JP3718349B2 - 自動ねじ締め機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークにねじを締結するために用いられる自動ねじ締め機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の自動ねじ締め機としては、モータの駆動を受けて軸線回りに回転可能かつエアシリンダの作動を受けて軸線方向に往復移動可能なドライバビットを備え、このドライバビットの移動路上に一対のチャック爪を常時閉じるように付勢して設けたものが知られている。この自動ねじ締め機のチャック爪には、その対向面にねじが嵌合可能な保持穴が分割形成されており、部品供給装置から供給されるねじを、この保持穴に嵌合させて保持するように構成されている。また、この種の自動ねじ締め機には、ドライバビットを移動自在に内包するスクリューガイドが備えられており、このスクリューガイドからエアの吸引を行い、チャック爪に保持されたねじを吸入してドライバビット先端部分に保持できるように構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の自動ねじ締め機では、スクリューガイドにねじを吸引する際、吸引されたねじがスクリューガイド内で傾いてしまい、ねじ頭部の駆動穴にドライバビットを係合させることができず、また、チャック爪の保持穴は、嵌合したねじのぐらつきを防止する必要最低限の寸法に規定されるため、供給されたねじがスムーズに嵌合せず、これらの要因によりねじの締付け不良を発生してしまう等の問題がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決しねじの締付け不良を低減することのできる自動ねじ締め機の提供を目的とするものであり、ねじの頭部に係合可能な先端形状を成し、モータなどの回転駆動源の駆動を受けて回転可能かつエアシリンダなどの往復駆動源の駆動を受けて往復移動可能なドライバビットと、このドライバビットの移動路上に常時閉じた状態に付勢して配置され供給ユニットから送られるねじを一旦保持可能なチャック爪と、このチャック爪を開いた状態と閉じた状態とにそれぞれ保つ開閉手段とを有する自動ねじ締め機に関するものである。
【0005】
本発明は、前記ドライバビットを内包しかつねじを内部に吸引可能なスクリューガイドを設け、このスクリューガイドに対してドライバビットが進退可能となるよう当該スクリューガイドを常時ドライバビット先端側に付勢して設ける一方、前記開閉手段は、チャック爪に供給されたねじの頭部に前記ドライバビットを係合させる時にはチャック爪を閉じた状態に保ち、ドライバビットがねじの頭部に係合した後、スクリューガイド内に後退したことを受けてチャック爪を開いた状態に保つことを特徴とする。
【0006】
なお、上記自動ねじ締め機には、ドライバビットの移動位置を確認するセンサなどの検出手段を備えてもよく、また、開閉手段は、チャック爪にねじを供給する時、チャック爪を僅かに開いた状態に保つものであることが好ましい。
【0007】
一方、上記構成における開閉手段は、チャック爪を開閉操作する操作部材と、この操作部材によるチャック爪の開操作の初期段階において操作部材の動作を規制してチャック爪を僅かに開くだけに止めるストッパ機構とから構成しておくのが望ましい。
【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ないし図4において1は自動ねじ締め機であり、ベース2の上ブラケット2aに設置された往復駆動源の一例であるエアシリンダ3を有し、このエアシリンダ3のロッド3aには延長ロッド3bを介してドライバ台4が連結されている。このドライバ台4は、ベース2の前記上ブラケット2aからベース2下部の下ブラケット2bまで延びて取り付けた案内軸5にスライド可能に挿通しており、その前部にはドライバツール6が設置されている。
【0009】
前記ドライバツール6は、モータ7の駆動を受けて回転可能な駆動軸8の先端に連結軸10を一体に連結するとともに、この連結軸10先端にドライバビット11およびスクリューガイド12を連設して構成されている。前記ドライバビット11は、連結軸10先端に一体に螺合されるものであり、その先端はねじの頭部駆動穴に係合可能な係合部11aになっている。なお、ねじには様々な種類があるが、本発明の実施の形態では六角穴付きボルトB(以下、単にボルトBという)を例にとって説明することとし、よって、前述のドライバビット11の係合部11aは、このボルトBの六角形状駆動穴に係合可能な六角柱状に形成されている。
【0010】
前記スクリューガイド12は、複数の筒状部品を螺合連結して一の筒状部品と成したものであり、その内部に前記ドライバビット11を内包している。このスクリューガイド12は、その上部が前記連結軸10に挿通支持されるピン13に係合することによって脱落しないように支持されており、その支持部分下方には、エジェクタポンプ、真空ポンプなどのエア吸引装置(図示せず)が連接される接続具12aが内部に連通して取り付けられている。これによって、エア吸引装置が作動によりスクリューガイド12先端からエアの吸引が行われる。また、このスクリューガイド12は、前記連結軸10上部に固定したばね受け10aに支持されたばね14により常時下方に付勢されている。
【0011】
一方、前記案内軸5の下方にはチャック台15を介してチャックユニット16が配置されている。このチャックユニット16は、チャック台15に固定され、かつこれを貫通して延びる案内筒17を有し、この案内筒17の先端にチャック本体18を連設して構成されている。前記チャック本体18は、案内筒17に連通する案内穴18aを有し、この案内穴18a内には、案内筒17に案内されるスクリューガイド12が常時延びて位置している。また、このチャック本体18には、ボルトBの供給ユニット(図示せず)から延びるボルト給送用のホース(図示せず)を接続可能な筒状の接続具19が斜設されるとともに、この接続具19に常時連通するよう付勢して回動パイプ20が回動自在に連結されている。さらに、前記チャック本体18には、一対のチャック爪21,21が回動自在かつ常時は閉じるように付勢されて連結されており、このチャック爪21,21の対向面には前記ドライバビット11の軸線上にあって常時は前記回動パイプ20に連通する保持穴21aが分割形成されている。
【0012】
一方、前記案内筒17には前記チャック爪21,21を操作して開閉させる開閉手段30が取り付けられている。この開閉手段30は、図3(a)に示すように案内筒17に固定のブラケット31の下部に取り付けたエアシリンダ32と、該ブラケット31の上部に取り付けたエアシリンダ33とを有し、エアシリンダ32のロッド32aには、前記チャック爪21,21に並んで該チャック爪21,21の回動面と平行に位置する板状の操作部材34が連結されている。この操作部材34には、略逆ハの字様を成す一対のカム穴34a,34aが形成されており、このカム穴34aには、前記チャック爪21,21側面に突設したカムフォロア21b,21bが嵌合されている。
【0013】
前記操作部材34には、前記ブラケット31に摺動自在に挿通するスライド軸35,35が連結されており、このスライド軸35,35の上端には支持具36が固定され、この支持具36には、所定の長さ下方に突出するようストッパボルト37が取り付けられている。また、前記エアシリンダ33のロッド33aには、前記ストッパボルト37の移動路上に常時位置するストッパブロック38が連結されており、このストッパブロック38およびエアシリンダ33によってチャック爪21,21を僅かに開くためのストッパ機構が構成されている。
【0014】
また、前記チャック台15には、上方に延びてブラケット22が固着されており、このブラケット22先端(上部)近傍には、前記ばね受け10aの移動路に面して検出面を配したセンサ23が取り付けられている。このセンサ23は、ドライバビット11の係合部11aがチャック爪21,21に保持されるボルトBの頭部駆動穴に係合する位置に達した時、ドライバビット11と一体に移動してくるばね受け10aを検知するよう設定されている。
【0015】
上記自動ねじ締め機1では、ボルト供給ユニットから圧縮エアによって圧送されたボルトBは、回動パイプ20を通じてチャック爪21,21の保持穴21aに供給されるが、その際、チャック爪21,21は、あらかじめエアシリンダ32の作動により操作部材34が押し下げられ、これにともなってカムフォロア21b,21bがカム穴34a,34aに倣って移動することで拡開されている。ただし、この時図3(b)に示すように、ストッパボルト37がストッパブロック38に当接するため、チャック爪21,21は僅かに拡開するにとどまる。これにより、供給されたボルトBは図4(a)に示すように、チャック爪21,21の保持穴21aに円滑かつ確実に嵌合保持され、その後、エアシリンダ32の復動で操作部材34が上昇してチャック爪21,21が閉止されることによって、保持穴に安定して保持される。
【0016】
続いてエアシリンダ3が作動すると、スクリューガイド12およびドライバビット11は、一体に下降して保持穴21aのねじ位置に達する。この時、チャック爪21,21は開閉手段30によって強制的に閉止されているため、図4(b)に示すように、スクリューガイド12はチャック爪21,21に接して停止し、一方でドライバビット11はスクリューガイド12が停止後ばね14を圧縮して進み、ボルトBの頭部に当接する。この時、ドライバビット11の係合部11aとボルトBの駆動穴とが係合していなければ、センサ23がOFFのままであるため、モータ7が駆動してドライバビット11を回転させ、係合部11aとボルトBの駆動穴とを係合させる。これによってセンサ23はばね受け10aを検出してONになり、この信号でエアシリンダ3は一旦復動し、図4(c)に示すように、スクリューガイド12およびドライバビット11を上昇復帰させる。これにより、ドライバビット11はスクリューガイド12内に後退するため、ボルトBはドライバビット11に確実に係合した状態でスクリューガイド12内にエア吸引され、頭部外周部分をスクリューガイド12に案内されて正しい姿勢に保持される。
【0017】
続いて、エアシリンダ33が作動してストッパブロック38をストッパボルト37の移動路上から退去させるとともに、エアシリンダ32が作動して操作部材34を再度押し下げると、これによってチャック爪21,21は、図3(c)に示すようにスクリューガイド12の通過を許容する開度まで拡開される。この状態で、エアシリンダ3が作動して再度ドライバビット11とスクリューガイド12とを下降させるため、ねじはスクリューガイド12およびドライバビット11とともに開いているチャック爪21,21前方のワーク上に押し出され、ドライバビット11がモータ7の駆動を受けて回転するにともなってワークに螺入される。
【0018】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の自動ねじ締め機によれば、チャック爪を僅かに開いた状態に操作することができるので、ねじ供給時にチャック爪の保持穴にねじを嵌合させ易くなり、しかもエア圧送されてきたねじの衝突によりチャック爪が押し開けられるのを防止することができる。また、チャック爪を閉じた状態に保ってドライバビットとねじとを係合させ、これらが係合しているか否かをセンサによって確認した後、一旦ドライバビットを上昇復帰させてねじをスクリューガイド内に吸引するため、ドライバビットとねじとを確実に係合させるとともに、その状態でねじを姿勢正しく安定して保持することができ、しかも締付けが完了するまでねじをスクリューガイドで保護することができる。さらに、ストッパブロックの進退に応じてチャック爪の開度を切り替えることができ、簡単な動作でチャック爪の開閉および微開状態を創出することができ、しかもストッパブロックの交換だけで、チャック爪の開度を自在に変更することができる等の利点もある。以上のような効果により、本発明の自動ねじ締め機では、ねじの保持ミス、ドライバビットとねじとの係合ミスなどの不具合を解消し、当初目的としたねじ締め不良の低減を達成できるものである。
【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一部切欠断面図である。
【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開閉手段付近の動作説明用拡大側面図である。
【図4】本発明に係る自動ねじ締め機のチャックユニット付近の動作説明用拡大断面図である。
【符号の説明】
1 自動ねじ締め機
3 エアシリンダ
7 モータ
11 ドライバビット
12 スクリューガイド
21 チャック爪
21a 保持穴
21b カムフォロア
23 センサ
30 開閉手段
32 エアシリンダ
33 エアシリンダ
34 操作部材
37 ストッパボルト
38 ストッパブロック
Claims (4)
- ねじの頭部に係合可能な先端形状を成し、回転駆動源の駆動を受けて回転可能かつ往復駆動源の駆動を受けて往復移動可能なドライバビットと、このドライバビットの移動路上に常時閉じた状態に付勢して配置され供給ユニットから送られるねじを一旦保持可能なチャック爪と、このチャック爪を開いた状態と閉じた状態とにそれぞれ保つ開閉手段とを有する自動ねじ締め機において、
前記ドライバビットを内包しかつねじを内部に吸引可能なスクリューガイドを設け、このスクリューガイドに対してドライバビットが進退可能となるよう当該スクリューガイドを常時ドライバビット先端側に付勢して設ける一方、
前記開閉手段は、チャック爪に供給されたねじの頭部に前記ドライバビットを係合させる時にはチャック爪を閉じた状態に保ち、ドライバビットがねじの頭部に係合した後、スクリューガイド内に後退したことを受けてチャック爪を開いた状態に保つことを特徴とする自動ねじ締め機。 - ドライバビットの移動位置を確認する検出手段を備え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。
- 開閉手段は、チャック爪にねじを供給する時、チャック爪を僅かに開いた状態に保つことを特徴とする請求項1に記載の自動ねじ締め機。
- 開閉手段は、チャック爪を開閉操作する操作部材と、この操作部材によるチャック爪の開操作の初期段階において操作部材の動作を規制してチャック爪を僅かに開くだけに止めるストッパ機構とを備えていることを特徴とする請求項1から3までの何れかに記載の自動ねじ締め機。
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