JP3303398B2 - 自動ネジ締め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動ネジ締め装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動ネジ締め装置の中には、ネジ締め機
と真空発生器とを備えたものがある。ネジ締め機にはネ
ジを締め付けるビットを設けてあり、ビットの先端近傍
にマウスピースを配置してある。マウスピースには、真
空発生器を接続してあり、真空発生器によってマウスピ
ース内を負圧にするようになっている。

【０００３】一方、ネジはネジ供給機に貯蔵され、ネジ
供給機のネジ供給ポイントに取出姿勢で保持される。

【０００４】したがって、ネジ締めを行なう場合には、
ネジ供給機のネジ供給ポイントにネジ締め機のビットを
移動させ、マウスピース内を真空発生器により負圧にし
てマウスピースでネジを吸着し、ビットでネジをワーク
に締め付ける。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の自動ネジ締め装置においては、ビットをネジ供給機
のネジ供給ポイントへ移動させる機構と、ネジ供給ポイ
ントにおいて、ネジを吸着するためにビットを上下動さ
せる機構とが必要となり装置全体が複雑となり、コスト
アップにつながるという問題がある。

【０００６】また、ネジを吸着する際に、ネジ締め機の
マウスピースやビット先端がネジ供給機のネジ供給ポイ
ントに衝突するため、その衝撃がネジ供給機に悪影響を
及ぼし、ネジ供給機が作動不良を起したり、ネジ締め機
のマウスピースやビット先端が破損するという問題があ
る。

【０００７】そこで、この発明は、安価に製造でき、か
つ信頼性が高く、耐久性の点で優れた自動ネジ締め装置
を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】吸引装置による吸引によ
って吸引部にネジを吸着しつつ締め付けるネジ締め機
と、貯蔵されたネジを取出姿勢で待機させるネジ供給機
とを配設し、ネジ供給機のネジ取出部に接続したホース
におけるネジ締め機側の開口部をネジ締め機の吸引部に
対して近接・離反可能に設けた。

【０００９】

【作用】ネジ締め機の吸引部に負圧が作用すると、この
負圧はホースによってネジ供給機のネジ取出部に作用
し、したがってネジ取出部で待機するネジはホース内を
移動してネジ締め機の吸引部に圧送され、吸引部に吸着
された状態で締め付けられる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面と共に説明す
る。

【００１１】図１において、１は自動ネジ締め装置を示
し、自動ネジ締め装置１は、ネジ締め機としての電動ド
ライバー２と、電動ドライバー２のマウスピース（吸引
部）３内に接続された真空発生器（吸引装置）４と、マ
ウスピース３にホース５を介して接続されたネジ供給機
６とで構成してある。尚、上記電動ドライバー２と真空
発生器４とがネジ締めユニット７を構成している。

【００１２】図２はネジ締めユニット７を示す。ネジ締
めユニット７のフレーム８には、Ｙ軸方向に沿って移動
するスライダ９を摺動自在に設けてある。スライダ９に
はブラケット１０を介して電動ドライバー２を支持して
あると共に、Ｌ字状のアーム１１を支持してあり、アー
ム１１の先端にはＹ軸方向を軸として回転するロータリ
ーアクチュエータ１２を取り付けてある。

【００１３】上記電動ドライバー２は上下方向（Ｚ軸方
向）に配置されたもので、その下端にネジ１３を締め付
けるビット１４を内装し、ビット１４の先端近傍に筒状
のマウスピース３を備えたものである。

【００１４】そして、フレーム８上には真空発生器４を
設けてあり、真空発生器４は吸引ホース１６によってマ
ウスピース３に接続してある。

【００１５】前記ロータリーアクチュエータ１２の軸１
７には、Ｘ軸とＺ軸とで形成される平面内で回動するジ
ョイントブラケット１８を取り付けてある。ジョイント
ブラケット１８の回動端には前記ホース５の一端側を挿
入してあり、ホース５の端部の開口部５Ａが電動ドライ
バー２に対面するジョイントブラケット１８の回動端の
側面１８Ａに整合するようになっていて、ジョイントブ
ラケット１８が回動すると電動ドライバー２のマウスピ
ース３にホース５の開口部５Ａが密着するようになって
いる。そして、このホース５の他端は、後述するネジ供
給機６に接続してある。

【００１６】ここで、上記ジョイントブラケット１８
は、図２に示すネジ供給時と図３に示すネジ締め時及び
待機時との間を９０°回動するようになっている。

【００１７】図４，図７はネジ供給機６を示す。ネジ供
給機６は受台１９上のネジ貯蔵部２０内のネジ１３をネ
ジ取出部２１の取出ポイント２２に移送し、このネジ１
３をネジ１３の頭部が上になった取出姿勢で待機させる
もので、受け台１９上には回り止めシリンダ２３を取り
付けてある。詳述すると、ネジ取出部２１は、図７，図
８に示すように固定板２１Ａとこの固定板２１Ａの前側
面に沿って図示しないモータにより往復移動するエスケ
ープ板２１Ｂとで構成されている。ネジ貯蔵部２０内で
整列されてシュート１５上に並んでいるネジ１３は、エ
スケープ板２１Ｂの取出ポイント２２（エスケープ板２
１Ｂに形成されたネジ１３の胴部が入る孔部）に１個づ
つ分離されるようになっている。

【００１８】回り止めシリンダ２３のロッド２４先端に
は作動ブロック２５を取り付けてあり、この作動ブロッ
ク２５には、前記ジョイントブラケット１８に一端を取
り付けたホース５の他端を上方から貫通してある。そし
て、ホース５の他端は作動ブロック２５の下面から突出
し、その開口部５Ｂは、図５，図８（ｂ）に示すよう
に、ネジ取出部２１の取出ポイント２２上にセットされ
たネジ１３に指向している。

【００１９】したがって、回り止めシリンダ２３を作動
して作動ブロック２５を下降させると、ホース５の他端
開口部５Ｂはネジ１３がセットされたネジ取出部２１の
取出ポイント２２に密着するようになっている。

【００２０】次に、作用について図９の流れ図に沿って
説明する。

【００２１】先づ、前工程におけるネジ締め終了（ステ
ップ１）後に、ネジ締めユニット７のスライダ９を次の
ネジ締めポイントに向かって移動開始させる。次いで、
ネジ供給機６を作動させ、図７に示す状態から図８
（ａ）に示すようにネジ取出部２１のエスケープ板２１
Ｂを図８（ａ）中矢印の方向に往動させる。これによ
り、ネジ取出部２１のエスケープ板２１Ｂのネジ取出ポ
イント２２にシュート１５上の先端側に位置するネジ１
３が滑り込む。そして、図８（ｂ）に示すようにネジ取
出部２１のエスケープ板２１Ｂを矢印の方向に復動さ
せ、図５，図８（ｂ）に示すようにシュート１５から分
離されたネジ１３（ネジ取出部２１のエスケープ板２１
Ｂの取出ポイント２２）をホース５の開口部５Ｂの真下
にセットする（ステップ２）と共に真空発生器４をＯＮ
にする（ステップ３）。これによって、電動ドライバー
２のマウスピース３内は吸引ホース１６により負圧とな
る。

【００２２】次いで、ネジ供給機６の回り止めシリンダ
２３をＯＮにして（ステップ４）、図６，図８（ｃ）に
示すように作動ブロック２５を下降させてホース５の開
口部５Ｂとネジ取出部２１のエスケープ板２１Ｂの取出
ポイント２２とを密着させる（ステップ５）と共に、ネ
ジ締めユニット７のロータリーアクチュエータ１２をＯ
Ｎにして（ステップ６）、図２に示すようにジョイント
ブラケット１８側のホース５の開口部５Ａと電動ドライ
バー２のマウスピース３とを密着させる（ステップ
７）。すると、ホース５内の空気がマウスピース３側へ
吸引され、ネジ供給機６の取出ポイント２２上のネジ１
３は、図６，図８（ｃ）に示すようにホース５内をマウ
スピース３側へ移動し（ステップ８）、真空スイッチに
よってネジ１３がマウスピース３に到着したか否かが判
断される（ステップ９）。

【００２３】ネジ１３がマウスピース３内に到着した場
合（真空スイッチＯＮ）には、回り止めシリンダ２３を
図５に示すようにＯＦＦ状態にし（ステップ１０）、か
つロータリーアクチュエータ１２も図３に示すように９
０°回動させてＯＦＦ状態にする（ステップ１１）。

【００２４】そして、この後、ネジ締めポイントに移動
していたネジ締めユニット７のスライダ９がネジ締めポ
イントに到着すると、電動ドライバー２によってネジ締
めが開始される（ステップ１２）。

【００２５】一方、ネジ１３がマウスピース３内に到着
していない場合（真空スイッチＯＦＦ）には、回り止め
シリンダ２３とロータリーアクチュエータ１２の双方
を、一担ＯＦＦ状態にして（ステップ１３）、再度ネジ
圧送をくり返す。

【００２６】したがって、ネジ締めユニット７の真空発
生器４を有効利用して、ネジ供給機６とネジ締めユニッ
ト７とをホース５によって接続する構成を採用すること
で、安価な圧送式の自動ネジ締め装置１を得ることがで
きる。

【００２７】また、ネジ１３の供給動作は、電動ドライ
バー２をネジ締めポイントへ移動している間に行なうこ
とができるため、直接的にネジ１３を吸着する従来タイ
プに比較してタクトタイムを大幅に短縮することができ
る。

【００２８】そして、ネジ締めユニット７とネジ供給機
６とをホース５によって接続し、両者を離れた位置に配
置できるため、ネジ締め機の作動範囲が広がり、ネジ締
め範囲を拡大することができる。

【００２９】また、ホース５内を圧送されるネジ１３は
その頭部を先にしてホース５内を移動するため、ネジ１
３の先端部を先にして圧送した場合のようにホース５内
壁に傷ができず、ホース５の耐久性を高めることができ
ると共に、ホース５内を吸引によって移送する圧送式で
あるため、ネジ１３のホース５内での倒れが少なく、圧
送ミスが少なくなる。

【００３０】そして、ホース５の端部をネジ供給機６の
ネジ取出部２１とマウスピース３とに密着させてネジ１
３を圧送する構成となっているため、ビット１４やマウ
スピース３を直接的にネジ供給機６のネジ取出部２１に
接触させる従来の構成に比較して、ホース５の持つクッ
ション性によってネジ供給機６や電動ドライバー２への
衝撃がほとんどなくなり、装置の耐久性を高めることが
できる。

【００３１】図１０〜図１４は自動ネジ締め装置１に用
いられる他の実施例のネジ供給機６を示す。このネジ供
給機６のネジ１３を整列させたシュート１５の先端面に
はプッシャ（ネジ取出部）２１０を当接してある。プッ
シャ２１０は図示しないエアシリンダによりブラケット
２５０により固定されたホース５の開口部５Ｂに対して
昇降動自在になっている。プッシャ２１０のホース５の
開口部５Ｂに対向する位置には図１１に示すようにネジ
１３の頭部が入る大径の溝部２１０ａとネジ１３の胴部
が入る小径の溝部２１０ｂを連続形成してある。

【００３２】そして、図１０，１２に示すように、シュ
ート１５の最先端のネジ１３がプッシャ２１０の各溝部
２１０ａ，２１０ｂに滑り込むと、プッシャ２１０が図
１２の矢印に示すように上昇する。このプッシャ２１０
の上昇によりネジ１３は持ち上げられて分離され、図１
３，１４に示すようにホース５の開口部５Ｂにプッシャ
２１０の上面側が当接した時点でプッシャ２１０が停止
する。これにより、プッシャ２１０の各溝部２１０ａ，
２１０ｂに保持されたネジ１３はホース５へ送り込まれ
る。ホース５内へネジ１３を送り込んだ後、プッシャ２
１０は元の位置に下降して戻り、次のネジ１３を保持す
る。

【００３３】このように、プッシャ２１０の昇降動によ
りシュート１５に整列されたネジ１３の分離とホース５
への供給を順次行うことができる。即ち、シュート１５
に整列されたネジ１３の分離とホース５への供給を１つ
の駆動源（プッシャ２１０を昇降動させる図示しないエ
アシリンダ）により行うことができるので、図４に示す
実施例に比べて駆動源や部品点数を半分に減らすことが
でき、コストダウンや信頼性の向上を一段と図ることが
できる。また、ネジ１３をホース５へ投げ込む動作にな
るので、ネジ１３の圧送時間の短縮にもなる。

【００３４】図１５は自動ネジ締め装置１に用いられる
別の実施例の異種のネジを供給する機構を示す。即ちロ
ータリーアクチュエータ１２を２つ配置して、各々に異
なるジョイントブラケット１８１，１８２を取り付け、
異種のネジを供給することができるようになっている。

【００３５】また、図１６，１７は図１５に示す異種ネ
ジ供給機構を改良したものである。即ち１つのロータリ
ーアクチュエータ１２の回転軸１７にはジョイントブラ
ケット１８を取付けてある。ジョイントブラケット１８
の先にはホースブラケット１８Ｂを取付けてある。ホー
スブラケット１８Ｂの両側には異種形状のネジ１３を貯
蔵した図示しない２つのネジ供給機にそれぞれ接続され
た各ホース５，５′の一端側をそれぞれ挿入してあり、
各ホース５，５′の端部の開口部５Ａ，５Ａ′が電動ド
ライバー２に対面するホースブラケット１８Ｂの一側面
に整合するようになっていている。尚、ホースブラケッ
ト１８Ｂはジョイントブラケット１８と共に９０°回転
する。

【００３６】そして、図１６に示す状態からネジ圧送完
了後（ロータリーアクチュエータ１２ＯＦＦ）、図１７
に示す距離Ｌ分ロータリーアクチュエータ１２を図１７
中矢印の方向へ移動させ、異種ネジの圧送を行い図１７
の状態になる。このようにロータリーアクチュエータ１
２が移動することにより電動ドライバー２のマウスピー
ス３に各ホース５，５′の開口部５Ａ，５Ａ′をそれぞ
れ密着させて異種のネジを簡単かつスムーズに供給する
ことができる。また、図１５に示す実施例の機構と比
べ、部品コストが安く、機構の調整が簡単である。さら
に、同様の機構で２種以上のネジ供給が可能となる。

【００３７】尚、この発明は前記各実施例に限られるも
のではなく、例えば、図１８に示すように、ネジ締めを
下方から行なうようにすれば、従来のネジ供給側からの
圧送によるＹパイプ式やエスケープ式に比較し、上方か
らネジを落し込むため信頼性を高めることができる。ま
た、電動ドライバー自体にネジを吸引する機能があれ
ば、そのようなタイプの装置にも適用することができ
る。

【００３８】

【発明の効果】以上説明してきたようにこの発明によれ
ば、ネジ締めの際にネジ締め機の吸引部に生ずる負圧を
有効利用してネジ供給機からネジを圧送することができ
るため、移送中にネジの倒れ等が生じ難く、信頼性が高
く、従来装置を利用して安価に製造することができると
いう効果がある。

【００３９】また、ネジ締め機とネジ供給機とをホース
によって接続してあるため両者を離れた位置に配置で
き、したがってネジ締め機の作動範囲が広がりネジ締め
範囲を拡大することができる効果がある。

【００４０】そして、ネジ締め機を次のネジ締めポイン
トへ移動させている間にネジの圧送を行なうことができ
るため、大幅なタクトタイムの短縮を実現することがで
きる効果がある。

【００４１】また、ネジ締め機の吸引部によってネジ供
給機のネジ取出部から直接的にネジを取り出していた従
来に比較して、ネジ締め機あるいはネジ供給機側に衝撃
が作用せず、したがって装置の耐久性を高めることがで
きる。

【００４２】さらに、ロータリーアクチュエータにより
ホースの開口部を吸引部に近接，離反可能に設けたの
で、ネジ取出部からホースへネジを圧送する駆動源や部
品点数を削減することができ、その分低コスト化及び信
頼性の向上を図ることができる。

【００４３】さらにまた、異種のネジを貯蔵した少なく
とも２つのネジ供給機を配設し、少なくとも２つのネジ
供給機と単一のネジ締め機とを各ホースでそれぞれ接続
し、各ホースのネジ締め機側の開口部をネジ締め機の吸
引部に対して往復移動自在に設けたので、異種のネジを
ネジ締め機に簡単かつスムーズに供給することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す自動ネジ締め装置の概
略構成図。

【図２】上記自動ネジ締め装置に用いられるネジ締めユ
ニットの斜視図。

【図３】図２の要部の作動状況を示す斜視図。

【図４】上記自動ネジ締め装置に用いられるネジ供給機
の斜視図。

【図５】図４の作動状況を示す要部側面図。

【図６】図４の作動状況を示す要部側面図。

【図７】上記自動ネジ締め装置に用いられるネジ供給機
の斜視図。

【図８】（ａ），（ｂ），（ｃ）は図７の作動状況を順
を追って示す要部斜視図。

【図９】作業工程を示す流れ図。

【図１０】上記自動ネジ締め装置に用いられる他の実施
例のネジ供給機の斜視図。

【図１１】上記他の実施例のネジ供給機の要部の部分斜
視図。

【図１２】上記他の実施例のネジ供給機の作動状況を示
す要部側面図。

【図１３】上記他の実施例のネジ供給機の斜視図。

【図１４】上記他の実施例のネジ供給機の作動状況を示
す要部側面図。

【図１５】上記自動ネジ締め装置に用いられる別の実施
例の異種ネジ供給機構の要部平面図。

【図１６】上記異種ネジ供給機構の改良を示す斜視図。

【図１７】上記異種ネジ供給機構の改良を示す斜視図。

【図１８】更に別の実施例の要部斜視図。

【符号の説明】 １…自動ネジ締め装置 ２…電動ドライバー（ネジ締め機） ３…マウスピース（吸引部） ５，５′…ホース ５Ａ，５Ａ′…開口部 ５Ｂ…開口部 ６…ネジ供給機 １３…ネジ ２１…ネジ取出部 ２１０…プッシャ（ネジ取出部）

───────────────────────────────────────────────────── 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 B25B 23/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ネジを締め付けるネジ締め機と、貯蔵さ
   れたネジを取出姿勢で待機させるネジ供給機とを設け、
   前記ネジ締め機におけるネジを締め付けるためのビット
   の近傍にネジを吸引して保持するための吸引部を設ける
   とともに、当該吸引部には吸引装置を接続し、前記ネジ
   供給機のネジ取出部と前記吸引部とをホースを介して接
   続した自動ネジ締め装置において、 前記ネジ締め機にロータリーアクチュエータを設け、当
   該ロータリーアクチュエータの軸にジョイントブラケッ
   トの一端を固着してジョイントブラケットの他端に前記
   ホースのネジ締め機側の開口部を結合し、前記ロータリ
   ーアクチュエータの回動により前記ホースの開口部を、
   前記吸引部に近接・離反させるようにした ことを特徴と
   する自動ネジ締め装置。
2. 【請求項２】 異種のネジを貯蔵した少なくとも２つの
   前記ネジ供給機を設け、夫々のネジ供給機に接続した前
   記ホースの開口部を前記ジョイントブラケットの他端に
   並べて結合し、前記ロータリーアクチュエータを往復移
   動自在に設けることにより、いずれかの前記ホースの開
   口部を選択して前記吸引部に近接・離反させるようにし
   たことを特徴とする請求項１に記載の自動ネジ締め装
   置。