JP6389999B2 - ビス締め機及びビス締め方法 - Google Patents

Description

本開示は、異なる径を持つ複数のビスに対して有効なビス締め機用の吸着パイプに関する。

特許文献１には、ねじ頭にねじを回すためのリセスのないねじであっても高速かつ十分な締め付けトルクで締め付けることができるねじ回しが開示されている。

特開２００８−２７２８９４号公報

本開示は、異なる径を持つ複数のビスに対して有効なビス締め機及びビス締め方法を提供することを目的とする。

上記課題に鑑みて、本開示は、頭部径の異なる複数種の対象ビスを締め付け可能なビス締め機であって、筒状に形成されたビット挿通部と、ビット挿通部の内側に配置され、軸回りに回転可能で、対象ビスと係合可能なビットと、ビットを軸方向に駆動可能なビット駆動部と、対象ビスを吸着する吸着機構と、筒状に形成され、ビット挿通部に保持される吸着パイプと、を備え、吸着パイプは、ビットを挿通させるのに十分で、かつ、複数種の対象ビスの内、最小の対象ビスの頭部径より小さい径の孔部を有する、ビス締め機を提供する。

本開示によれば、異なる径を持つ複数のビスに対して有効なビス締め機を提供することができる。

従来のビス締め機及び吸着パイプの概略図 本開示のビス締め機用吸着パイプの斜視図 本開示のビス締め機及び吸着パイプの概略図 本開示のビス締め機用吸着パイプの使用例を示す図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

〔１．実施の形態〕
以下、図を用いて従来のビス締め機及び実施の形態に係るビス締め機について説明する。なお、以下では、ビス締め機の一例として自動ビス締め機を挙げて説明する。

〔１−１．従来の自動ビス締め機の概要〕
以下、図１（ａ）を用いて、従来の自動ビス締め機及び吸着パイプについて説明する。

従来の自動ビス締め機１は、吸着機構１１、ビット駆動部１２、ビット１３及びビット挿通部１４を有する。自動ビス締め機１には、吸着パイプ１５が装着され、ビス１６を吸着することでビス１６を保持する。

吸着機構１１は、気流を制御して圧力差を発生させる機構である。吸着機構１１には、図示しない機体流路やポンプなどが含まれる。吸着機構１１は、自動ビス締め機１内に、ビス１６を保持する側から内部に向けて気流を発生させ、ビス１６の上下に圧力差を生じさせる。

ビット駆動部１２は、ビット１３を上下方向に駆動する機構である。ビット駆動部１２は、モータやギア等を含む駆動機構で実現できる。なお、ビット駆動部１２を実現する方法として、バネ等の弾性部材を用いる方法や、マグネット等の磁力を用いる方法も挙げられる。

ビット１３は、軸回りに回転することでビスを締め付けて固定したり緩めて外したりする工具である。ビット１３の先端には、ビス１６の頭部に形成された溝に係合可能な十字、一文字、六角形状等の突出部が形成されている。ビット１３は、使用するビスによって最適な形状が選ばれるべきであるが、ここでは詳細な説明は省略する。

ビット挿通部１４は、中空の円筒状に形成された部材である。ビット挿通部１４は、自動ビス締め機１に保持されており、その内側をビット１３が挿通可能に構成されている。

吸着パイプ１５は、自動ビス締め機１に保持されたビット挿通部１４に装着可能な中空略円筒形状の部材である。吸着パイプ１５は自動ビス締め機に装着されると、その内径側でビス１６を吸着保持する。吸着パイプ１５の詳細について以下で説明する。

図１（ｂ）は、吸着パイプ１５及びビス１６の拡大図である。前述したように、吸着パイプ１５は、吸着機構１１により吸い上げられたビス１６を、その内径側で保持する。このとき、ビス１６と吸着パイプ１５との間には、所定の間隔ｄが設けられることが望ましい。所定の間隔ｄが大きすぎると、吸着機構１１による吸着気流の多くがビス１６の脇から逃げてしまい、吸着効率が低下することや、ビス１６をセンタリングできないなどの課題が発生する。一方、所定の間隔ｄが小さすぎると、ビット１３の回転によりビス１６を締め付ける際に、ビス１６と吸着パイプ１５との間で摩擦が発生してしまい、所望の締め付けトルクでビス１６を締め付けることができないなどの課題が発生する。

即ち、ビス１６と吸着パイプ１５との間には、所定の間隔ｄが設けられていることが望ましい。しかし、一つの自動ビス締め機１が扱うビスの種類は多岐に及ぶ。そのため、ビス１６の径に応じて、吸着パイプ１５を都度交換してビス締めを行わなければならないという課題が従来あった。

上記のような課題に鑑みて、以下に、本開示の自動ビス締め機及び吸着パイプについて説明する。

〔１−２．実施の形態に係る吸着パイプの構成〕
図２に、本実施の形態に係る吸着パイプ２０の斜視図を示す。吸着パイプ２０は、中空の略円筒形状で形成される。吸着パイプ２０は、上面に第１の開口部２１を、下面に第２の開口部２２を有する。第１の開口部２１は、第２の開口部２２に比べて径が大きく形成されている。

以下に、自動ビス締め機１に、本実施の形態に係る吸着パイプ２０を装着して使用する場合の動作について説明する。

〔１−３．実施の形態に係る自動ビス締め機及び吸着パイプの動作〕
図３（ａ）は、本実施の形態に係る吸着パイプ２０を自動ビス締め機１に装着したときの概略構成図を示す。自動ビス締め機１が有する吸着機構１１、ビット駆動部１２、ビット１３及びビット挿通部１４については、従来の自動ビス締め機と同様であるとして説明を省略する。

吸着パイプ２０は、第１の開口部２１側がビット挿通部１４に挿入されて保持される。なお、吸着パイプ２０は、弾性（ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ）或いは可撓性（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）を有する材料で形成されることが好ましい。これは、ビット挿通部１４に保持される際の保持強度を高めるためである。更に具体的には、吸着パイプ２０はゴムで形成されることが好ましい。これは、後述するビス締めの際にビスに傷がつくことを抑制するためである。

ビット１３は、吸着パイプ２０の第２の開口部２２を通過して、ビス１６の溝に係合する。従って、吸着パイプ２０の第２の開口部２２は、ビット１３を挿通させるのに十分な大きさの開口である必要がある。

ビス１６は、吸着パイプの底面と接触して吸着保持される。吸着保持の際は、従来の自動ビス締め機同様に、吸着機構１１が発生させる気流による圧力差が用いられる。従って、図３（ｂ）に示すように、吸着パイプ２０の第２の開口部２２は、ビス１６の頭部径より小さい必要がある。

ここで、自動ビス締め機１は、複数種の対象ビスを締め付け可能である必要がある。以下、図４を用いて、本実施の形態に係る吸着パイプ２０と、複数種の対象ビスとの関係を説明する。

図４（ａ）は、対象ビスとして最大の頭部径を有するビス１５１を吸着した際の吸着パイプ２０とビス１５１との関係を示す図である。図４（ｂ）は、対象ビスとして最小の頭部径を有するビス１５２を吸着した際の吸着パイプ２０とビス１５２との関係を示す図である。

まず、対象ビスとして最大の頭部径を有するビス１５１が吸着パイプ２０に吸着された場合について説明する。

ビス１５１は、頭部径がＲ１で形成されている。ここで、第２の開口部２２の径Ｒは、ビス１５１の頭部径Ｒ１より小さく形成されている。これにより、ビス１５１を確実に吸着することが可能となる。更には、吸着パイプの直径Ｒ´は、ビス１５１の頭部径Ｒ１より大きく形成されていることが好ましい。ビス１５１の頭部径Ｒ１が、吸着パイプ２０の直径より大きくなると、十分にビス１５１を吸着保持できない可能性があるためである。

次に、対象ビスとして最小の頭部径を有するビス１５２が吸着パイプ２０に吸着された場合について説明する。

ビス１５２は、頭部径がＲ２で形成されている。ここで、第２の開口部２２の径Ｒは、ビス１５２の頭部径Ｒ２より小さく形成されている。これにより、ビス１５２を確実に吸着することが可能となる。更には、第２の開口部２２の径Ｒは、ビス１５２の頭部径Ｒ２に比べ、所定量ｒ以上小さく形成されていることが好ましい。第２の開口部の径Ｒが、ビス１５２の頭部径Ｒ２に対して略同径であると、ビス１５２を締め付ける際にビス１５２の頭部の一端が第２の開口部２２に入り込んでしまう可能性があるためである。

以上説明したように、本実施の形態に係る吸着パイプ２０の第２の開口部２２は、複数種の対象ビスに対して好適な径Ｒを有する。

図３（ａ）に戻り、自動ビス締め機１がビス１６を締め付ける際の動作について説明する。

自動ビス締め機１は、図示しないビス供給機から、ビス１６を吸着保持する。その後、ビス締めの対象位置まで移動した後、ビット駆動部１２が、ビット１３を回転軸方向に駆動し、ビット１３とビス１６を係合させる。ビット１３とビス１６が係合すると、ビット駆動部１２は、ビット１３を軸回りに回転させる。これにより、ビス１６が回転し、ビス締め対象位置においてビス１６を締め付けることが可能となる。

ビス締め付け動作の際には、ビス１６は吸着パイプ２０の底面と接触しながら回転することとなる。従って、吸着パイプ２０が硬い材質等で形成されていると、ビス１６に傷がついてしまう可能性がある。そこで、本実施の形態に係る吸着パイプ２０は、上述したようにゴムで形成されている。

〔１−４．効果等〕
本開示は、中空の円筒状に形成され、ビット挿通部１４に保持される吸着パイプ２０を開示する。吸着パイプ２０は、一端に第１の開口部２１が形成され、他端に第１の開口部２１より小さい径の第２の開口部２２が形成される。第２の開口部２２の径は、ビット１３を挿通させるのに十分で、かつ、複数種の対象ビスの内、最小の対象ビスの頭部径より小さい径で形成されている。

このように吸着パイプ２０を形成することで、自動ビス締め機１が対象とする複数種のビスに対して、一つの吸着パイプ２０を用いてビス締めを行うことができる。即ち、対象ビスごとに固有の吸着パイプを用いる必要がなくなるので、吸着パイプを交換する工程を省略可能であり、作業効率が向上する。

また、本開示は、弾性部材で形成された吸着パイプ２０を提供する。このように構成することで、ビス締めの際にビス１６と吸着パイプ２０が摩耗してビス１６に傷がついてしまうことを抑制することができる。弾性部材としては、ウレタンゴムやシリコンゴムなどを用いることができる。

また、本開示は、吸着パイプ２０を介して、ビット１３を用いてビス締めを行う自動ビス締め機１を提供する。このように構成することで、所望の締め付けトルクで確実にビス締めを行うことができる。

〔２．他の実施形態〕
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

実施の形態では、ビス締めを自動で行う自動ビス締め機を用いるものとしたが、本開示はこれに限定されるものではない。ビスを吸着保持した後、手動でビス締めを行うビス締め機に対しても本開示は適用可能である。

実施の形態では、吸着パイプは円筒形状であるとしたが、本開示はこれに限定されるものではない。吸着パイプは、底面が多角形状の筒で構成されても構わない。その際、吸着パイプはビット挿通部に保持されるので、ビット挿通部と同形状であることが好ましい。

実施の形態では、吸着パイプは円形状の第２の開口部を有するものとしたが、本開示はこれに限定されるものではない。多角形状の開口部であっても構わない。

実施の形態では、ビットに形成された突出部がビスに形成された溝と係合するものとしたが、本開示はこれに限定されるものではない。ビットに溝が形成され、ビスに突出部が形成されていても構わない。

本開示は、ビスを締め付けるビス締め機に適用可能である。

１ 自動ビス締め機
１１ 吸着機構
１２ ビット駆動部
１３ ビット
１４ ビット挿通部
１５、２０ 吸着パイプ
１６、１５１、１５２ ビス
２１ 第１の開口部
２２ 第２の開口部

Claims (3)

1. 頭部径の異なる複数種の対象ビスを締め付け可能なビス締め機であって、
   筒状に形成されたビット挿通部と、
   前記ビット挿通部の内側に配置され、軸回りに回転可能で、前記対象ビスと係合可能なビットと、
   前記ビットを軸方向に駆動可能なビット駆動部と、
   前記対象ビスを吸着する吸着機構と、
   筒状に形成され、前記ビット挿通部に保持される吸着パイプと、
   を備え、
   前記吸着パイプは、
   弾性部材で形成され、前記ビットを挿通させるのに十分で、かつ、前記複数種の対象ビスの内、最小の対象ビスの頭部径より小さい径の孔部を有する、
   ビス締め機。
2. 前記吸着パイプは、前記ビット挿通部と略同形状の筒状に形成されている、
   請求項１に記載のビス締め機。
3. ビットと、吸着機構と、筒状に形成されたビット挿通部と、ビット駆動部と、中空の筒状形状であって一端に前記ビットを挿通させるのに十分でかつ複数種の対象ビスの内、最小の対象ビスの頭部径より小さい径の孔部を有し弾性部材で形成され前記ビット挿通部に保持される吸着パイプと、を備えたビス締め機を用いるビス締め方法であって、
   前記吸着機構を動作させて前記吸着パイプの前記孔部側を前記ビスの頭部と接触させた状態で前記ビスを吸着させ、
   前記ビット駆動部を動作させて前記ビットを軸方向に駆動させることで前記ビットを前記吸着パイプの前記孔部を通して前記ビスの頭部の溝に係合させ、
   前記ビスを前記吸着パイプと接触させながら前記ビットを軸回りに回転させる、
   ビス締め方法。

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