JP3900802B2 - Screw tightening device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はねじ締め装置の構成に係わり、特にねじ頭の表面に傷をつけることなく確実且つ効率的なねじ締めを実現して生産性の向上を図ったねじ締め装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図9はねじ締め装置としての全体構成を示す概略図であり、図10は図9における従来のねじ締め機の構成を説明する図、図11は図10における駆動機構部を説明する図、図12は図11の減速機付モータを説明する図、図13は図11の駆動部筐体を説明する図、図14は図11における副回転軸を説明する図、図15は図11のビット軸着脱具を説明する図、図16は図11の駆動機構部への組立手順を説明する図、図17は図10におけるビット軸を説明する図、図18は図10におけるビット軸ホルダ完成体を説明する図、図19は図18のねじホルダケースを説明する図、図20は図18のねじホルダを説明する図、図21は図10のねじ締め機への組立手順を説明する図、図22は図10のねじ締め機での作用を問題点を含めて説明する図である。
【0003】
ねじ締め装置の一例を示す図9で、(a)は全体斜視図、(b)は(a)の 側面図である。
【0004】
図でねじ締め装置1は、図示されない基盤に固定されたX−Yステージ11と該X−Yステージ上に固定された昇降機構部12と該昇降機構部の一部をなすねじ締め機装着具121に固定されるねじ締め機2とで構成されている。
【0005】
そして上記昇降機構部12は、周面の一面に上下方向のあり溝122aを備えて上記X−Yステージ11に立設された角柱122bの上端に上記あり溝形成面側に延びる天板122cを備えた側面視がほぼ逆L形をなす筐体122と、モータ123aとその回転軸に繋がる送りねじ123bとからなり該送りねじ123bがあり121aと平行するように上記天板122cに装着されるねじ送り機構123と、上記あり溝122aに嵌合する上記あり121aと上記送りねじに嵌合する雌ねじ121bとを備えた側面視逆L形の上記ねじ締め機装着具121とを有してなるものである。
【0006】
なお、上記昇降機構部12は図示されない制御部に繋がるX−Yステージ11の動作で二次元方向に移動し得ると共に、上記ねじ締め機装着具121ひいては上記ねじ締め機2は図示されない制御装置からの信号による上記モータ123aの作動に追従する上記送りねじ123bの回転で上記角柱122bに対して上下方向に移動し得るようになっている。
【0007】
従って、図示されない制御部から所定の信号を投入することで上記ねじ締め機2をX,Y,Zの三次元方向に移動させることができる。
【0008】
上記ねじ締め機2の全体的な構成を示した図10で、従来のねじ締め機2は、図示されない制御部に繋がる駆動機構部21と、該駆動部における副回転軸213に着脱自在に装着されるねじ穴対応ビット付の軸(以下文中ではビット軸とする)22と、該ビット軸の周囲をカバーした状態で上記駆動機構部21に固定されるビット軸ホルダ完成体23とからなる。
【0009】
そして上記駆動機構部21は、図11の全体断面図(a)と部分拡大図(b)に示す如く、図示されない上記制御部に繋がる減速機付モータ211と、該減速機付モータを位置決めして収容する筐体212と、上記減速機付モータの主回転軸211aに連結した状態で上記筐体に位置決めされる回転自在な副回転軸213と、該副回転軸をその軸方向に付勢する第1のコイルばね214と、上記副回転軸の周面での嵌合で軸方向に移動可能に該副回転軸に装着されるビット軸着脱具215と、該ビット軸着脱具を一方向に付勢する第2のコイルばね216と、前記ビット軸22の上記副回転軸213に対する着脱の容易化を実現するために該副回転軸213に装着される半円状に曲げられたワイヤ217と、上記ビット軸着脱具215の移動範囲を規制するワッシャ218及びCリング219とからなるものである。
【0010】
ここで上記各構成部材の内の主要なものを図12乃至図15で先に説明する。
【0011】
上記減速機付モータ筐体を説明する図12で、(a)は側面図、(b)はその正面図である。
【0012】
図12で減速機付モータ211は、信号線211aで図示されない制御部に繋がるモータとその回転速度を所定値まで落とす減速機とが一体に纏められているものであり、その回転軸(以下主回転軸とする)211bの先端は直径方向のすり割り211cで二分割された径を細めた(以下縮径化とする)領域211dに形成されている。
【0013】
上記筐体を説明する図13で、(a)は中心軸で切断視した側面図であり、(b)はその正面図である。
【0014】
図13で上記筐体212は、上記減速機付モータ211が収容し得る大きさを持つ筒状のモータ収容部212aの片側の開口側に底板部212bを介して該モータ収容部より径の小さい筒状部212cを設けた本体212-1と、該本体の他方の開口側を閉じる蓋板212-2と、上記本体212-1の上記筒状部212cの両側開口部のそれぞれに圧入等の手段で固定される2個のフランジ付ボールベアリングAとからなるものである。
【0015】
なお上記減速機付モータ211の前記縮径化領域211dの径は、該各フランジ付ボールベアリングAのインナーリングの内径にほぼ対応するように設定されている。
【0016】
そして上記本体212-1の他方の開口側には、上記減速機付モータ211を該開口側からの挿入で位置決めできる段差面212dが設けられている。
【0017】
なお上記蓋板212-2に設けられている孔212eは、前記減速機付モータ211の信号線211aを通すためのものである。
【0018】
そこで、上記2個のフランジ付ボールベアリングAを、それぞれのフランジが上記筒状部212cの両端面と当接するまで該筒状部212cの両側に圧入すると共に上記蓋板212-2を本体212-1にねじ止め等の手段で固定することで、該各フランジ付ボールベアリングAが固定された筐体212を図示のように構成することができる。
【0019】
かかる筐体212では、上記2個のフランジ付ボールベアリングAそれぞれのインナーリングの内径に合致する軸を挿通することで、該軸を軸振れなく筐体212に対して回転自在に装着することができる。
【0020】
上記副回転軸を説明する図14で、(a)は一部断面視した正面図であり、(b)はその側面図、(c)は(b)の平面図である。
【0021】
図で前記主回転軸211bに繋げる回転軸(以下副回転軸とする)213は、上記フランジ付ボールベアリングAのインナーリングの内径に合致する径を有するものであり、その一端には前記すり割り211cに嵌合する厚さの突出部213aとフランジ213bが形成され、また他端側は端部近傍にCリングを嵌め込むための溝213cを備えた縮径領域213dに形成されているものである。
【0022】
また該副回転軸213には、前記ビット軸22の径に対応する径で最奥部が該穴をほぼ二分した半円領域ずつの段差面213eに形成された穴213fが上記他端側を開口として形成されていると共に、該穴形成領域の長手方向ほぼ中間位置には該副回転軸を周面からほぼ直径位置まで切り込んだ切り込み213gが形成されているが、該切り込み213gの幅“a1 ”は該穴213f形成領域での壁面厚さ“a2 ”より大きくなるように設定されている。
【0023】
なお上記の段差面213eは、例えば通常の放電加工技術等によって容易に形成することができる。
【0024】
また上記第1のコイルばね214は、その巻径が上記副回転軸213ひいては上記減速機付モータ211の縮径化領域にほぼ対応するように形成され、常時上記副回転軸213を押し付けるようになっている。
【0025】
上記ビット軸着脱具を説明する図15で、(a)は一部断面視した側面図であり、(b)はその正面図である。
【0026】
図で上記ビット軸着脱具215は、上記副回転軸213における縮径部213dの径に対応する内径領域215aを有するリング状で、外面215bの一端側に該外面から突出するフランジ215cが端面側に面取り215c′を備えて形成され、更に上記内径領域215aは該フランジ側の端部近傍領域に拡径領域215dを備えている。
【0027】
なお、該ビット軸着脱具215の長さ“b1 ”は上記副回転軸213における縮径部213dの長さ“b2 ”より充分短く設定されている。
【0028】
また上記第2のコイルばね216は、その巻径が上記ビット軸着脱具215の外面215bにほぼ対応するように形成され、また自然態での長さは上記副回転軸213における縮径部213dの長さすなわち上記“b2 ”を越えるように設定され常時上記ビット軸着脱具215を押し付けるようになっている。
【0029】
更に上述した半円状に曲げられたワイヤ217は、そのワイヤ径が上記副回転軸213における上記壁面厚さ“a2 ”よりわずかに大きくるように設定されていると共に曲げの曲率は該副回転軸213の径にほぼ対応している。
【0030】
従って該ワイヤ217を、副回転軸213で説明した切り込み213gの中に位置させることができる。
【0031】
また、上記ワッシャ218はその内径が上記副回転軸213の縮径部213dに対応しているものであり、また上記Cリング219は該副回転軸213の溝213cに装着されるものである。
【0032】
そこで先ず、図16の矢印▲1▼の如く筐体212における本体212-1の各フランジ付ボールベアリングAに上記副回転軸213を溝213c側から挿通せしめてそのフランジ213bの該ボールベアリングAへの当接で該副回転軸213を筐体212に対して回転自在に装着するが、この時点で該副回転軸213の上記溝側の先端域は破線で示す状態になる。
【0033】
次いで、該副回転軸上部の突出部213a領域に前記第1のコイルばね214を装着した後、上述した減速機付モータ211を矢印▲2▼のように主回転軸側から筐体212-1に挿入し、そのすり割り211cと上記副回転軸213の突出部213aを嵌合させた状態で該減速機付モータを筐体の段差面212dで位置決めして例えば図示されないねじ等で該モータを固定するが、この時点で上記主回転軸211bと副回転軸213とは図10の円内図(a)に示す如くすり割り211cの領域と副回転軸213の突出部領域との間に隙間ができるようになっている。
【0034】
その後、孔212eに信号線211aを貫通させた上記蓋板212-2を矢印▲3▼の如く筐体212-1に装着し、例えば図示されないねじ等で両者を固定する。
【0035】
次いで、矢印▲4▼の如く上記ワッシャ218を下側から副回転軸213に挿入すると共に矢印▲5▼のように上記ワイヤ217を副回転軸213の切り込み213gに挿入させた状態で、上記第2のコイルばね216と上記ビット軸着脱具215とを矢印▲6▼の如く下側から副回転軸213に装着し、更に上記Cリング219を矢印▲7▼のように副回転軸213の溝213cに嵌め込むことで、駆動機構部21を図11の(a)で示すように構成することができる。
【0036】
なおこの時点での上記ビット軸着脱具215の近傍領域は当該領域を拡大視した図11(b)に示す如く、ビット軸着脱具215が上記第2のコイルばね216を介してワッシャ218とCリング219とで挟まれているので該ビット軸着脱具がCリング側に付勢されていると同時に、副回転軸の切り込みに位置する上記ワイヤ217はビット軸着脱具の上記内径領域215aの壁面に押されて該副回転軸の穴213fから突出した状態にある。
【0037】
またかかる構成になる駆動機構部21では、上述した如く減速機付モータ側の主回転軸211aのすり割り211cと副回転軸213の突出部213aの間に隙間を設けることは例えばねじ締め工程でのねじ部材の雌ねじに対するかじりで前記ビット軸22ひいては副回転軸213の回転が抑制されているときのねじ締め機ひいては筐体としての降下量を前記第1のコイルばね214に抗する副回転軸213の上昇で吸収させることで、ねじ締め機としての機械的破損を防止する効果がある。
【0038】
一方、図17で上記ビット軸22は、図の右側に位置する一端が対象とするねじ部材におけるねじ頭の十字穴に対応するビット22aを先端に有する軸部22bで、該軸部に続く他端側が該軸部22bより拡径化されたガイド軸22cに形成されているものである。
【0039】
そして、少なくとも図14で説明した上記副回転軸213における穴213fの深さよりも充分長く形成されている上記ガイド軸22cは、その径が上記穴213fをガイドとして嵌合し得るように形成されていると共にその他端側の端部が上記穴213fにおける段差面213eと対応する段差22dを備えて形成されている。
【0040】
更に該段差22d側の端部を上記穴213fの段差面213eに対応させて止まるまで挿入したときの前記切り込み213gと対応する位置には、断面が円弧状の凹溝22eが該ガイド軸22cを取り巻いて形成されている。
【0041】
そして、かかるビット軸22を図11で説明した如く前記ワイヤ217が上記穴213fの内壁面から突出した状態の駆動部に挿入すると該ビット軸22の挿入が上記ワイヤの突出で阻害されるが、上記ビット軸着脱具215を前記第2のコイルばね216に抗してワッシャ218の方向に移動させると上記ワイヤと対応する領域に前記拡径領域215dが移動してワイヤが拡径分だけ外側に移動可能になることからビット軸22の挿入を可能にすることができる。
【0042】
そしてこのことは、上記穴213fに挿入されているビット軸22は図10の円内図(b)に示す如く、凹溝22eに上記ワイヤ217が入り込んでいるので、ビット軸着脱具215を前記ワッシャ側(図の上方)に移動させて該ワイヤを該ビット軸着脱具の拡径領域215dに位置せしめて外側に移動可能にしない限り抜き取れないことを示している。
【0043】
従って、上記ビット軸着脱具215を上記第2のコイルばね216に抗して移動させまたは元位置に戻すことでビット軸22の着脱を実現することができる。
【0044】
なお、上記副回転軸に設ける切り込み213gをその幅に等しい径で周面側から途中まで穿孔した複数の窓付孔にした上で、該孔に挿入可能な金属球を入れても同じ効果を得ることができる。
【0045】
上記ビット軸ホルダ完成体を説明する図18で、(a)は中心軸で切断した断面図であり、(b)は側面図である。
【0046】
図でビット軸ホルダ完成体23は、筒状でその周壁の1箇所に吸気ポート231dを備えたねじホルダケース231と、該ねじホルダケースに対して前後進方向に摺動可能で且つ先端が所要のねじ部材を頭部で位置決めして吸着できるように形成されたねじホルダ232と、該ねじホルダを先端側に付勢する第3のコイルばね233とからなる。 そしてこの場合の上記ねじホルダケースを詳細に説明する図19で、(a)は一部断面視した側面図、(b)はその正面図である。
【0047】
図でねじホルダケース231は、一方の端部近傍が外形的に先細り状に形成されている筒形のケース本体231-1と、該ケース本体の上記端部開口部に圧入等の手段で固定されるブッシュ231-2とからなる。
【0048】
そしてケース本体231-1は、他方(図の左側)の開口部近傍の内側に図13で説明した筐体212の筒状部212cでの嵌入で該筐体212に固定し得るスリーブ状の嵌合部231aが上記筒状部より長く形成されていると共に、該嵌合部に続く領域には上記筐体212における前記ボールベアリングAのフランジ部に対応する径の孔231bと上記一方の端部側(図の右側)に位置する上記ブッシュ用の固定孔231cとが順次縮径化された状態で形成されている。
【0049】
更に上記嵌合部領域の上記孔231b側の周壁の1箇所には、該周壁を貫通する通気孔231d′付の吸気ポート231dが設けられている。
【0050】
また上記ブッシュ231-2は、外径が上記固定孔231cに圧入し得る外径で内側が所定径のガイド孔231e′になっているパイプ231eの外面片側端部にフランジ231fを備えたものである。
【0051】
従って該ブッシュ231-2をパイプ231eの側から上記ケース本体231-1の固定孔231cに圧入し、上記フランジ231fをケース本体231-1の端面に当接させることで、図示のねじホルダケース231を構成することができる。
【0052】
一方上記ねじホルダを一部断面視した図20で、円内図は右端側先端部の拡大図である。
【0053】
図でねじホルダ232は、図19で説明した上記ガイド孔231e′に対応する外径を有するパイブ状の摺動部232aと該摺動部より縮径化されたパイブ状の案内部232bとが内孔を繋げた状態で一体化形成されているものである。
【0054】
そして上記摺動部232aの端部にはフランジ232cが設けられていると共に、上記案内部232bの端部には対象とするねじ部材のねじ頭に対応する大きさの凹の段差面232dが設けられているものである。
【0055】
なお、上記フランジ232cの外径は前記ボールベアリングAのフランジ部にほぼ対応し、また上記ねじホルダ232の内孔は図17で説明したビット軸22のビット22aを上記凹の段差面232dの近傍で前後進させた状態で該ガイド軸との間に充分な余裕が得られるような形状になっている。
【0056】
また上記第3のコイルばね233は、その巻径が上記フランジ232cひいては前記ボールベアリングAのフランジ部にほぼ対応するように設定され、また長さは上記ねじホルダケース231の全体長さに対応するようになっている。
【0057】
そこで、上記ねじホルダ232を案内部232bの側から上記ねじホルダケース231に挿入して該ねじホルダ232のフランジ232cを上記ねじホルダケース231におけるブッシュ231-2に当接させたのち、上記第3のコイルばね233を挿入することで、ビット軸ホルダ23を図18に示すように構成することができる。
【0058】
かかる構成になるビット軸ホルダ完成体23では、ねじホルダ232自体が前記ブッシュ231-2のガイド孔231e′を案内として移動(上下動)し得るので、例えば前記第3のコイルばね233の上端を固定しておくことで該ねじホルダを下方向に付勢させることができる。
【0059】
ねじ締め機としての組立手順を示す図21で、先ず図11で説明した駆動機構部21の副回転軸213に図17で説明したビット軸22を段差22dの側から矢印▲1▼の如く挿入して該ビット軸22を駆動機構部21に装着固定するが、この場合に上記駆動機構部21における前記ビット軸着脱具215を第2のコイルばね216に抗して図の上方に移動させて該駆動部に装着されている前記ワイヤ217の副回転軸の穴213fからの突出をなくしておくことは前述した通りである。
【0060】
そして上記副回転軸213の挿入が終了した時点で上記ワイヤ217の位置が副回転軸の凹溝22eと一致して該ワイヤが該凹溝に入り込むことから、ビット軸着脱具215が上記第2のコイルばね216の付勢力で降下する。
【0061】
かかる状態では上記ワイヤ217が副回転軸213の凹溝22eに入り込んでいるので、該副回転軸213の確実な保持固定を実現することができる。
【0062】
次いで図18で説明したビット軸ホルダ23を、径が前記コイルばね233の巻径にほぼ等しいワッシャ状で上面凸部の径が前記フランジ付ールベアリングAのインナリング径にほぼ対応するばね受け234を介して矢印▲2▼の如く上記駆動機構部21に装着固定することで所要のねじ締め機2を図10で示すように構成することができる。
【0063】
そして上記ビット軸ホルダ完成体23の筐体21に対する装着は、例えば上記第3のコイルばね233の下端を前記ねじホルダ232のフランジ232cに位置せしめた状態で該ビット軸ホルダの嵌合部231aを前記筐体212の筒状部212cに嵌合させ、更に図示されない螺子等で両者を固定することで容易に実現することができる。
【0064】
なお上記ばね受け234は、例えば図16で説明した駆動機構部の組立工程におけるワッシャ218の挿入前に副回転軸213に挿入しておくことで、ビット軸ホルダ23としての装着の容易化を実現することができる。
【0065】
図22はかかるねじ締め機を備えたねじ締め装置としての作用を問題点と共に説明したものであり、(a)はねじ部材吸着前の状態を、(b)はねじ締め時の状態を、(c)はねじ締めの状態を、(d)は問題点をそれぞれ示している。
【0066】
図の(a)で、図示されない真空装置に繋がる吸気ポート231dからの吸引でねじ締め機内部を減圧すると、ねじホルダ232の案内部先端に位置する前記凹の段差面232dの領域も減圧されることから、ねじ部材Bの頭部を上記凹の段差面232dに近づけることで円内図に示す如く該ねじ部材Bを該凹の段差面に吸着させることができる。
【0067】
なおこの時点では、上記凹の段差面232dの奥に、前記ビット軸2の軸部22b先端のビット22aが位置している。
【0068】
そこで、図示されない制御部からの信号で前記X−Yステージを作動させて該ねじ締め機2を所定の雌ねじ孔位置に移動せしめた後、前記昇降機構部12の作動で該ねじ締め機2を降下させると、ねじ部材Bの先端が所定の雌ねじ孔B′と当接した時点でねじホルダ232が前述した第3のコイルばね233に抗して上昇する結果相対的に上記軸部22b先端の前記ビット22aがねじ部材Bの十字穴に入り込んで図(b)の状態になる。
【0069】
そこで筐体212内の減速機付モータを作動させることで、図(c)に示すように該ねじ部材Bの雌ねじB′に対するねじ締めを実現することができる。
【0070】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来のねじ締め装置では、ねじ部材Bを吸着するねじホルダ232が固定状態の筐体に固定された構成であるため、ねじ部材Bの頭部を吸着する凹の段差面232dが固定であるのに対して該凹の段差面232dに吸着されているねじ部材Bが前記ビット22aによって回転する。
【0071】
従って、図22の(d)に示すように上記ねじ部材Bの頭部表面の上記凹の段差面232dと接する領域に例えば同心円状の傷C等が発生して外観的価値が低下すると言う問題があり、またビット軸22の上記ビット側の先端域をガイドする手段が設けられていないことからビット側に軸振れを発生する場合があって確実なねじ締めが実現できないことがあると言う問題があった。
【0072】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、三次元方向に移動し得るねじ締め機装着具と、先端をねじ頭の十字穴に対応するビット軸を備えて前記ねじ締め機装着具に装着されるねじ締め機とで構成されるねじ締め装置であって、前記ねじ締め機は、駆動機構部と、該駆動機構部の主回転軸に追従して回転する副回転軸に根本側で着脱可能に接続される前記ビット軸と、前記副回転軸を囲んだ状態で前記駆動機構部に固定される吸気ポート付のビット軸ホルダ完成体と、先端に前記ねじ頭を吸着する凹の段差面を有し前記ビット軸を囲んだ状態で前記ビット軸ホルダ完成体に前後進可能に装着されるねじホルダ完成体とを含んでなり、前記ねじホルダ完成体が、前記ビット軸ホルダ完成体に対して回転可能に構成されているねじ締め装置によって解決される。
【0073】
また、上記ねじホルダ完成体が前記ビット軸の前記ビット近傍に位置する軸部をガイドする孔付きのガイドブッシュを備えてなり、該ガイドブッシュが通気性を有する金属材料で形成されているねじ締め装置によって解決される。
【0074】
ねじ部材Bの頭部を吸着する凹の段差面を有するねじホルダがビットひいてはビット軸ホルダに対して自由に回転できるようにしたねじ締め機を用いてねじ締め装置を構成すると、ねじ部材Bの頭部を吸着する凹の段差面をビット軸と同じ方向に自由に回転させられるので、上述した傷Cの発生を抑制することができる。
【0075】
また、ビット軸22の上記ビット側の先端域をガイドする手段をねじホルダに設けるとビット軸ひいてはビットの軸振れを抑制することができる。
【0076】
そこで本発明では、従来のねじホルダケースにおけるブッシュ固定孔の領域にボールベアリングA-1を設けた上で該ボールベアリングA-1のインナリングにブッシュを固定することでブッシュを回転可能にし、更に該ブッシュを案内として移動し得るねじホルダ完成体に通気性を備えた材料からなるガイドブッシュを設けてねじ締め機を構成するようにしている。
【0077】
このことは、上記のボールベアリングA-1によって図22で説明した傷Cがなくせると共に、上記のガイドブッシュによってねじ部材の吸着力を弱めることなく前述したビットの軸振れがなくせて確実なねじ締めが実現できることを示している。
【0078】
従って、ねじ頭の表面に傷をつけることなく確実且つ効率的なねじ締めが図れて生産性向上が期待できるねじ締め装置を実現することができる。
【0079】
【発明の実施の形態】
図1は本発明になるねじ締め装置の全体構成を示す概略図であり、図2は図1におけるねじ締め機の構成を説明する図、図3は図2におけるビット軸ホルダ完成体を説明する図、図4は図3のねじホルダケース完成体を説明する図、図5は図4のねじホルダケースを説明する図、図6は図4のブッシュを説明する図、図7は図3のねじホルダ完成体を説明する図、図8は図7のガイドブッシュを説明する図である。
【0080】
なお図では、いずれも図9で説明したねじ締め装置に本発明を適用させる場合を例としているので、図9乃至図22と同じ対象部材や部位には同一の記号を付して表わすと共に重複する説明についてはそれを省略する。
【0081】
本発明になるねじ締め装置を説明する図1で、(a)は全体斜視図、(b)は(a)の側面図である。
【0082】
図でねじ締め装置3は、図9で説明したX−Yステージ11と昇降機構部12と該昇降機構部12の前記ねじ締め機装着具121に固定されるねじ締め機6とで構成されている。
【0083】
従って本発明に係わるねじ締め装置3は、図9で説明した従来のねじ締め装置1におけるねじ締め機2のみを本発明に係わるねじ締め機6に置き換えたものであり、その他の構成は前記ねじ締め装置1と同様である。
【0084】
そしてこの場合のねじ締め機の構成を説明する図2で、円内図(a)は本発明に係わるボールベアリングA-1近傍領域を拡大視したものであり、円内図(b)は本発明に係わるガイドブッシュ631近傍領域を拡大視したものである。
【0085】
図で本発明に係わるねじ締め機6は、図11で説明した駆動機構部21と、該駆動機構部における前記副回転軸213に着脱自在に装着される前記ビット軸22と、該ビット軸の周囲をカバーした状態で上記駆動機構部21に固定される本発明に係わるビット軸ホルダ完成体61とで構成されている。
【0086】
そしてこの場合のビット軸ホルダ完成体61は、図18と同様に当該領域だけを抽出した図3に示す如く、図3で示すねじホルダケース完成体62とねじホルダ完成体63と前記第3のコイルばね233とからなる。
【0087】
この内、ねじホルダケース完成体62は、図4で示す如く、ねじホルダケース621と、該ねじホルダケース621に装着されるゴムシール付のボールベアリングA-1と、該ボールベアリングA-1のインナリングに固定して装着されるブッシュ622と、該ブッシュ622に嵌め込まれるCリング623と、上記ボールベアリングA-1を上記ねじホルダケース621に固定する複数(図では3個)のねじ624とからなる。
【0088】
上記ねじホルダケースを説明する図5で、(a)は一部断面視した側面図であり、(b)は平面図、(c)は(b)の正面図である。
【0089】
図でねじホルダケース621は、一方の端部近傍が外側に突出するフランジ状の突出部621aに形成されている筒形のものであり、他方(図の左側)の開口部近傍の内側には図19で説明した嵌合部231aがそれに続く孔231bと共に形成されていると共に、前記一方の端部側(図の右側)の突出部内側には上記孔231bから拡径した状態で端面621a′から上記ボールベアリングA-1の厚さに対応する深さだけ凹んだ凹の段差領域621bが上記ボールベアリングA-1の収容領域として形成されているものである。
【0090】
そして上記嵌合部231aの領域に図18で示したねじホルダケース231と同様の吸気ポート231dが設けられていると共に、上記端面621a′における凹の段差領域近傍の複数(図では3)箇所には雌ねじ621cが上記ボールベアリングA-1を固定するねじ624用として設けられている。
【0091】
また、ボールベアリングA-1のインナリングに挿入し得る外径を持つ筒状の上記ブッシュ622は、図6で示す如く、外周部622aの片側端部にフランジ622bを有すると共に他方の端部近傍にCリング装着用の溝622cを備えているものである。
【0092】
そして上記フランジ622bと溝622c間の隔たり“d”は上記ボールベアリングA-1の厚さに対応すると共に、内孔622dの径は図20で説明したねじホルダ232の摺動部232aの径に対応するようになっている。
【0093】
従って、上記ブッシュ622をボールベアリングA-1のインナリングに挿入した後上記溝622cに通常の上記Cリング623を嵌め込むことで、該ブッシュ622をボールベアリングA-1に一体化させることができる。
【0094】
そこで、上記ブッシュ622が一体化された状態の上記ボールベアリングA-1をねじホルダケース621の凹の段差領域621bに挿入した後、該ねじホルダケース621の上記各雌ねじ621cにねじ624をねじ込むと、該ねじ624の頭部で上記ボールベアリングA-1をねじホルダケース621に固定することができて、ビット軸ホルダ完成体62を図4で示すように構成することができる。
【0095】
一方、上記ねじホルダ完成体63は、図7に示す如く、図20で説明したねじホルダ232と、該ねじホルダ232に装着されるガイドブッシュ631とからなるものである。
【0096】
そして図8で示すこの場合の上記ガイドブッシュ631は、例えば燐青銅粉末等を通常の焼結成形技術で形成した焼結合金からなるリング状のものであり、外周部631aの径“d1 ”は上記ねじホルダ232におけ摺動部232aの内径“d2 ”に対応すると共に、孔631bの径“d3 ”は図17で説明したビット軸22における軸部22bの径“d4 ”に対応するようになっている。
【0097】
なお上記ガイドブッシュ631は、焼結合金からなるため多孔質で通気性を備えている。
【0098】
そこで、上記ガイドブッシュ631を上記ねじホルダ232の摺動部側内孔の最奥部に挿入して接着等の手段で両者を固定することで、ねじホルダ完成体63を図7に示すように構成することができる。
【0099】
従って、上記ビット軸ホルダ完成体61のブッシュ622に上記ねじホルダ完成体63の摺動部232aを挿入して該ねじホルダ完成体63をビット軸ホルダ完成体61に装着した後前記第3のコイルばね233を装着することで、本発明に係わるビット軸ホルダ完成体61を図3に示すように構成することができる。
【0100】
以後、該ビット軸ホルダ完成体61を従来のビット軸ホルダ23に代えた上で図21で説明した手順を経ることで本発明になるねじ締め機6を図2で示したように構成することができると共に、該ねじ締め機6を利用することで所要のねじ締め装置3を図1で示したように構成することができる。
【0101】
かかる構成になるねじ締め機6を備えたねじ締め装置3では、上記ねじホルダ完成体63自体が上記ボールベアリングA-1ひいてはねじホルダケース完成体62に対して自由に回転できることから図22の(d)で説明した傷Cの発生が抑制できると共に、ビット軸22の軸部22bの先端領域が通気性を持つ上記ガイドブッシュ631で案内されていることからねじ部材の吸着性を落とすことなくまた軸振れを発生させることなく確実且つ効率的ななねじ締めが実現できるメリットがある。
【0102】
【発明の効果】
上述の如く本発明により、ねじ頭の表面に傷をつけることなく確実且つ効率的なねじ締めを実現して生産性の向上を図ったねじ締め装置を提供することができる。
【0103】
なお、本発明の説明ではねじ締め機装着具に1個のねじ締め機を装着した単軸のねじ締め装置の場合を例にしているが、上記ねじ締め機装着具に装着するねじ締め機を複数化させることで容易に多軸のねじ締め装置が構成できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明になるねじ締め装置の全体構成を示す概略図。
【図2】 図1におけるねじ締め機の構成を説明する図。
【図3】 図2におけるビット軸ホルダ完成体を説明する図。
【図4】 図3のねじホルダケース完成体を説明する図。
【図5】 図4のねじホルダケースを説明する図。
【図6】 図4のブッシュを説明する図。
【図7】 図3のねじホルダ完成体を説明する図。
【図8】 図7のガイドブッシュを説明する図。
【図9】 ねじ締め装置としての全体構成を示す概略図。
【図10】 図9における従来のねじ締め機の構成を説明する図。
【図11】 図10における駆動機構部を説明する図。
【図12】 図11の減速機付モータを説明する図。
【図13】 図11の駆動部筐体を説明する図。
【図14】 図11における副回転軸を説明する図。
【図15】 図11のビット軸着脱具を説明する図。
【図16】 図11の駆動機構部への組立手順を説明する図。
【図17】 図10におけるビット軸を説明する図。
【図18】 図10におけるビット軸ホルダ完成体を説明する図。
【図19】 図18のねじホルダケースを説明する図。
【図20】 図18のねじホルダを説明する図。
【図21】 図10のねじ締め機への組立手順を説明する図。
【図22】 図10のねじ締め機での作用を問題点を含めて説明する図。
【符号の説明】
3 ねじ締め装置
6 ねじ締め機
11 X−Yステージ
12 昇降機構部
21 駆動機構部
22 ビット軸
61 ビット軸ホルダ完成体
62 ねじホルダケース完成体
63 ねじホルダ完成体
121 ねじ締め機装着具
123 ねじ送り機構
213 副回転軸
231a 嵌合部
231b 孔
231d 吸気ポート
232 ねじホルダ
233 第3のコイルばね
234 ばね受け
621 ホルダケース
621a 突出部
621a′ 端面
621b 凹の段差領域
621c 雌ねじ
622 ブッシュ
622a 外周部
622b フランジ
622c 溝
622d 内孔
623 Cリング
624 ねじ
631 ガイドブッシュ
631a 外周部
631b 孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a configuration of a screw tightening device, and more particularly, to a screw tightening device that achieves reliable and efficient screw tightening without damaging the surface of a screw head to improve productivity.
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 is a schematic diagram showing the overall configuration of the screw tightening device, FIG. 10 is a diagram for explaining the configuration of the conventional screw tightening machine in FIG. 9, and FIG. 11 is a diagram for explaining the drive mechanism in FIG. 12 is a diagram for explaining the motor with a reduction gear of FIG. 11, FIG. 13 is a diagram for explaining the drive unit housing of FIG. 11, FIG. 14 is a diagram for explaining the auxiliary rotating shaft in FIG. 11, and FIG. FIG. 16 is a diagram for explaining an assembling procedure to the drive mechanism portion of FIG. 11, FIG. 17 is a diagram for explaining the bit shaft in FIG. 10, and FIG. 18 is a completed bit shaft holder in FIG. FIG. 19 is a diagram for explaining the screw holder case of FIG. 18, FIG. 20 is a diagram for explaining the screw holder of FIG. 18, and FIG. 21 is a diagram for explaining the assembly procedure to the screw tightening machine of FIG. FIG. 22 shows the operation of the screw tightening machine of FIG. It is a diagram for explaining.
[0003]
FIGS. 9A and 9B show an example of a screw tightening device. FIG. 9A is an overall perspective view, and FIG. 9B is a side view of FIG.
[0004]
In the figure, a
[0005]
The
[0006]
The
[0007]
Therefore, the
[0008]
In FIG. 10 showing the overall configuration of the
[0009]
The
[0010]
Here, main ones of the above-described constituent members will be described first with reference to FIGS.
[0011]
FIG. 12 is a side view illustrating the motor housing with a reduction gear, and FIG. 12B is a front view thereof.
[0012]
In FIG. 12, a
[0013]
13A and 13B illustrating the casing, FIG. 13A is a side view cut along the central axis, and FIG. 13B is a front view thereof.
[0014]
In FIG. 13, the
[0015]
The diameter of the reduced
[0016]
And the
[0017]
The
[0018]
Therefore, the two ball bearings with flanges A are press-fitted on both sides of the
[0019]
In such a
[0020]
14A and 14B illustrating the sub-rotating shaft, FIG. 14A is a partial cross-sectional front view, FIG. 14B is a side view thereof, and FIG. 14C is a plan view of FIG.
[0021]
In the figure, a rotating shaft (hereinafter referred to as a sub-rotating shaft) 213 connected to the main
[0022]
In addition, a hole 213f formed in a
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
FIGS. 15A and 15B for explaining the bit shaft attaching / detaching tool. FIG. 15A is a side view partially in cross section, and FIG. 15B is a front view thereof.
[0026]
In the drawing, the bit shaft attaching /
[0027]
In addition, the length “b” of the bit shaft attaching /
[0028]
The
[0029]
Further, the
[0030]
Therefore, the
[0031]
The
[0032]
Therefore, first, as shown by the arrow (1) in FIG. -1 The auxiliary
[0033]
Next, after attaching the
[0034]
Thereafter, the
[0035]
Next, the
[0036]
Note that the region near the bit shaft attaching /
[0037]
Further, in the
[0038]
On the other hand, the
[0039]
The
[0040]
Further, at the position corresponding to the notch 213g when the end on the side of the
[0041]
Then, when the
[0042]
This is because the
[0043]
Therefore, the
[0044]
It is to be noted that the same effect can be obtained by making a notch 213g provided in the auxiliary rotating shaft into a plurality of holes with windows perforated from the peripheral surface side to the middle with a diameter equal to the width, and inserting a metal ball that can be inserted into the hole. Obtainable.
[0045]
18A and 18B illustrating the completed bit shaft holder, FIG. 18A is a sectional view taken along the central axis, and FIG. 18B is a side view.
[0046]
In the figure, the completed
[0047]
In the figure, the
[0048]
The case body 231 -1 A sleeve-like
[0049]
Further, an
[0050]
Also, the
[0051]
Therefore, the
[0052]
On the other hand, FIG. 20 is a partial cross-sectional view of the screw holder.
[0053]
In the figure, the
[0054]
A
[0055]
The outer diameter of the
[0056]
The
[0057]
Therefore, the
[0058]
In the completed
[0059]
In FIG. 21 showing the assembly procedure as a screw tightener, first, the
[0060]
When the insertion of the auxiliary
[0061]
In this state, since the
[0062]
Next, the
[0063]
The bit shaft holder
[0064]
The
[0065]
FIGS. 22A and 22B illustrate the operation of the screw tightening apparatus including the screw tightening machine, together with problems. FIG. 22A shows a state before the screw member is adsorbed, FIG. 22B shows a state at the time of screw tightening, and FIG. c) shows the tightened state, and (d) shows the problem.
[0066]
In the drawing (a), an
[0067]
At this time, the
[0068]
Therefore, the XY stage is operated by a signal from a control unit (not shown) to move the
[0069]
Therefore, by operating the motor with a speed reducer in the
[0070]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional screw tightening device, since the
[0071]
Therefore, as shown in FIG. 22 (d), for example, concentric scratches C or the like are generated in a region in contact with the concave stepped
[0072]
[Means for Solving the Problems]
The above-described problem includes a screw tightener mounting tool that can move in a three-dimensional direction, and a screw tightener that has a bit shaft corresponding to a cross hole in the screw head and is mounted on the screw tightener mounting tool. The screw tightening device includes: a drive mechanism unit; and the bit shaft that is detachably connected to a sub-rotation shaft that rotates following the main rotation shaft of the drive mechanism unit on the root side. A completed bit shaft holder with an intake port that is fixed to the drive mechanism in a state of surrounding the auxiliary rotating shaft, and a concave stepped surface that adsorbs the screw head at the tip of the bit shaft holder. A screw holder complete body that is mounted on the completed bit shaft holder so as to be able to move forward and backward in a state, and the screw holder complete body is configured to be rotatable with respect to the completed bit shaft holder Solved by fastening device.
[0073]
The screw holder complete body includes a guide bush with a hole for guiding a shaft portion of the bit shaft located in the vicinity of the bit, and the guide bush is formed of a metal material having air permeability. Solved by the device.
[0074]
When a screw tightening device is configured by using a screw tightening machine in which a screw holder having a concave step surface that adsorbs the head of the screw member B can freely rotate with respect to the bit and thus the bit shaft holder, Since the concave step surface adsorbing the head can be freely rotated in the same direction as the bit axis, the generation of the scratch C described above can be suppressed.
[0075]
Further, if the screw holder is provided with a means for guiding the tip end region of the
[0076]
Therefore, in the present invention, the ball bearing A is provided in the area of the bush fixing hole in the conventional screw holder case. -1 And the ball bearing A -1 The bush is made rotatable by fixing the bush to the inner ring, and a screw bushing made of a material having air permeability is provided on the completed screw holder which can be moved by using the bush as a guide to constitute a screw tightening machine. I have to.
[0077]
This means that the above ball bearing A -1 22 eliminates the scratch C described with reference to FIG. 22 and also shows that the above-described guide bush can eliminate the above-described bit shaft vibration without weakening the suction force of the screw member, thereby realizing reliable screw tightening.
[0078]
Accordingly, it is possible to realize a screw tightening device that can be surely and efficiently screwed without damaging the surface of the screw head and can be expected to improve productivity.
[0079]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a screw tightening apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of a screw tightening machine in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram illustrating a completed bit shaft holder in FIG. 4 is a diagram illustrating the screw holder case completed body of FIG. 3, FIG. 5 is a diagram illustrating the screw holder case of FIG. 4, FIG. 6 is a diagram illustrating the bush of FIG. 4, and FIG. FIG. 8 is a diagram for explaining the guide bush in FIG. 7.
[0080]
In each of the drawings, the case where the present invention is applied to the screw tightening device described in FIG. 9 is taken as an example, and therefore, the same target members and parts as those in FIGS. The explanation is omitted here.
[0081]
1A and 1B illustrating a screw fastening device according to the present invention, FIG. 1A is an overall perspective view, and FIG. 1B is a side view of FIG.
[0082]
In the figure, the
[0083]
Therefore, the
[0084]
In FIG. 2 for explaining the configuration of the screw tightening machine in this case, the inner circle (a) shows the ball bearing A according to the present invention. -1 The close-up area is an enlarged view, and the inner circle (b) is an enlarged view of the vicinity area of the
[0085]
As shown in FIG. 11, the screw tightening machine 6 according to the present invention includes a
[0086]
In this case, as shown in FIG. 3 in which only the region is extracted, the completed
[0087]
Among these, as shown in FIG. 4, the screw holder case
[0088]
5A and 5B illustrating the screw holder case, FIG. 5A is a partial cross-sectional side view, FIG. 5B is a plan view, and FIG. 5C is a front view of FIG.
[0089]
In the figure, the
[0090]
In addition, an
[0091]
Ball bearing A -1 As shown in FIG. 6, the
[0092]
The distance “d” between the
[0093]
Therefore, the
[0094]
Therefore, the ball bearing A in a state where the
[0095]
On the other hand, as shown in FIG. 7, the screw holder completed
[0096]
The
[0097]
The
[0098]
Therefore, the
[0099]
Therefore, after the sliding
[0100]
After that, the bit shaft holder completed
[0101]
In the
[0102]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a screw tightening device that realizes reliable and efficient screw tightening without damaging the surface of the screw head to improve productivity.
[0103]
In the description of the present invention, the case of a single-axis screw tightening device in which one screw tightener is mounted on the screw tightener mounting tool is taken as an example, but the screw tightener mounted on the screw tightener mounting tool is described as an example. It is obvious that a multi-axis screw fastening device can be easily configured by making a plurality of screws.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a screw tightening apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a screw tightener in FIG.
FIG. 3 is a view for explaining a completed bit shaft holder in FIG. 2;
4 is a view for explaining a completed screw holder case of FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a view for explaining the screw holder case of FIG. 4;
6 is a view for explaining the bush of FIG. 4;
7 is a view for explaining the screw holder completed body of FIG. 3; FIG.
FIG. 8 is a view for explaining the guide bush in FIG. 7;
FIG. 9 is a schematic view showing an overall configuration as a screw tightening device.
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a conventional screw tightening machine in FIG.
FIG. 11 is a diagram illustrating a drive mechanism unit in FIG.
12 is a diagram for explaining the motor with a reduction gear in FIG. 11;
13 is a diagram for explaining the drive unit housing of FIG. 11;
14 is a diagram for explaining a sub rotation shaft in FIG. 11;
15 is a view for explaining the bit shaft attaching / detaching tool of FIG. 11. FIG.
16 is a view for explaining an assembling procedure to the drive mechanism portion of FIG. 11;
FIG. 17 is a diagram for explaining a bit axis in FIG. 10;
18 is a diagram for explaining a completed bit shaft holder in FIG. 10;
FIG. 19 is a view for explaining the screw holder case of FIG. 18;
20 is a view for explaining the screw holder of FIG. 18;
FIG. 21 is a view for explaining an assembling procedure to the screw tightening machine of FIG. 10;
22 is a diagram for explaining the operation of the screw tightening machine of FIG. 10 including problems.
[Explanation of symbols]
3 Screw tightening device
6 Screw tightening machine
11 XY stage
12 Lifting mechanism
21 Drive mechanism
22 bit axis
61 Completed bit shaft holder
62 Completed screw holder case
63 Completed screw holder
121 Screw tightening equipment
123 Screw feed mechanism
213 Sub-rotating shaft
231a Fitting part
231b hole
231d Intake port
232 Screw holder
233 Third coil spring
234 Spring support
621 Holder case
621a Protruding part
621a ′ end face
621b Recessed step area
621c Female thread
622 bush
622a outer periphery
622b flange
622c groove
622d inner hole
623 C-ring
624 screw
631 Guide bush
631a Outer periphery
631b hole
Claims (4)
前記ねじ締め機は、駆動機構部と、該駆動機構部の主回転軸に追従して回転する副回転軸に根本側で着脱可能に接続される前記ビット軸と、前記副回転軸を囲んだ状態で前記駆動機構部に固定される吸気ポート付のビット軸ホルダ完成体と、先端に前記ねじ頭を吸着する凹の段差面を有し前記ビット軸を囲んだ状態で前記ビット軸ホルダ完成体に前後進可能に装着されるねじホルダ完成体とを含んでなり、
前記ねじホルダ完成体が、前記ビット軸ホルダ完成体に対して回転可能に構成されていることを特徴とするねじ締め装置。A screw tightener mounting tool that can move in a three-dimensional direction, and a screw tightener that has a bit shaft whose tip corresponds to the cross hole of the screw head and is mounted on the screw tightener mounting tool. A screw tightening device,
The screw tightener surrounds the drive mechanism portion, the bit shaft that is detachably connected to the sub rotation shaft that rotates following the main rotation shaft of the drive mechanism portion, and the sub rotation shaft. A completed bit shaft holder with an intake port fixed to the drive mechanism in a state, and a completed bit shaft holder having a concave step surface for adsorbing the screw head at the tip and surrounding the bit shaft A completed screw holder that is mounted so as to be movable forward and backward,
The screw fastening device, wherein the completed screw holder is configured to be rotatable with respect to the completed bit shaft holder.
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