JP6798284B2 - ネジ供給装置及びネジ供給方法 - Google Patents

Description

本出願はネジ供給装置及びネジ供給方法に関する。

ネジ締め機にネジを供給するための部品として、カートリッジが用いられる場合がある。このようなカートリッジとしては、例えば、円盤状に形成されたものがある。この円盤状のカートリッジは、カートリッジの周方向に沿って環状に配列された複数のネジ充填孔を有する。複数のネジ充填孔には、ネジがそれぞれ充填され、この複数の充填孔に充填されたネジは、カートリッジごとにネジ締め機に供給される。

特開２００１−１２１４４０号公報

一般に市販されている座金付ネジには、座金がネジ部に噛み込んだ噛み込みネジが混在していて、カートリッジに噛み込みネジが充填される場合がある。噛み込みネジが充填されたカートリッジをネジ締め機に供給すると、ネジ締め機は噛み込みネジを吸着ノズルで真空吸着することができず、ネジの落下が発生する場合があった。この理由は、ネジ締め機の吸着ノズルが噛み込みネジを真空吸着しようとしても、噛み込みネジでは、吸着ノズルと座金との間に隙間が発生するためである。

一方、市販のネジ供給機により、カートリッジに座金付ネジを供給する際、正常な座金付ネジの形状を有する通過窓を通過するネジのみを搬送させることにより、噛み込みネジを除去することも可能である。しかしながら、通過窓に干渉して除去されて蓄積された噛み込みネジを、定期的にネジ供給機から除去するという手間がかかる。また、通過窓で止まった噛み込みネジは取り除かないと蓄積された噛み込みネジにより通常のネジが供給できなくなる。

１つの側面では、カートリッジに供給する座金付ネジから、座金の噛み込みを解消するネジ供給装置及びネジ供給方法を提供することを目的とする。

１つの形態によれば、搬送レール上を搬送される座金付ネジをカートリッジに充填するネジ供給装置であって、パイプ状に形成され、座金付ネジの座金の径より大きい外径と、座金付ネジの頭部の径より大きい内径を有する、吸着ノズルと、吸着ノズルの内部に、吸着ノズルの先端から、所望の座金の位置からネジの頭部までの距離と等しい距離をあけて設けられた押圧部材と、吸着ノズルを搬送レール上に載置された座金付ネジの頭部の位置に移動させると共に、吸着ノズルの先端部を下降させてネジの頭部に接近させる駆動部と、吸着ノズルの先端部を座金付ネジの頭部に接近させて座金付ネジの頭部を押圧した後に、座金付ネジを吸引する吸引部と、を備える、ネジ供給装置が提供される。

他の形態によれば、ネジ供給機から座金付ネジを搬送する搬送レールと、座金付ネジを吸着するパイプ状の吸着ノズルと、吸着ノズルの内部に設けられた押圧部材と、を備えるネジ供給装置により、座金付ネジをカートリッジに供給するネジ供給方法であって、座金付ネジを搬送レールにより吸着ノズルの下方まで搬送することと、搬送レール上に載置された座金付ネジの頭部の位置に、吸着ノズルを移動させると共に、吸着ノズルの先端部を下降させて座金付ネジの頭部に接近させることと、吸着ノズルの先端部を座金付ネジの頭部に接近させて座金付ネジの頭部を押圧して、座金付ネジの姿勢を矯正することと、座金付ネジの頭部を押圧した後に、座金付ネジを吸引することと、吸着ノズルを上昇させてカートリッジに座金付ネジを充填することと、を含む、ネジ供給方法が提供される。

開示のネジ供給装置及びネジ供給方法によれば、カートリッジに供給する座金付ネジから、座金の噛み込みが解消される。

（ａ）は開示のネジ供給装置の縦断面図、（ｂ）は正常な座金付ネジの側面図、（ｃ）は噛み込みが発生した座金付ネジの側面図である。 開示のネジ供給装置が備える、吸着ノズル、カートリッジ、及びネジ供給機の斜視図である。 （ａ）は、吸着ノズルが搬送レール上にある噛み込みネジを吸着する前の状態を示す図、（ｂ）は吸着ノズルが下降してネジが矯正され、吸着ノズルにより座金付ネジが吸着された状態を示す図、（ｃ）は吸着ノズルが上昇して、座金付ネジがカートリッジに充填された状態を示す図である。 （ａ）は、吸着ノズルが搬送レール上にある噛み込みネジを矯正する直前の状態を示す図であり、吸着ノズルと噛み込みネジとの関係を示す図、（ｂ）は吸着ノズルの押圧部材によりネジが矯正された状態を示す図である、座金付ネジと吸着ノズルとの関係を示す図である。 ネジ締め機にカートリッジからネジが供給される様子を示す縦断面図である。 （ａ）は、吸着ノズルの押圧部材の別例を示すであり、吸着ノズルが搬送レール上にある噛み込みネジを吸着する前の状態を示す図、（ｂ）は、吸着ノズルが下降して吸着ノズルの押圧部材により噛み込みネジが矯正された状態を示す図である。

以下、添付図面を用いて本出願の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。また、以下の実施の形態において同一又は類似の要素には共通の参照符号を付けて示し、理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。

図１（ａ）及び図２に示されるように、開示のネジ供給装置１０は、ネジ供給機１２と、吸着ノズル１６と、押圧部材１７と、第一駆動部１４と、真空エジェクタ１８と、第二駆動部２０と、制御部２２と、第一駆動部１４で駆動されるテーブル６０とを備える。ネジ供給装置１０は、ネジ供給器１２から供給される座金付ネジ３０を、テーブル６０に置かれたカートリッジ３４に充填する。

ネジ供給機１２は、ネジ貯蔵部２４と、ネジ整列部２６と、振動フィーダ２８とを有する。ネジ貯蔵部２４には、座金付ネジ３０が複数、貯蔵される。振動フィーダ２８は、振動を発生するように作動する。ネジ供給機１２では、振動フィーダ２８が作動すると、ネジ貯蔵部２４からネジ整列部２６に複数の座金付ネジ３０が搬送されると共に、複数の座金付ネジ３０がネジ整列部２６（搬送レールの一例）に一列に整列される。

本実施形態のネジ供給装置１０が供給する座金付ネジ３０は、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示されるように、ネジ本体３１、バネ座金３２ａ、及び、平座金３２ｂを備える。通常、座金付ネジ３０は、図１（ｂ）に示されるように、バネ座金３２ａがネジ本体３１の頭部に接する位置にある。しかしながら、市販されている座金付ネジ３０の一部には、図１（ｃ）に示されるように、バネ座金３２ａ又は平座金３２ｂがネジ本体３１のネジ部に乗り上げて、一時的に食いつく、すなわち、噛み込んだ状態で動かなくなるものがある。本明細書では、バネ座金３２ａ又は平座金３２ｂが噛み込んだ状態の座金付ネジ３０を噛み込みネジ３０ｂと呼ぶ場合がある。

図２に示されるように、ネジ整列部２６には、鉛直方向上側に開口し、水平方向に伸びる溝３３が形成されている。ネジ整列部２６では、各座金付ネジ３０の軸部が溝３３に挿入されることにより、各座金付ネジ３０が頭部を上にして整列される。ネジ整列部２６における先頭の座金付ネジ３０は、この座金付ネジ３０の軸部が溝３３の一端に当接することによりネジ整列部２６の一端に位置決めされる。ネジ整列部２６の先頭の座金付ネジ３０は、後述する吸着ノズル１６によりカートリッジ３４に供給される。

カートリッジ３４は、円盤状に形成されていて、鉛直方向を軸方向として配置される。図１（ａ）に示されるように、カートリッジ３４は、後述する第一駆動部１４のテーブル６０に固定され、このテーブル６０と共に鉛直軸線周りに回転する。このカートリッジ３４は、テーブル６０に着脱可能に固定されており、テーブル６０から取り外されて、後述するネジ締め機８０に適用される（図５参照）。

カートリッジ３４は、このカートリッジ３４の周方向に配列された複数のネジ充填孔３６を有する。複数のネジ充填孔３６は、それぞれ断面円形状に形成されていて、カートリッジ３４の軸方向に沿って貫通している。

カートリッジ３４がテーブル６０に固定された状態において、カートリッジ３４は、ネジ整列部２６の上方に配置される。また、カートリッジ３４の中心軸線からネジ整列部２６における先頭の座金付ネジ３０の中心軸線までの距離が、カートリッジ３４の中心軸線からネジ充填孔３６の中心軸線までの距離と等しくなるように、各部の長さが設定されている。

図１（ａ）に示されるように、カートリッジ３４は、本体部３８と、座金付ネジ３０を把持するための把持シート４０とを備えている。把持シート４０は、例えばプラスチック製であり、概略円環状に形成されている。把持シート４０は、図示しないが固定リング及び複数のボルトにより本体部３８に固定される。把持シート４０には、複数のネジ充填孔３６のそれぞれに対応してネジ把持部５０が形成されている。各ネジ把持部５０は把持片５２と把持片５４とを有する。

図１（ａ）に示されるようにネジ充填孔３６に充填された座金付ネジ３０の軸部は、カートリッジ３４の内側に位置する把持片５２及び外側に位置する把持片５４によってそれぞれ挟持される。すなわち、座金付ネジ３０は、ネジ把持部５０に把持された状態でネジ充填孔３６に充填される。

図１（ａ）に示される第一駆動部１４は、テーブル６０と、モータ６２とを有する。テーブル６０は、円盤状に形成されており、鉛直方向を軸方向として配置されている。テーブル６０は、カートリッジ３４を着脱可能に保持する機構を有する。このテーブル６０には、カートリッジ３４の各ネジ充填孔３６と同軸上に貫通孔６４が形成されている。

テーブル６０は、モータ６２の作動に伴い鉛直軸線周りに回転する。第一駆動部１４によってカートリッジ３４が所定角度ずつ回転することにより、複数のネジ充填孔３６が吸着ノズル１６と同軸上の位置、すなわち、ネジ充填位置に順次配置される。

吸着ノズル１６は、図１（ａ）及び図２に示されるように、パイプ状に形成されており、鉛直方向を軸方向として配置される。吸着ノズル１６は、ネジ整列部２６における先頭のネジ３０とカートリッジ３４を挟んだ反対側、すなわち、カートリッジ３４の上方に配置される。また吸着ノズル１６は、ネジ整列部２６における先頭のネジ３０と同軸上に配置される。

また、図４（ｂ）に示されるように、吸着ノズル１６は、座金付ネジ３０の平座金３２ｂの径Ｄ２より大きい外径Ｄ１を有する。そして、吸着ノズル１６は、座金付ネジ３０の頭部の径Ｄ４より大きい内径Ｄ３を有する。このように吸着ノズル１６の外径Ｄ１及び内径Ｄ２を設定することで、図４（ｂ）に示すように、吸着ノズル１６の先端部を平座金３２ｂにより蓋をすることができ、後述する真空エジェクタ１８（吸引部の一例）により座金付ネジ３０を吸着できる。

また、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されるように、吸着ノズル１６の内部に、座金付ネジ３０の頭部を押圧するための押圧部材１７が設けられている。押圧部材１７は、吸着ノズル１６の先端から、所望の平座金３２ｂの位置からネジ本体３１の頭部の頂部までの距離Ｈ１と等しい距離をあけて設けられている。押圧部材１７は、吸着ノズル１６に内部に設けられるよう円盤形状に形成されていて、吸着ノズル１６の内部に形成されたストッパ１９により所定の距離で固定されている。また、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されるように、真空エジェクタ１８により空気が吸引できるよう、貫通孔２１が少なくとも一つ形成されている。

吸着ノズル１６は、後述する第二駆動部２０により下降、すなわち、図３の矢印Ａ方向に移動する。吸着ノズル１６の内部に押圧部材１７を設けることで、ネジ整列部２６上の噛み込みネジ３０ｂの頭部を押圧し、噛み込みネジ３０ｂの噛み込みを矯正することができる。

吸着ノズル１６を駆動させる第二駆動部２０には、可動部６６と及び案内部６８を有するスライダ機構７０が設けられており、このスライダ機構７０の可動部６６には、吸着ノズル１６が固定されている。吸着ノズル１６は、スライダ機構７０の可動部６６と共に鉛直方向に移動する。

真空エジェクタ１８は、圧縮エア供給源７２と吸着ノズル１６の間に接続されている。圧縮エア供給源７２から真空エジェクタ１８に圧縮エアが供給されることで、真空エジェクタ１８が駆動して、吸着ノズル１６の先端部、すなわち、吸入口から空気が吸引される。

第二駆動部２０は、方向制御弁７４と、エアシリンダ７６とを有する。方向制御弁７４は、圧縮エア供給源７２とエアシリンダ７６の間に接続されている。エアシリンダ７６の可動部は、吸着ノズル１６に接続されている。

第二駆動部２０は、吸着ノズル１６を往復移動させる。すなわち、方向制御弁７４を介して圧縮エア供給源７２からエアシリンダ７６に圧縮エアが供給されると、吸着ノズル１６が鉛直方向に移動する。また、方向制御弁７４の切替に伴い、エアシリンダ７６の作動方向が切り替えられ、吸着ノズル１６の移動方向が変更される。

制御部２２は、例えば演算装置及び記憶装置等を有する電子回路を備えており、振動フィーダ２８、第一駆動部１４のモータ６２、真空エジェクタ１８、及び、第二駆動部２０の方向制御弁７４を制御する。

次に、ネジ供給装置１０を用いたカートリッジ３４への座金付ネジ３０の供給方法について説明する。

まず、ネジ供給機１２の振動フィーダ２８が作動し、ネジ貯蔵部２４からネジ整列部２６に複数の座金付ネジ３０が搬送されるとともに、この複数の座金付ネジ３０がネジ整列部２６に一列に整列される。ネジ整列部２６における先頭の座金付ネジ３０は、この座金付ネジ３０の軸部が溝３２の一端に当接することによりネジ整列部２６の一端に位置決めされる。そして、図３（ａ）に示すように、この先頭の座金付ネジ３０は、複数のネジ充填孔３６のうちネジ充填位置にあるネジ充填孔３６と同軸上に配置される。なお、図３（ａ）では、先頭の座金付ネジ３０が噛み込みネジ３０ｂである場合が示されている。

続いて、図３（ｂ）に示されるように、第二駆動部２０のエアシリンダ７６が作動し、吸着ノズル１６が往路方向に移動、すなわち、図３（ａ）の矢印Ａ方向に下降する。吸着ノズル１６は、降下する際、ネジ充填孔３６を貫通する。吸着ノズル１６がネジ充填孔３６を貫通して降下するときには、図３（ｂ）に示されるように、ネジ把持部５０を形成する複数の把持片５２、５４に吸着ノズルが摺接し、複数の把持片５２、５４が吸着ノズル１６の先端部側へ向けて弾性変形する。吸着ノズル１６の先端部が、ネジ整列部２６に置ける先頭の座金付ネジ３０に到達すると、エアシリンダ７６が停止し、吸着ノズル１６が降下した位置に保持される。

このとき、吸着ノズルの先端部にある押圧部材１７が、噛み込みネジ３０ｂの頭部を押圧して、噛み込みが矯正され、噛み込みネジ３０ｂは正常な座金付ネジ３０となる。そして、真空エジェクタ１８が動作し、吸着ノズル１６の先端部から空気が吸引され、ネジ整列部２６における先頭の座金付ネジ３０が吸着ノズル１６に吸着される。

続いて、図３（ｃ）に示されるように、方向制御弁７４によってエアシリンダ７６の作動方向が切り替えられ、このエアシリンダ７６が逆方向に作動し、吸着ノズル１６復路方向に移動、すなわち、図３（ｃ）の矢印Ｂ方向に上昇する。

吸着ノズル１６が上昇する際にネジ把持部５０を通過すると、ネジ把持部５０を形成する把持片５２、５４が元の形状に戻り、吸着ノズル１６に吸着された座金付ネジ３０の軸部が、ネジ把持部５０によって把持されてネジ充填孔３６内に留まる。その後、真空エジェクタ１８が停止し、吸着ノズル１６の先端部からの空気の吸引が停止される。吸着ノズル１６は更に上昇し、図３（ａ）に示されるよう、カートリッジ３４の上方まで上昇する。

吸着ノズル１６がカートリッジ３４の上方まで上昇すると、第一駆動部１４のモータ６２が作動して、テーブル６０と共にカートリッジ３４が図２１の矢印Ｃ方向に回転する。そして、複数のネジ充填孔３６のうち次のネジ充填孔３６に座金付ネジ３０が順に供給され、複数のネジ充填孔３６の各々に座金付ネジ３０が充填される。

なお、カートリッジ３４は、テーブル６０から取り外され、図５に示されるネジ締め機８０に装着される。カートリッジ３４に充填された座金付ネジ３０は、ネジ締め機の電動ドライバ８２に供給される。電動ドライバ８２は、モータ８４と、ドライバ８６と、ケース８８とを有する。ドライバ８６は、円筒状のケース８８に収容されると共に、モータ８４の出力軸に固定されている。

そして、この電動ドライバ８２では、吸引装置９０によりケース８８の内側の空気が吸引されることにより、ドライバ８６の先端に座金付ネジ３０が吸着される。また、電動ドライバ８２は、例えばロボットハンド等の搬送機９２によりネジ３０の締結先に搬送され、このネジ３０の締結先においてモータ８４が作動することにより、ドライバ８６が回転し座金付ネジ３０が締結先のネジ穴に螺入される。

なお、図１（ａ）〜図４に示す吸着ノズル１６に取付けられた押圧部材１７は、円盤形状の部材に、吸引用の貫通孔２１を形成したものであるが、座金付ネジの頭部を押圧することが可能であれば別の形状であってもよい。例えば、図６（ａ）及び図（ｂ）に示されるように、押圧部材１７ｂは、吸着口とは反対側の吸着ノズル１６の端部（後端部）から延びる、長軸の棒状部材であってもよい。この場合は図６（ａ）に示されるように、押圧部材１７ｂが噛み込みネジ３０ｂの上方に位置される。続いて、図６（ｂ）に示されるように吸着ノズル１６が降下することによって、棒状に形成された押圧部材１７ｂの先端が、噛み込みネジ３０ｂを押圧して、噛み込みネジ３０ｂの噛み込みが矯正される。また、押圧部材１７は、吸着ノズル１６の先端から距離Ｈ１の位置の内壁に突出させたピン状のものでもよい。

以上、本出願を特にその好ましい実施の形態を参照して詳細に説明した。本出願の容易な理解のために、本出願の具体的な形態を以下に付記する。

（付記１）ネジ供給機から供給され搬送レール上を搬送される座金付ネジをカートリッジに充填するネジ供給装置であって、
パイプ状に形成され、前記座金付ネジの座金の径より大きい外径と、前記座金付ネジの頭部の径より大きい内径を有する、吸着ノズルと、
前記吸着ノズルの内部に、前記吸着ノズルの先端から、所望の座金の位置から前記座金付ネジの頭部までの距離と等しい距離をあけて設けられた押圧部材と、
前記吸着ノズルを前記搬送レール上に載置された前記座金付ネジの頭部の位置に移動させると共に、前記吸着ノズルの先端部を下降させて前記座金付ネジの頭部に接近させる駆動部と、
前記吸着ノズルの先端部を前記座金付ネジの頭部に接近させて前記座金付ネジの頭部を押圧した後に、前記座金付ネジを吸引する吸引部と、
を備える、ネジ供給装置。
（付記２）
前記押圧部材は円盤状に形成され、少なくとも一つの貫通孔が形成されている、付記１に記載のネジ供給装置。
（付記３）
前記押圧部材は、前記吸着ノズルの後端部から、前記吸着ノズル内を延びる棒状部材である、付記１に記載のネジ供給装置。
（付記４）
前記押圧部材は、前記吸着ノズルの先端部から、前記距離の位置で前記吸着ノズルの内壁から突出する少なくとも１本のピンである、付記１に記載のネジ供給装置。
（付記５）
ネジ供給機から座金付ネジを搬送する搬送レールと、前記座金付ネジを吸着するパイプ状の吸着ノズルと、前記吸着ノズルの内部に設けられた押圧部材と、を備えるネジ供給装置により、前記座金付ネジをカートリッジに供給するネジ供給方法であって、
前記座金付ネジを前記搬送レールにより前記吸着ノズルの下方まで搬送することと、
前記搬送レール上に載置された前記座金付ネジの頭部の位置に、前記吸着ノズルを移動させると共に、前記吸着ノズルの先端部を下降させて前記座金付ネジの頭部に接近させることと、
前記吸着ノズルの先端部を前記座金付ネジの頭部に接近させて前記座金付ネジの頭部を押圧して、前記座金付ネジの姿勢を矯正することと、
前記座金付ネジの頭部を押圧した後に、前記座金付ネジを吸引することと、
前記吸着ノズルを上昇させて前記カートリッジに前記座金付ネジを充填することと、
を含む、ネジ供給方法。

１０ ネジ供給装置
１２ ネジ供給機
１４ 第一駆動部
１６ 吸着ノズル
１７、１７ａ 押圧部材
１８ 真空エジェクタ（吸着部）
２０ 第二駆動部（駆動部）
２２ 制御部
２６ ネジ整列部（搬送レール）
３０ 座金付ネジ
３１ ネジ本体
３２ａ バネ座金
３２ｂ 平座金
３４ カートリッジ
３６ ネジ充填孔
５０ ネジ把持部
５２、５４ 把持片

Claims (3)

1. ネジ供給機から供給され搬送レール上を搬送される座金付ネジをカートリッジに装着するネジ供給装置であって、
   パイプ状に形成され、前記座金付ネジの座金の径より大きい外径と、前記座金付ネジの頭部の径より大きい内径を有する、吸着ノズルと、
   前記吸着ノズルの内部に、前記吸着ノズルの先端から、前記座金付ネジの座金の位置から前記座金付ネジの頭部までの距離と等しい距離をあけて設けられた押圧部材と、
   前記吸着ノズルを前記搬送レール上に載置された前記座金付ネジの頭部の位置に移動させると共に、前記吸着ノズルの先端部を下降させて前記座金付ネジの頭部に接近させる駆動部と、
   前記吸着ノズルの先端部を前記座金付ネジの頭部に接近させて前記座金付ネジの頭部を押圧した後に、前記座金付ネジを吸引する吸引部と、
   を備える、ネジ供給装置。
2. 前記押圧部材は円盤状に形成され、少なくとも一つの貫通孔が形成されている、請求項１に記載のネジ供給装置。
3. ネジ供給機から座金付ネジを搬送する搬送レールと、前記座金付ネジを吸着するパイプ状の吸着ノズルと、前記吸着ノズルの内部に設けられた押圧部材と、を備えるネジ供給装置により、前記座金付ネジをカートリッジに供給するネジ供給方法であって、
   前記座金付ネジを前記搬送レールにより前記吸着ノズルの下方まで搬送することと、
   前記搬送レール上に載置された前記座金付ネジの頭部の位置に、前記吸着ノズルを移動させると共に、前記吸着ノズルの先端部を下降させて前記座金付ネジの頭部に接近させることと、
   前記吸着ノズルの先端部を前記座金付ネジの頭部に接近させて前記座金付ネジの頭部を押圧して、前記座金付ネジの姿勢を矯正することと、
   前記座金付ネジの頭部を押圧した後に、前記座金付ネジを吸引することと、
   前記吸着ノズルを上昇させて前記カートリッジに前記座金付ネジを充填することと、
   を含む、ネジ供給方法。

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