JP3900802B2

JP3900802B2 - Screw tightening device

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Publication number: JP3900802B2
Application number: JP2000227275A
Authority: JP
Inventors: 誠窪山
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2000-07-27
Filing date: 2000-07-27
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2020-07-27
Also published as: JP2002036132A

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
１１Ｘ−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
６２３Ｃ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 screw tightening device 1 includes an XY stage 11 fixed to a base (not shown), an elevating mechanism unit 12 fixed on the XY stage, and a screw tightener that forms a part of the elevating mechanism unit. The screw fastening machine 2 is fixed to the tool 121.
[0005]
The elevating mechanism 12 includes a top plate 122c that is provided with a vertical groove 122a on one surface of the peripheral surface and extends to the upper surface of the rectangular column 122b that is erected on the XY stage 11. The housing 122 having a substantially inverted L-shape in side view and a motor 123a and a feed screw 123b connected to the rotation shaft thereof are provided on the top plate 122c so that the feed screw 123b is parallel to 121a. The screw feeding mechanism 123, and the screw fastening machine mounting tool 121 having a reverse L-shape in a side view provided with the dovetail 121a fitted in the dovetail groove 122a and the female screw 121b fitted in the feed screw are provided. Is.
[0006]
The elevating mechanism unit 12 can be moved in a two-dimensional direction by the operation of the XY stage 11 connected to a control unit (not shown), and the screwing machine mounting tool 121 and the screwing machine 2 are moved from a control device (not shown). By the rotation of the feed screw 123b following the operation of the motor 123a by the above signal, it can move up and down with respect to the prism 122b.
[0007]
Therefore, the screwing machine 2 can be moved in the three-dimensional directions of X, Y, and Z by inputting a predetermined signal from a control unit (not shown).
[0008]
In FIG. 10 showing the overall configuration of the screwing machine 2, the conventional screwing machine 2 is detachably mounted on a drive mechanism unit 21 connected to a control unit (not shown) and a sub-rotation shaft 213 in the drive unit. A shaft 22 having a bit corresponding to a screw hole (hereinafter referred to as a bit shaft) 22 and a completed bit shaft holder 23 fixed to the drive mechanism 21 in a state of covering the periphery of the bit shaft.
[0009]
The drive mechanism unit 21 positions the motor with a speed reducer 211 connected to the control unit (not shown) and the motor with the speed reducer, as shown in an overall sectional view (a) and a partially enlarged view (b) in FIG. Housing 212, a rotatable sub-rotating shaft 213 that is positioned on the housing in a state of being connected to the main rotating shaft 211a of the motor with a speed reducer, and biasing the sub-rotating shaft in its axial direction. A first coil spring 214, a bit shaft attachment / detachment tool 215 attached to the auxiliary rotation shaft so as to be movable in the axial direction by fitting on the peripheral surface of the auxiliary rotation shaft, and the bit shaft attachment / detachment tool in one direction. A second coil spring 216 urging the wire shaft 217 and a semicircularly bent wire 217 attached to the sub-rotating shaft 213 in order to facilitate the attachment / detachment of the bit shaft 22 to the sub-rotating shaft 213. And movement of the bit shaft attachment / detachment tool 215 It is made of the washer 218 and the C-ring 219 Metropolitan regulating the circumference.
[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 motor 211 with a speed reducer is a motor that is connected to a control unit (not shown) by a signal line 211a and a speed reducer that reduces the rotational speed to a predetermined value. The tip of 211b (referred to as the rotation axis) is formed in a region 211d having a reduced diameter (hereinafter referred to as diameter reduction) divided into two by a radial slot 211c.
[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 casing 212 has a diameter smaller than that of the motor housing portion via a bottom plate portion 212b on one opening side of a cylindrical motor housing portion 212a having a size that can be accommodated by the motor 211 with speed reducer. A main body 212 provided with a cylindrical portion 212c. _-1 And a lid plate 212 for closing the other opening side of the main body _-2 And the body 212 _-1 And two flanged ball bearings A that are fixed to each of the opening portions on both sides of the cylindrical portion 212c by means such as press fitting.
[0015]
The diameter of the reduced diameter region 211d of the motor 211 with a reduction gear is set so as to substantially correspond to the inner diameter of the inner ring of each flanged ball bearing A.
[0016]
And the main body 212 _-1 On the other opening side, a step surface 212d is provided on which the motor 211 with a speed reducer can be positioned by insertion from the opening side.
[0017]
The lid plate 212 _-2 The hole 212e provided in the is for passing the signal line 211a of the motor 211 with speed reducer.
[0018]
Therefore, the two ball bearings with flanges A are press-fitted on both sides of the cylindrical portion 212c until the respective flanges are in contact with both end surfaces of the cylindrical portion 212c, and the lid plate 212. _-2 The body 212 _-1 The housing 212 to which the respective ball bearings with flanges A are fixed can be configured as shown in the figure by being fixed to each other by means such as screwing.
[0019]
In such a housing 212, by inserting a shaft that matches the inner diameter of the inner ring of each of the two flanged ball bearings A, the shaft can be rotatably mounted on the housing 212 without shaft deflection. it can.
[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 rotating shaft 211b has a diameter that matches the inner diameter of the inner ring of the flanged ball bearing A, and one end of the rotating shaft 213 is connected to the slot. A protrusion 213a and a flange 213b having a thickness to be fitted to 211c are formed, and the other end is formed in a reduced diameter region 213d having a groove 213c for fitting a C-ring in the vicinity of the end. is there.
[0022]
In addition, a hole 213f formed in a step surface 213e of each semicircular region having a diameter corresponding to the diameter of the bit shaft 22 and the innermost portion substantially halving the hole is formed on the auxiliary rotating shaft 213 on the other end side. In addition to being formed as an opening, a notch 213g in which the sub-rotating shaft is cut from the peripheral surface to almost the diameter position is formed at a substantially intermediate position in the longitudinal direction of the hole forming region. The width “a” of the notch 213g ₁ "Is the wall thickness" a "in the formation region of the hole 213f ₂ "It is set to be larger.
[0023]
The step surface 213e can be easily formed by, for example, a normal electric discharge machining technique.
[0024]
The first coil spring 214 is formed so that the winding diameter thereof substantially corresponds to the reduced diameter region of the auxiliary rotating shaft 213 and thus the motor 211 with a reduction gear, and always presses the auxiliary rotating shaft 213. It has become.
[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 / detaching tool 215 has a ring shape having an inner diameter region 215a corresponding to the diameter of the reduced diameter portion 213d of the auxiliary rotating shaft 213, and a flange 215c protruding from the outer surface on one end side of the outer surface 215b. The inner diameter area 215a further includes an enlarged diameter area 215d in the area near the end on the flange side.
[0027]
In addition, the length “b” of the bit shaft attaching / detaching tool 215 ₁ "Is the length" b "of the reduced diameter portion 213d of the auxiliary rotating shaft 213. ₂ "It is set to be sufficiently shorter.
[0028]
The second coil spring 216 is formed so that the winding diameter thereof substantially corresponds to the outer surface 215b of the bit shaft attaching / detaching tool 215, and the natural length is the reduced diameter portion 213d of the auxiliary rotating shaft 213. The length of “b” above ₂ The bit shaft attaching / detaching tool 215 is always pressed.
[0029]
Further, the wire 217 bent into the semicircular shape described above has a wire diameter “a” of the wall surface thickness “a” of the auxiliary rotary shaft 213. ₂ The curvature of bending substantially corresponds to the diameter of the sub-rotating shaft 213.
[0030]
Therefore, the wire 217 can be positioned in the notch 213g described with respect to the auxiliary rotating shaft 213.
[0031]
The washer 218 has an inner diameter corresponding to the reduced diameter portion 213d of the auxiliary rotating shaft 213, and the C ring 219 is attached to the groove 213c of the auxiliary rotating shaft 213.
[0032]
Therefore, first, as shown by the arrow (1) in FIG. _-1 The auxiliary rotary shaft 213 is inserted into the flanged ball bearings A from the groove 213c side, and the auxiliary rotary shaft 213 is rotatably attached to the housing 212 by the contact of the flange 213b with the ball bearing A. However, at this time, the tip end region on the groove side of the auxiliary rotating shaft 213 is in a state indicated by a broken line.
[0033]
Next, after attaching the first coil spring 214 to the projecting portion 213a region on the upper side of the auxiliary rotation shaft, the motor 211 with a reduction gear is moved from the main rotation shaft side to the housing 212 as indicated by the arrow (2). _-1 In the state where the slot 211c and the protrusion 213a of the auxiliary rotating shaft 213 are fitted, the motor with a reduction gear is positioned on the step surface 212d of the housing, and the motor is moved with, for example, a screw (not shown). At this time, the main rotating shaft 211b and the sub rotating shaft 213 are not separated from each other between the region of the slot 211c and the projecting portion region of the sub rotating shaft 213 as shown in the circle (a) of FIG. Can be done.
[0034]
Thereafter, the lid plate 212 having the signal line 211a penetrated through the hole 212e. _-2 To the housing 212 as shown by arrow (3) _-1 For example, both are fixed with screws (not shown).
[0035]
Next, the washer 218 is inserted into the auxiliary rotating shaft 213 from the lower side as indicated by arrow (4) and the wire 217 is inserted into the notch 213g of the auxiliary rotating shaft 213 as indicated by arrow (5). The coil spring 216 and the bit shaft attaching / detaching tool 215 are attached to the auxiliary rotating shaft 213 from the lower side as shown by the arrow (6), and the C ring 219 is inserted into the groove of the auxiliary rotating shaft 213 as shown by the arrow (7). By fitting in 213c, the drive mechanism 21 can be configured as shown in FIG.
[0036]
Note that the region near the bit shaft attaching / detaching tool 215 at this time is shown in FIG. 11B in which the region is enlarged, and the bit shaft attaching / detaching tool 215 is connected to the washer 218 and the C via the second coil spring 216. Since the bit shaft attaching / detaching tool is urged to the C ring side while being sandwiched between the rings 219, the wire 217 located at the notch of the auxiliary rotating shaft is connected to the wall surface of the inner diameter region 215a of the bit shaft attaching / detaching tool. Is pushed out of the hole 213f of the auxiliary rotary shaft.
[0037]
Further, in the drive mechanism unit 21 having such a configuration, as described above, providing a gap between the slot 211c of the main rotating shaft 211a on the motor side with a speed reducer and the protruding portion 213a of the sub rotating shaft 213 is, for example, a screw tightening process. When the rotation of the bit shaft 22 and thus the sub-rotation shaft 213 is restrained by galling the female screw with respect to the female screw, the sub-rotation shaft resists the first coil spring 214 with respect to the screw tightening machine and the lowering amount as the housing. Absorbing by the rise of 213 has an effect of preventing mechanical breakage as a screw tightening machine.
[0038]
On the other hand, the bit shaft 22 in FIG. 17 is a shaft portion 22b having a bit 22a at the tip corresponding to the cross hole of the screw head in the screw member targeted at one end located on the right side of the drawing. The end side is formed on a guide shaft 22c whose diameter is larger than that of the shaft portion 22b.
[0039]
The guide shaft 22c formed at least sufficiently longer than the depth of the hole 213f in the auxiliary rotation shaft 213 described with reference to FIG. 14 is formed so that its diameter can be fitted using the hole 213f as a guide. The other end is formed with a step 22d corresponding to the step surface 213e in the hole 213f.
[0040]
Further, at the position corresponding to the notch 213g when the end on the side of the step 22d is inserted to the step 213e corresponding to the step surface 213e of the hole 213f, a concave groove 22e having an arcuate cross section is inserted into the guide shaft 22c. It is formed around.
[0041]
Then, when the bit shaft 22 is inserted into the driving portion in a state where the wire 217 protrudes from the inner wall surface of the hole 213f as described in FIG. 11, the insertion of the bit shaft 22 is inhibited by the protrusion of the wire. When the bit shaft attaching / detaching tool 215 is moved in the direction of the washer 218 against the second coil spring 216, the enlarged diameter area 215d moves to an area corresponding to the wire, and the wire is moved outward by the enlarged diameter. Since it becomes movable, the bit shaft 22 can be inserted.
[0042]
This is because the bit shaft 22 inserted into the hole 213f has the wire 217 inserted into the concave groove 22e as shown in the inner circle (b) of FIG. It is shown that the wire cannot be pulled out unless it is moved to the washer side (upward in the figure) and the wire is positioned in the enlarged diameter region 215d of the bit shaft attaching / detaching tool so that it can move outward.
[0043]
Therefore, the bit shaft 22 can be attached or detached by moving the bit shaft attaching / detaching tool 215 against the second coil spring 216 or returning it to the original position.
[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 bit shaft holder 23 is a cylinder. Condition In intake port in one place on the peripheral wall 231d A screw holder case 231 provided with a screw member case 231, and a screw member slidable in the forward and backward direction with respect to the screw holder case and having a required tip at the head. The It consists of a screw holder 232 formed so that it can be adsorbed and a third coil spring 233 that urges the screw holder toward the tip side. And in FIG. 19 which demonstrates the said screw holder case in this case in detail, (a) is the side view seen from the partial cross section, (b) is the front view.
[0047]
In the figure, the screw holder case 231 is a cylindrical case body 231 in which one end portion is formed in a tapered shape. _-1 And a bush 231 fixed to the end opening of the case body by means such as press fitting. _-2 It consists of.
[0048]
The case body 231 _-1 A sleeve-like fitting portion 231a that can be fixed to the casing 212 by fitting in the cylindrical portion 212c of the casing 212 described in FIG. 13 inside the vicinity of the opening of the other (left side in the figure). And a hole 231b having a diameter corresponding to the flange portion of the ball bearing A in the housing 212 and the one end side (right side in the figure). The bushing fixing hole 231c located at the position is formed in a state in which the diameter is sequentially reduced.
[0049]
Further, an intake port 231d with a vent hole 231d 'penetrating the peripheral wall is provided at one place on the peripheral wall on the hole 231b side in the fitting portion region.
[0050]
Also, the bush 231 _-2 Is provided with a flange 231f at one end of the outer surface of the pipe 231e whose outer diameter is a guide hole 231e 'having an outer diameter that can be press-fitted into the fixed hole 231c and whose inner diameter is a predetermined diameter.
[0051]
Therefore, the bush 231 _-2 The case body 231 from the pipe 231e side _-1 The flange 231f is press-fitted into the fixing hole 231c of the case body 231. _-1 The screw holder case 231 shown in the figure can be configured by abutting against the end surface of the screw holder case 231.
[0052]
On the other hand, FIG. 20 is a partial cross-sectional view of the screw holder.
[0053]
In the figure, the screw holder 232 includes a pipe-shaped sliding portion 232a having an outer diameter corresponding to the guide hole 231e 'described in FIG. 19, and a pipe-shaped guide portion 232b having a diameter reduced from the sliding portion. It is integrally formed with the inner holes connected.
[0054]
A flange 232c is provided at the end of the sliding portion 232a, and a concave step surface 232d having a size corresponding to the screw head of the target screw member is provided at the end of the guide portion 232b. It is what has been.
[0055]
The outer diameter of the flange 232c substantially corresponds to the flange portion of the ball bearing A, and the inner hole of the screw holder 232 has the bit 22a of the bit shaft 22 described in FIG. 17 in the vicinity of the concave step surface 232d. In such a state that a sufficient margin can be obtained between the guide shaft and the guide shaft when it is moved forward and backward.
[0056]
The third coil spring 233 is set so that the winding diameter thereof substantially corresponds to the flange 232c and thus the flange portion of the ball bearing A, and the length corresponds to the entire length of the screw holder case 231. It is like that.
[0057]
Therefore, the screw holder 232 is inserted into the screw holder case 231 from the guide portion 232 b side, and the flange 232 c of the screw holder 232 is inserted into the bush 231 in the screw holder case 231. _-2 The bit shaft holder 23 can be configured as shown in FIG. 18 by inserting the third coil spring 233 after the contact.
[0058]
In the completed bit shaft holder 23 having such a configuration, the screw holder 232 itself is attached to the bush 231. _-2 Since the guide hole 231e 'can be moved (moved up and down) as a guide, for example, the upper end of the third coil spring 233 can be fixed to urge the screw holder downward.
[0059]
In FIG. 21 showing the assembly procedure as a screw tightener, first, the bit shaft 22 explained in FIG. 17 is inserted into the auxiliary rotating shaft 213 of the drive mechanism part 21 explained in FIG. 11 from the side of the step 22d as shown by the arrow (1). Then, the bit shaft 22 is attached and fixed to the drive mechanism portion 21. In this case, the bit shaft attachment / detachment tool 215 in the drive mechanism portion 21 is moved upward in the figure against the second coil spring 216. As described above, the protrusion of the wire 217 attached to the drive unit from the hole 213f of the auxiliary rotation shaft is eliminated.
[0060]
When the insertion of the auxiliary rotary shaft 213 is completed, the position of the wire 217 coincides with the concave groove 22e of the auxiliary rotary shaft so that the wire enters the concave groove. The coil spring 216 is lowered by the biasing force.
[0061]
In this state, since the wire 217 enters the concave groove 22e of the sub-rotating shaft 213, the sub-rotating shaft 213 can be reliably held and fixed.
[0062]
Next, the bit shaft holder 23 described with reference to FIG. 18 is provided with a spring receiver 234 having a washer shape whose diameter is substantially equal to the winding diameter of the coil spring 233 and whose upper surface convex portion diameter substantially corresponds to the inner ring diameter of the flanged bearing A. The required screw tightening machine 2 can be configured as shown in FIG. 10 by mounting and fixing to the drive mechanism portion 21 as indicated by the arrow (2).
[0063]
The bit shaft holder complete body 23 is attached to the housing 21 by, for example, holding the fitting portion 231a of the bit shaft holder with the lower end of the third coil spring 233 positioned on the flange 232c of the screw holder 232. This can be easily realized by fitting into the cylindrical portion 212c of the casing 212 and fixing both with a screw (not shown).
[0064]
The spring receiver 234 is inserted into the auxiliary rotating shaft 213 before the washer 218 is inserted in the drive mechanism assembly process described with reference to FIG. 16, for example, thereby facilitating mounting as the bit shaft holder 23. can do.
[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 intake port 231 connected to a vacuum device (not shown). d When the pressure inside the screw tightening machine is reduced by suction from the screw, the concave stepped surface 232d located at the leading end of the guide portion of the screw holder 232 is also reduced in pressure, so that the head of the screw member B is placed on the concave stepped surface 232d. The screw member B can be attracted to the concave step surface as shown in the in-circle diagram.
[0067]
At this time, the bit 22a at the tip of the shaft portion 22b of the bit shaft 2 is located behind the concave step surface 232d.
[0068]
Therefore, the XY stage is operated by a signal from a control unit (not shown) to move the screw tightening machine 2 to a predetermined female screw hole position, and then the screw tightening machine 2 is operated by the lifting mechanism 12. When lowered, the screw holder 232 rises against the above-described third coil spring 233 when the tip of the screw member B comes into contact with the predetermined female screw hole B ′. The bit 22a enters the cross hole of the screw member B, and the state shown in FIG.
[0069]
Therefore, by operating the motor with a speed reducer in the housing 212, the screw tightening of the screw member B with respect to the female screw B ′ can be realized as shown in FIG.
[0070]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional screw tightening device, since the screw holder 232 that sucks the screw member B is fixed to the fixed housing, the concave step surface 232d that sucks the head of the screw member B is fixed. On the other hand, the screw member B attracted to the concave stepped surface 232d is rotated by the bit 22a.
[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 surface 232d of the head surface of the screw member B, and the appearance value is lowered. In addition, since there is no means for guiding the tip end region of the bit shaft 22 on the bit side, there is a case where shaft runout may occur on the bit side, so that secure screw tightening may not be realized. was there.
[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 bit shaft 22 on the bit side, it is possible to suppress the bit shaft and hence the shaft shaft runout.
[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 screw tightening device 3 includes the XY stage 11 described in FIG. 9, an elevating mechanism portion 12, and a screw tightening device 6 fixed to the screw tightener mounting tool 121 of the elevating mechanism portion 12. Yes.
[0083]
Therefore, the screw tightening device 3 according to the present invention is obtained by replacing only the screw tightening machine 2 in the conventional screw tightening device 1 described with reference to FIG. This is the same as the fastening device 1.
[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 guide bush 631 according to the present invention.
[0085]
As shown in FIG. 11, the screw tightening machine 6 according to the present invention includes a drive mechanism 21 described with reference to FIG. 11, the bit shaft 22 detachably attached to the auxiliary rotating shaft 213 in the drive mechanism, and the bit shaft. It comprises a completed bit shaft holder 61 according to the present invention which is fixed to the drive mechanism 21 in a state of covering the periphery.
[0086]
In this case, as shown in FIG. 3 in which only the region is extracted, the completed bit shaft holder 61 is the same as in FIG. 18, and the screw holder case completed body 62, the screw holder completed body 63, and the third A coil spring 233.
[0087]
Among these, as shown in FIG. 4, the screw holder case complete body 62 includes a screw holder case 621 and a ball bearing A with a rubber seal attached to the screw holder case 621. _-1 And the ball bearing A _-1 A bush 622 fixedly attached to the inner ring, a C ring 623 fitted in the bush 622, and the ball bearing A _-1 Is composed of a plurality of (three in the figure) screws 624 that are fixed to the screw holder case 621.
[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 screw holder case 621 has a cylindrical shape formed in a flange-like protruding portion 621a that protrudes outward in the vicinity of one end, and on the inner side in the vicinity of the other (left side in the drawing). The fitting portion 231a described with reference to FIG. 19 is formed together with the subsequent hole 231b, and the end surface 621a ′ has a diameter expanded from the hole 231b inside the protruding portion on the one end side (right side in the drawing). To ball bearing A _-1 A concave step region 621b that is recessed by a depth corresponding to the thickness of the ball bearing A _-1 It is formed as a storage area.
[0090]
In addition, an intake port 231d similar to the screw holder case 231 shown in FIG. 18 is provided in the area of the fitting portion 231a, and at a plurality (three in the figure) in the vicinity of the concave stepped area on the end surface 621a ′. The female screw 621c is the ball bearing A. _-1 Is provided for a screw 624 for fixing the screw.
[0091]
Ball bearing A _-1 As shown in FIG. 6, the cylindrical bush 622 having an outer diameter that can be inserted into the inner ring has a flange 622b at one end of the outer peripheral portion 622a and a groove for mounting the C ring near the other end. 622c is provided.
[0092]
The distance “d” between the flange 622b and the groove 622c is the ball bearing A. _-1 The diameter of the inner hole 622d corresponds to the diameter of the sliding portion 232a of the screw holder 232 described with reference to FIG.
[0093]
Therefore, the bush 622 is connected to the ball bearing A. _-1 After inserting the C-ring 623 into the groove 622c, the bush 622 is inserted into the ball bearing A. _-1 Can be integrated.
[0094]
Therefore, the ball bearing A in a state where the bush 622 is integrated. _-1 Is inserted into the recessed step region 621b of the screw holder case 621, and then the screw 624 is screwed into each of the female screws 621c of the screw holder case 621. _-1 Can be fixed to the screw holder case 621, and the completed bit shaft holder 62 can be configured as shown in FIG.
[0095]
On the other hand, as shown in FIG. 7, the screw holder completed body 63 includes the screw holder 232 described with reference to FIG. 20 and a guide bush 631 attached to the screw holder 232.
[0096]
The guide bush 631 in this case shown in FIG. 8 is a ring shape made of a sintered alloy formed by, for example, phosphor bronze powder or the like by a normal sintering molding technique, and the diameter “d” of the outer peripheral portion 631a. ₁ "Is the inner diameter" d "of the sliding portion 232a in the screw holder 232 ₂ "And the diameter of the hole 631b" d _Three "Is the diameter" d "of the shaft portion 22b of the bit shaft 22 described in FIG. _Four "".
[0097]
The guide bush 631 is made of a sintered alloy and is porous and air permeable.
[0098]
Therefore, the guide bush 631 is inserted into the innermost hole of the sliding portion side inner hole of the screw holder 232, and both are fixed by means such as adhesion, whereby the screw holder complete body 63 is shown in FIG. Can be configured.
[0099]
Therefore, after the sliding portion 232a of the screw holder completed body 63 is inserted into the bush 622 of the bit shaft holder completed body 61 and the screw holder completed body 63 is mounted on the bit shaft holder completed body 61, the third coil is provided. By mounting the spring 233, the completed bit shaft holder 61 according to the present invention can be configured as shown in FIG.
[0100]
After that, the bit shaft holder completed body 61 is replaced with the conventional bit shaft holder 23, and the screw tightening machine 6 according to the present invention is configured as shown in FIG. 2 through the procedure described in FIG. In addition, the required screw tightening device 3 can be configured as shown in FIG. 1 by using the screw tightening machine 6.
[0101]
In the screw tightening device 3 including the screw tightening machine 6 having such a configuration, the screw holder completed body 63 itself is the ball bearing A. _-1 As a result, since it can freely rotate with respect to the screw holder case complete body 62, the generation of the scratch C described in FIG. 22D can be suppressed, and the tip region of the shaft portion 22b of the bit shaft 22 has air permeability. Since it is guided by the bush 631, there is an advantage that reliable and efficient screw tightening can be realized without deteriorating the adsorbability of the screw member and without causing shaft runout.
[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

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.

2. The screw fastening device according to claim 1, wherein the means for realizing the rotation is constituted by a ball bearing interposed between the screw holder completed body and the bit shaft holder completed body.

The screw holder completed body according to claim 1, comprising a guide bush with a hole for guiding a shaft portion located in the vicinity of the bit of the bit shaft, wherein the guide bush is formed of a metal material having air permeability. A screw fastening device characterized by that.

The screw bushing device according to claim 3, wherein the guide bush is made of a sintered alloy.