には、前記ドライバビット１
７を常時内包するスクリュガイド１８が連設されてい
る。

【００１１】前記スクリュガイド１８は、ねじＳの頭部
径よりも若干大なる内径のスリーブで構成されており、
前記緩衝機構１５の作用により矢印Ｙ１方向へ往復スラ
イド可能かつ、常時緩衝機構１５に備えられたばね（図
示せず）により姿勢変更ユニット側へ付勢されるように
なっている。このスクリュガイド１８は、緩衝機構１５
に連結されたエア吸引機構（図示せず）に連通してお
り、このエア吸引機構の作動により、先端からエアの吸
引を行うように構成されている。また、スクリュガイド
１８の先端部１８ａは、フレーム２に固定されたスライ
ドガイド１９に常時案内されている。

【００１２】《ねじ供給ユニット》前記ねじ供給ユニッ
ト２０は、ねじＳを多数貯留可能なホッパ２１と、シリ
ンダ２２の作動によりホッパ２１内を揺動可能に設けら
れた掬い板２３と、この掬い板２３に連接しかつ斜めに
傾斜して設けられた整列シュート２４と、この整列シュ
ート２４先端部に配置されたシャトル機構２５とを備え
て構成されている。

【００１３】前記掬い板２３は、その揺動動作によって
ホッパ２１内に貯留されたねじＳを掬い上げるように構
成されており、この掬い板２３によって掬い上げられた
ねじＳは、整列シュート２４に滑落移載され、ここで首
吊り状に支持されて整列し滑落する。

【００１４】前記シャトル機構２５は、図４に示すよう
に、ねじＳの頭部径の間隔をおいて整列シュート２４上
のねじＳの移動路上に交互に移動可能に配置されたシャ
トルピン２５ａ，２５ｂを有する。これらシャトルピン
２５ａ，２５ｂは、前記ドライバテーブル１２にリンク
機構２６を介して連結されており、このリンク機構２６
の作用により、ドライバテーブル１２が一往復するのに
連動して図４上矢印Ｙ２方向に一往復動作するように構
成されている。

【００１５】《姿勢変更ユニット》前記姿勢変更ユニッ
ト３０は、フレーム２に取り付けられたブラケット３０
ａを有し、ブラケット３０ａには、前記スクリュガイド
１８の移動路を挟むように、一対の回転ベース３１，３
１が取り付けられている。一方の回転ベース３１側面に
は、互いに噛合する大小２つのピニオンギア３２，３３
が回転自在に軸支されており、ピニオンギア３２には、
アーム３４が一体に固定されている。このアーム３４に
は、ブラケット３０ｂに一端を回動自在に支持されたエ
アシリンダ３５のピストンロッド３５ａが回動自在に連
結されており、エアシリンダ３５のロッド３５ａが前進
後退することによって、ピニオンギア３２，３３が回転
するように構成されている。これらエアシリンダ３５、
ピニオンギア３２，３３が後記するチャック爪３８ａ，
３８ｂを旋回させるための旋回手段を成す。

【００１６】前記ピニオンギア３３を支持するギア軸３
６は、回転ベース３１，３１により回転自在に支持され
ている。このギア軸３６には、チャックボディ３７が一
体に固定されており、このチャックボディ３７には、チ
ャック部の一例として、前記整列シュート２４の先端に
常時連接する一対のチャック爪３８ａ，３８ｂが回動可
能に取り付けられている。このチャック爪３８ａ，３８
ｂは、ばね３９，３９により常時閉じるように付勢され
ており、その対向面には、整列シュート２４に連接する
保持部４０が分割形成されている。

【００１７】前記保持部４０は、図５に示すように、整
列シュート２４側に開口する構造を成しており、整列シ
ュート２４を送られてきたねじＳがそのまま進入し、嵌
合できるように構成されている。ただし、この保持部４
０のねじＳのねじ部が嵌合する箇所４０ａは、チャック
爪３８ａ，３８ｂが閉じた状態にある時、ねじ部の直径
よりも狭い幅になるように構成されている。このためチ
ャック爪３８ａ，３８ｂは、整列シュート２４に連接す
る位置において、保持部４０にねじＳが進入できるよ
う、拡開ピン４１によって若干（保持部４０にねじＳの
ねじ部が進入できる程度まで）拡開されるように構成さ
れている。

【００１８】また、前記回転ベース３１にはブラケット
４２が取り付けられており、このブラケット４２には、
前記チャックボディ３７の旋回路上に突出する２本のス
トッパボルト４３，４４が取り付けられている。これら
ストッパボルト４３，４４は、ピニオンギア３２，３３
の回転にともなって旋回するチャックボディ３７を制止
するものであり、上側のストッパボルト４３にチャック
ボディ３７が接する時、チャック爪３８ａ，３８ｂの保
持部４０が整列シュート２４に連接し、また、下側のス
トッパボルト４４にチャックボディ３７が接する時、チ
ャック爪３８ａ，３８ｂの保持部４０が前記スクリュガ
イド１８に対向して位置するようになっている。

【００１９】上記自動ねじ締め機１において、ホッパ２
１に貯留されたねじＳは、シリンダ２２が作動して掬い
板２３が揺動することにより、この掬い板２３に掬い上
げられ、整列シュート２４に移載される。整列シュート
２４に移載されたねじＳは、整列シュート２４上に整列
して滑落し、先頭のものはシャトルピン２５ａに係止す
る。

【００２０】このようにねじＳが整列シュート２４上に
整列した状態で、スタートスイッチなどにより作業スタ
ート指令が入力されると、最初にセンサ（図示せず）に
より保持部４０にねじＳが存在しているか否かが確認さ
れる。この時、保持部４０にねじＳが存在していない場
合には、エアシリンダ１６が作動してドライバテーブル
１２を一度往復移動させる。このドライバテーブル１２
の往復移動に連動し、シャトルピン２５ａ，２５ｂは一
往復移動するため、これにより、チャック爪３８ａ，３
８ｂの保持部４０には、図６に示すように、ねじＳが１
本だけ分離供給される。

【００２１】保持部４０にねじＳが進入したことがセン
サ（図示せず）により検出されると、これを受けてエア
シリンダ３５が作動してロッド３５ａを伸長させる。こ
れにより、両ピニオンギア３２，３３が回転するのにと
もなってチャックボディ３７が旋回する。このチャック
ボディ３７の旋回動作にともなってチャック爪３８ａ，
３８ｂは拡開ピン４１からはずれて閉じ、このため、ね
じＳはチャック爪３８ａ，３８ｂによって挟持される。

【００２２】その後、チャックボディ３７は、図７に示
すように、ストッパボルト４４に当接して停止し、これ
によりチャック爪３８ａ，３８ｂに挟持されたねじＳは
軸線水平な姿勢でスクリュガイド１８に頭部を対向させ
て配置される。

【００２３】チャックボディ３７がストッパボルト４４
に当接したことを受け、エアシリンダ１６の作動により
ドライバテーブル１２が前進する。これにより、スクリ
ュガイド１８は保持部４０に進入してねじＳの頭部を覆
い、そしてチャック爪３８ａ，３８ｂを押し開く。この
時、スクリュガイド１８の先端からはエアが吸引されて
いるため、チャック爪３８ａ，３８ｂが押し開かれるこ
とにより解放されたねじＳは、スクリュガイド１８内に
吸引保持される。

【００２４】その後、スクリュガイド１８は、図８に示
すようにチャック爪３８ａ，３８ｂ前方へ突出し、ワー
クＷの締付けポイントに当接する。このため、ドライバ
ビット１７はスクリュガイド１８内を進んでねじＳをワ
ークＷの締付けポイントへ押し出すとともに、ツール１
４のモータ１３の駆動を受けて回転し、押し出したねじ
Ｓを締付けポイントに締付ける。

【００２５】ねじＳの締付けトルクが所定のトルクに達
すると、エアシリンダ３５が復動してチャックボディ３
７がストッパボルト４３に当接する位置に戻される。ま
た、モータ１３の駆動が停止してドライバビット１７の
回転が停止された後、ツール１４等は、エアシリンダの
復動によりドライバテーブル１２が後退するのにともな
って原位置に戻される。

【００２６】この一連のねじ締め作業におけるドライバ
テーブル１２の一往復動作にともない、シャトルピン２
５ａ，２５ｂも一往復動作する。このため、ねじＳの締
付けがが完了してドライバテーブル１２が後退する段階
で、既に原位置に戻されているチャック爪３８ａ，３８
ｂの保持部４０には、次の作業に供されるねじＳが１本
供給される。

【００２７】

【発明の効果】本発明に係る自動ねじ締め機によれば、
チャック爪にねじを挟持し、これを軸線水平な姿勢に変
更して、そのまま締付けることができるため、垂直面へ
のねじの締付けに際して、ねじが転倒してねじ締め不良
を起こしてしまう等の問題を解決することができる。従
って、転倒し易いねじ部の短いねじの垂直面への締付け
も確実に行うことが可能になる。また、従来のようにね
じの受け渡し動作が必要なくなるため、ねじ締め作業に
要する作業サイクルタイムを短縮することができ、極め
て高速にねじ締め作業を行うことができる等の利点もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動ねじ締め機の要部拡大正面図
である。

【図２】本発明に係る自動ねじ締め機の正面図である。

【図３】本発明に係る自動ねじ締め機の要部拡大側面図
である。

【図４】図２の矢印Ｂ方向から見た整列シュート先端付
近の拡大説明図である。

【図５】図１のＡ−Ａ線に沿って見たチャック爪付近の
拡大説明図である。

【図６】本発明に係る自動ねじ締め機の動作説明図であ
る。

【図７】本発明に係る自動ねじ締め機の動作説明図であ
る。

【図８】本発明に係る自動ねじ締め機の動作説明図であ
る。

【図９】従来例の説明図である。

【図１０】従来例の説明図である。

【図１１】従来例の説明図である。

【符号の説明】

１ 自動ねじ締め機 １０ ねじ締めユニット １３ モータ １６ エアシリンダ １７ ドライバビット １８ スクリュガイド ２０ ねじ供給ユニット ２１ ホッパ ２３ 掬い板 ２４ 整列シュート ２５ａ，２５ｂ シャトルピン ３０ 姿勢変更ユニット ３２，３３ ピニオンギア ３５ エアシリンダ ３７ チャックボディ ３８ａ，３８ｂ チャック爪 ４０ 保持部 ４１ 拡開ピン ４３，４４ ストッパ

───────────────────────────────────────────────────── 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 B25B 23/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ねじを整列移送する整列シュートを備えた
   ねじ供給ユニットと、前記整列シュートを移送されるね
   じを受け取り、そのねじを軸線水平な姿勢になるよう旋
   回させる姿勢変更ユニットと、前記姿勢変更ユニットに
   より軸線水平になったねじを吸引保持可能なスクリュガ
   イドを設けるとともに、このスクリュガイドに吸引保持
   されたねじに回転を与えるドライバビットを設けたねじ
   締めユニットとを有し、 前記姿勢変更ユニットは、 前記整列シュートを送られてきたねじを挟持可能なチャ
   ック部と、 このチャック部に挟持されたねじがチャック部に挟持さ
   れた状態でスクリュガイドにより吸引保持可能な位置に
   軸線水平な姿勢で配置されるようチャック部を旋回させ
   る旋回手段と、 前記整列シュートを送られてきたねじがチャック部に進
   入できるようチャック部をねじを挟持しない状態に保つ
   解除手段とを備えていることを特徴とする自動ねじ締め
   機。
2. 【請求項２】チャック部は、常時閉じるように付勢され
   た拡開可能な一対のチャック爪を有し、このチャック爪
   には、チャック爪が閉じた状態でねじを挟持可能な保持
   部を設けて構成されていることを特徴とする請求項１に
   記載の自動ねじ締め機。
3. 【請求項３】チャック爪は、スクリュガイドにより押し
   開けられるように構成されていることを特徴とする請求
   項２に記載の自動ねじ締め機。