JPH01177933A - 自動ネジ締め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、ネジやビス或いはボルト等をネジ孔にねじ
こみ締め付けることができる自動ネジ締め装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

従来より、モータの回転力を利用してネジやビス或いは
ボルト等をネジ孔が形成されたネジ着は部材側にねじこ
み締付けることのできるネジ締め装置が開発されている
。このネジ締め装置は、例えば操作者が手でネジを固定
・保持しながらそのネジ等部の十字孔等にビット先端を
嵌合させ、モータの回転駆動力によってビットを回転さ
せながらそのネジの締め着けを行っている。

また、このようなネジ締め機の中には、これら一連のネ
ジの締め着は動作を全て自動で行うことのできるタイプ
のもの（以下自動ネジ締め装置とよぶ）も開発されてい
る。即ち、これは、例えば第７図に示すように、先ずエ
アーの圧力等を用いたスライド手段１００によってモー
タ１０１やビット１０２を納めた本体１０３側をホルダ
１０４と共に一定速度でスライドさせ、次にホルダ１０
４先端面をネジ着は部材側のネジ孔（凹路）に当接接触
させ、本体１０３側のビット１０２をホルダ１０４側に
対してスライドさせ、空気の吸引力等によってそのホル
ダ１０４内に保持されているネジ１０５の頭部十字孔に
ビット１０２先端側を嵌合させ、そのビット１０２と共
にネジ１０５を回転させながらネジ孔にそのネジ１０５
をねじこんで取付けるようになっている。

〔解決しようとする問題点〕

ところで、このような構成の自動ネジ締め装置にあって
は、先に説明したように、ストッパによりホルダ側の前
進スライド動作を制限し、ホルダ先端側の位置決めを行
っているが、そのホルダ側がス）−／パに強く衝突して
衝突部分が破損する虞れがある。

また、このような構成の自動ネジ締付は装置にあっては
、ホルダ側が減速されず直接ネジ取付部材側に当接する
ようになっているため、特に例えばネジ取付部材側が基
台側に対して所定の距離を保持して正しく設置されてい
ないと、大きな衝撃力でホルダ及びビットが衝突する場
合があり、問題になっている。

更に、このような構成の自動ネジ締付は装置にあっては
、ネジがネジ取付部材側に完全にネジ込まれたかどうか
を確認することができず、信頼性にかけている。

そこで、この発明は、上記した従来の欠点に鑑み、ネジ
取付部材側等に無理な力が作用して一部破損したりする
ことがなく、しかも信鯨度の高い自動ネジ締付は装置を
提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

即ち、この考案は、基台側に取付けられた供給手段によ
って順次送られて来るネジを光密めるチャックと、この
チャックにより先端側をスライド自在に支持されるホル
ダと、このホルダとの間に設けたスプリングを介して連
結され、そのホルダ内をスライドすると共に先端側にネ
ジを吸着しながら回転するビットが取付けられた本体と
を備え、この本体側に設けたモータの駆動力によってネ
ジ取付部材側のネジ孔に前記ネジを締付ける自動ネジ締
め装置であって、前記基台側に対するホルダ側のスライ
ド動作の制動及び前記基台側に対する本体側のスライド
動作の制動を行いこれらのスライド力を吸収・減殺する
と共に、基台側に取付けた各ストッパにより所定位置で
それらのスライド動作を停止させるダンパ機構と、前記
ネジがネジ取付部材のネジ孔に正しく締付けられている
か否かをホルダ側と本体側との相対位置の変化から検出
する検出手段とを備えたものである。

〔作用〕

この発明の自動ネジ締め装置は、エアーの圧力等を用い
たスライド手段によって基台側に対しホルダ及びビット
を取付けた本体側がスライド前進し、まずダンパ機構に
より基台側に対するホルダ及びビット本体側のスライド
前進動作が制動及び前進力の低減がされながら所定位置
で停止し、次にダンパ機構により基台側に対する本体側
のスライド前進動作が制動及び前進力の低減がされなが
ら適正力によりネジの締付は動作が行なわれる。

このとき、他の原因によりビット先端にネジがない場合
、ビットが所定位置で停止し、これによってネジ取付部
材側等への無理な力による破損及びネジ締付けの失敗、
ネジがなかったときのビットによるネジ取付部材への悪
影響等が有効に防止できるものである。

また、この発明の自動ネジ締め装置は、ネジ取付部材側
のネジ孔にネジが正しく締付けられていると、所定位置
までビットを取付けた本体側がスライドするため、検出
手段がその本体側のスライド位置を正確に検出し、ネジ
が正しく締付けられていることを確認できるようになっ
ているものである。

〔実施例〕

以下この発明の一実施例について添付図面を参照しなが
ら説明する。

第１図はこの発明に係る自動ネジ締め装置を示すもので
あり、この自動ネジ締め装置は、基台１と、本体２と、
ホルダ３と、ダンパ機構４と、検出手段５と、チャック
体６とから構成されている。

なお、図中符号７はネジ、８はエアーの圧力等でネジ７
を１個ずつチャック体６側に送り出すための供給手段、
９はネジ７が取付けられるネジ孔９ａを設け、基台１側
に対して所定の距離だけ離間して設置されたネジ取付部
材、１０はエアーの圧力で本体２及びホルダ３をネジ取
付部材９側に向けてスライドさせるスライド手段であり
、基台ｌ側に固着されており、図示外の操作ボタンによ
って作動するようになっている。

基台１は、作業テーブル１１上に固定して取付けてあり
、先端側に起立して設けられた起立壁ｌａとスライド手
段１０のシリンダ１０ａとの間に本体２とホルダ３との
スライド動作を案内するガイド棒１２が取付けらけてい
る。

本体２は、先端側にビット１３を有すると共に基端側に
そのピット１３回転駆動用のモータ１４と１図示外の減
速機構及び所定の位置までネジ７が締付けられるとその
ときのネジ７側の反作用を受けてモータ１４の作動を自
動的に停止させるストッパスイッチ（回路）等とを取付
けたスライド板１５を有しており、更にそのビット１３
側とスライド板１５との間が探り手段１６によって連結
されている。この探り手段１６は、ネジ７のネジ孔９ａ
の締付は動作に先立ってそのネジ孔９ａとネジ７との噛
合いが確実に、かつスムーズに行えるよう、そのネジ７
をネジ孔９ａに軽く押し当てるためのものであり、同一
出願人によって既に出願されたもの（実願昭６２−１４
２３７２号公報参照）と同一の構成のものが用いられて
いる。また、この本体２には、スライド板１５側にガイ
ド棒１２が挿通する挿通孔２ａが形成されていると共に
、そのスライド板１５がスライド手段２側のピストンロ
ッド１０ｂに固着されている。

ホルダ３は、本体２側のビット１３を保持すると共にネ
ジ７をネジ取付部材９側に正しく位置決め案内するため
のものであり、本体２側に対し後に説明するダンパ機構
４のスプリング１７を介して連結されている。そして、
このホルダ３には、基端側にガイド棒１２を挿通ずる挿
通孔３ａが形成されていると共に、供給手段８により送
られてきたネジ７をビット１３に嵌合させるため真空発
生装置（回路）と連結するパイプ１８が取付けられてい
る。

ダンパ機構４は、本体２例の基台１側に対するスライド
前進動作を制動し、所定位置まで前進した場合その動作
を停止させる第１ダンパ部と、ホルダ３側の基台１側に
対するスライド前進動作を制動し、所定位置まで前進し
たところでその動作を停止させる第２ダンパ部とから構
成されている。

第１ダンパ部は、定圧エアーダンパ１９と、ネジ７のか
ら送り等によってビット１３先端側が直接ネジ取付部材
９側のネジ孔９ａに入り込みそのネジ取付部材９やビッ
ト１３を破損する等のトラブルを防止するための第１ス
トンパ２０とから構成されている。定圧エアーダンパ１
９は、スライド前進するスライド板１５に対し常時一定
圧力で制動を図るものであり、図示外のエアーコンプレ
ッサからの空気を供給するためそのエアーコンプレッサ
と連通されたパイプ２１の一部にリリーフバルブ付減圧
弁２２が取付けられている。第２ダンパ部は、ホルダ３
の基端側にスプリング２３を介して取付けられたダンパ
板２４と、ホルダ３先端がネジ取付部材９側に当接する
のに先立ってダンパ板２４が当接する第２ストツパ２５
とから構成されている。スプリング２３は、スプリング
１７よりも弾性力が小さなものが用いられている。第２
ストツパ２５は、本体２のスプリング開始時におけるダ
ンパ板２４との間の距離Ｄ２が第１ストツバ２０のスプ
リング板１５との間の距離ＤＩよりも小さく、かつ定圧
エアーダンパ１９側のピストンロッド１９ａ先端側とス
プリング板１５との間の距Ｍ　Ｄｏよりは大きくなるよ
うな寸法に形成されている。そして、これら第１ストツ
パ２０及び第２ストフパ２５は、共にベース板２６上に
固設されており、このベース板２６は各種のネジやネジ
取付部材に対応してそれに応じたものに使用できるよう
各種サイズのストッパ体を取付けたものが用意されてお
り、適正なものを選んで起立壁１ａにネジで簡単に取付
けられるようになっている。

検出手段５は、ネジ７がネジ取付部材９ａに正しく取付
けられているかどうかを検出するためのものであり、本
体側スライド板１５に設けた遮断体１５ａと、ホルダ３
側に設けた発光ダイオード（ＬＥＤ）１５ｂ及びフォト
センサ１５ｃとから構成されている。そして、この検出
手段５は、本体２側のビット１３及びホルダ体３が正し
く所定位置にあるときに、その位置関係からネジが正し
く締付けられていることを確認するようになっている。

また、この検出手段５は、ネジ７が正しく取付けられて
いることを検出すると、スライド手段１０側のエアーコ
ンプレッサ側に所定の信号を出力してそのエアーコンプ
レッサの作動を停止するようになっている。

チャック体６は、ホルダ３先端側が挿通可能となるよう
な状態で起立壁１ａに取付けられており、内部に供給手
段によって送られてくるネジ７を光密めるストッパプレ
ート（回路）等を備えている。

そして、このチャック体６は、内部やビットホルダ３側
にネジ等がつまった場合、それを簡単に取除けるように
するため、起立壁ｌａ側に対しネジ等によって簡単に取
付けられて位置の再現性を保つ構造となっている。

次にこの実施例の作用について説明する。

＋１１　　図示外の操作ボタンを押圧すると、エアーコ
ンプレッサから供給される空気の圧力により、スライド
手段１０側のピストンロッド１０ｂが前進し、このピス
トンロッド１０ｂ先端に固着したスライド板１５が、ガ
イド板１２によって案内されながらそのピストンロッド
１０ｂと共にスライド前進すると共に、モータ１４が作
動を開始し、ビット１３が回転する（第１図参照）。

なお、このときホルダ３及びスライド板１５は共に同一
速度でチャック体６側前方に向けてたスライド前進する
が、そのチャック体６側には供給手段８側から供給され
てきたネジ７が１個送り込まれている。なお、このとき
チャック体６側に送り込まれてきたネジ７は、パイプ１
８側の真空ポンプ（回路）によってホルダ３内に吸引さ
れビット１３先端側に当接するが、そのビット１３が回
転しており、そのネジ７の溝にビット１３が係合したと
ころでネジ７も回転を始める。

（２）そして、そのスライド板１５が所定距離、即ちＤ
ｏだけスライド前進すると、定圧エアーダンパ１９例の
ピストンロッド１９ａ先端にスライド板１５が当接し、
そのスライド動作は制動される（第２図参照）、このス
ライド板１５は、その後、定圧エアーダンパ１９側の空
気圧によりそのスライド力を減殺されて減速しながらス
ライド手段１０側の空気圧により更にスライド前進する
。

（３）そして、更にスライド板１５が所定距離だけスラ
イド前進したところで、そのスライド板１５に対しスプ
リング１７を介して連結されたホルダ３側の更にスプリ
ング２３を介してそのホルダ３と連結されたダンパ板２
４が、スライド力を減殺され、減速した状態のまま第２
ストツパ２５に当接する（第３図参照）。そして、その
後スライド板１５は定圧エアーダンパ１９によりそのス
ライド力を減殺されたままスライド手段１０側の空気圧
によってスライド前進しようとするが、スライド板１５
を介し第２ストツパ２５によってそのスライド力が減殺
されるため、更に減速された状態でスライド前進する。

また、第２ストツパ２５に当接後のホルダ３は、スプリ
ング１７及び定圧エアーダンパ１９の反光力により弱め
られたスライド手段１０側の押圧力でスライド前進する
ため、スライド板１５よりも更に減圧・減速されており
、したがってホルダ３側に対しビット１３側が前進する
。なお、このダンパ板２４が第２ストツパ２５に衝突す
る際のホルダ３及びスライド板１５の衝撃力はスプリン
グ２３．１７により有効に吸収される。

（４）そして、ホルダ３先端が丁度ネジ取付部材９に接
触当接すると、そのホルダ３のスライド前進動作がネジ
取付部材９によって阻止され停止するため、スライド板
１５のみがスライド前進し、即ちホルダ３内を更に前進
する（第４図参照）。

なお、ホルダ３のネジ取付部材９側に接触する直前にス
プリング２３によってそのスライド力が大きく減殺され
吸収されているため、接触時に大きな衝撃力を発生しな
い。また、この接触時の衝撃力は、スプリング１７によ
って減殺されるため、スライド板１５には大きな衝撃力
は作用しない。

（５）　　このようにして、ビット１３側がホルダ３内
をスライド前進し、第５図に示すようにネジ７がネジ取
付部材９のネジ孔９ａに接触すると、探り手段１６によ
りネジ７の山の部分とネジ孔９ａの溝部分とが正しく噛
合った状態までネジ７を軽くネジ孔９ａ側に押し当て、
その後双方が正しく噛合した状態のまま、そのネジ７が
ビット１３側の押圧力で押し付けられなからモータ１４
の回転力で締付けられてい（。

（６）　　ビット１３側がスライドしネジ７を押圧しな
がら所定のところまでネジ７が締付けられていきネジの
締付けが止まると、トルクリミッタが作動し、モータ１
４の作動が停止する。このとき、そのビット１３と連結
された本体２例のスライド板１５の遮断体１５ａが、第
６図に示すようにホルダ３側の発光ダイオード（ＬＥＤ
）１５ｂとフォトセンサ１５ｃとの間に侵入していれば
、ネジ７が所定位置まで正しく取付けられたことを検出
手段が検出し、スライド手段１０側のエアーポンプの作
動が停止する。その結果、スライド板１５はエアーシリ
ンダ１０が反対方向に動くようにエアーが送られ、最初
の位置まで押し戻される。

なお、このビット１３のホルダ３内でのスライド前進動
作の際に、ネジの供給ミス等のため万一ビット１３先端
側にネジを有していないような場合には、ビット１３と
連結したスライド板１５が第１ストツパ２０に当接し、
それ以上前進しないため、ビット１３先端側がネジ取付
部材９のネジ孔９ａに入り込み各種トラブルを発生する
のを未然に防止できる。

〔効果〕

以上説明してきたように、この発明の係る自動ネジ締め
装置によれば、ダンパ機構によりホルダやビットのスラ
イド前進動作を制動しそのスライド力を有効に減殺吸収
しているため、ネジの締付けの際にそれらホルダ側やビ
ット側がネジ取付部材側に強（衝突して破損する等の事
故を未然に防止でき、耐久性が大幅に向上する。

また、この発明に係る自動ネジ締め装置によれば、検出
手段によりネジが正しく取付けられているかどうかをホ
ルダ側と本体側との相対的な位置関係から検出できるよ
うになっており、換言すればネジが正しく取付けられて
いるかどうかを高精度に検出でき、信頼度が飛躍的に向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る自動ネジ締め装置を示す概略断
面図、第２図乃至第６図はこの発明に係る自動ネジ締め
装置のそれぞれの作用を説明するための断面図、第７図
は従来型の自動ネジ締め装置を示す概略断面図である。 １　・・・基　台。 ８　・・・供給手段。 ７　・・・ネ　ジ。 ６　・・・チャック体。 ３　・・・ホルダ。 １７・・・スプリング。 １３・・・ビット。 ２　・・・本　体。 ２０．２５・・・ストッパ。 ４　・・・ダンパ機構。 ５　・・・検出手段。 ２６・・・ベース板。 １ａ・・・起立壁。 出願人　日本電気ホームエレクト ロニクス株式会社 代理人　弁理士　増　１）竹　夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基台側に取付けられた供給手段によって順次送られ
   て来るネジを受留めるチャック体と、このチャック体に
   より先端側をスライド自在に支持されるホルダと、この
   ホルダとの間に設けたスプリングを介して連結され、そ
   のホルダ内をスライドすると共に先端側にネジを吸着し
   ながら回転するビットが取付けられた本体とを備え、こ
   の本体側に設けたモータの駆動力によってネジ取付部材
   側のネジ孔に前記ネジを締付ける自動ネジ締め装置であ
   って、 前記基台側に対するホルダ側のスライド動作の制動及び
   前記基台側に対する本体側のスライド動作の制動を行い
   これらのスライド力を吸収・減殺すると共に、基台側に
   取付けた各ストッパにより所定位置でそれらのスライド
   動作を停止させるダンパ機構と、 前記ネジがネジ取付部材のネジ孔に正しく締付けられて
   いるか否かをホルダ側と本体側との相対位置の変化から
   検出する検出手段と、 を備えたことを特徴とする自動ネジ締め装置。 ２、前記チャック体が基台側に対し着脱自在に取付けら
   れた特許請求の範囲第１項記載の自動ネジ締め装置。 ３、前記ストッパを取付けたベース板を基台側の起立壁
   に着脱自在に取付けた特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の自動ネジ締め装置。