JPH0615535A - ドライバビット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドライバビットの中心軸とボルトの中心軸と
が角度をもっていても、ドライバビットをボルトの多角
穴にかん合させることができるようにさせることにあ
る。 【構成】 トルク伝達部の先端に配置され、ボルトの多
角穴にたいする内接円よりも小さな直径をもちかつ断面
が円形をなす導入部と、トルク伝達部と導入部とのあい
だに位置し、断面が導入部からトルク伝達部にむかうに
つれてしだいに大きくなる案内部とを具備し、ボルトの
中心軸がドライバビットの中心軸にたいして傾いていて
も、導入部がまずボルトの多角穴にはいり込み、ドライ
バビットをボルトの多角孔にくいつかせたあと、案内部
がボルトの多角穴にはいり込み、ボルトの中心軸とドラ
イバビットのそれとをしだいに合わせるようにボルトを
変位させ、トルク伝達部をボルトの多角穴にかん合さ
せ、加工や位置決めに精度を必要とせず、作業の自動化
も簡単にかつ低コストでおこなえるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ねじ締めのためのド
ライバビットにかかわり、さらに詳しくは、六角穴付き
ボルトなどの多角穴付きボルトのねじ締めをおこなうド
ライバにおける、ボルトの多角穴にかん合するドライバ
ビットの改良に関している。

【０００２】

【従来の技術】六角孔付きボルトのような多角穴付きボ
ルトでは、ボルト頭にある多角穴にたいして、ドライバ
ビットをかん合させるときに、ドライバビットの中心軸
とボルトの中心軸とがずれていると、ドライバビットが
ボルト頭の多角穴にはまらず、空回転状態となり、ねじ
締め作業ができない。これを解決するために、従来、ド
ライバにコンプライアンスをもつカップリングを組み込
むことや、ドライバ全体を弾性支持するこなどがおこな
われている。たとえば特公昭６２−２３６６３５号公報
では、ドライバビットあるいはこれにたいするチャック
がこれらを回転させるモータのシャフトにたいしてばね
材によってつながれ、ばね材がボルトの中心軸とドライ
バビットのそれとの位置ずれを吸収するようにしてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな手段では、ボルトの中心軸とドライバビットのそれ
てが平行なときに、位置ずれを補正することができて
も、ドライバビットの中心軸とボルトの六角穴に中心軸
とが角度をもっていると、たとえば、ドライバビットを
斜め方向からボルトの多角孔にかん合させようとした
り、ねじ穴位置の加工精度のばらつき、ワーク自体の加
工精度のばらつきおよび組み付け累積公差のばらつきな
どによって、ボルトが傾いてねじ孔にあらかじめねじ込
まれていたりすると、ドライバビットがボルトの多角穴
の入口付近から奥にはいり込まずに、多角穴から逃げて
しまうため、ボルトの姿勢を修正してから、ドライビッ
トをボルトの多角孔にかん合させなければならない。

【０００４】このことは、とくに、ねじ締め作業を自動
化するときに大きな障害となる。自動化されたねじ締め
装置は、通常、ワークとなる組立部品を支持する機構、
電動ドライバをワークにむかって直線移動させる案内機
構、電動ドライバを移動させる空気圧シリンダあるいは
電動モータなどを含む駆動機構からなり、あらかじめボ
ルトをワークに浅くねじ込み、ドライバビットを回転さ
せながら電動ドライバをワークにむかって移動させ、ド
ライバビットをボルトの六角穴にかん合させ、絞め付け
後に電動ドライバをもどすことによってなされる。しか
し、ドライバビットは直線往復動作のみによってボルト
頭にある多角穴に着脱されるため、前述のような原因に
よって、ドライバビットの中心軸とボルトの六角穴に中
心軸とが角度をもっていると、かん合不良がかなりの頻
度で発生するおそれがある。

【０００５】本発明は、ドライバビットの中心軸とボル
トのそれとが角度をもっていても、ドライバビットをボ
ルトの多角穴に確実にかん合させることができる、改良
されたドライバビットを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、多角穴付きボルトの多角穴にはまる多角
形断面をもつトルク伝達部を備えているドライバビット
において、トルク伝達部の先端に配置され、ボルトの多
角穴にたいする内接円よりも小さな直径をもちかつ断面
が円形をなす導入部と、トルク伝達部と導入部とのあい
だに位置し、断面が導入部からトルク伝達部にむかうに
つれてしだいに大きくなる案内部とを具備していること
を特徴としている。

【０００７】

【作用】ねじ締めは、ドライバビットを回転させながら
ワークにむかって移動させ、トルク伝達部をボルトの多
角孔にかん合させ、ボルトを回転させることによってな
される。このときに、ボルトの多角穴の中心軸がドライ
バビット中心軸の延長線にたいして傾いていても、本発
明のドライバビットでは、まず、先端にある導入部の周
面がボルトの多角穴に接触し、ボルトを押し上げなが
ら、導入部がボルトの多角穴にはいり込み、ドライバビ
ットがボルトの六角穴にさらに押し込まれるにつれて、
導入部とトルク伝達部とのあいだいにある案内部がボル
トの多角穴に接触し、ボルトの中心軸とドライバビット
のそれとをしだいに合わせるようにボルトを変位させ、
これらの中心軸が一致したところで、トルク伝達部がボ
ルトの多角穴にかん合され、トルクがボルトに伝達さ
れ、ボルトがワークにねじ込まれる。

【０００８】本発明のドライバビットにおいて、導入部
が先端を半球状に形成されることによって、ボルトの多
角穴にたいする導入部の侵入をさらにスムーズにおこな
え、さらに、ボルトの多角穴の入口に関連する位置に配
置された、トルク伝達部よりも浅い溝からなる逃げ部を
具備していると、トルク伝達部がボルトの多角穴にかん
合したあと、ドライバビットの中心軸がボルト中心軸に
たいして傾いても、逃げ部によってボルトの多角孔の入
口との干渉を阻止される。導入部のサイズは、逃げ部の
それとともに、ワークおよびボルトの状態に応じて実験
して決定されるが、一般に、導入部はトルク伝達部を形
成する多角形の内接円にたいして六割以下の外径をもつ
円筒からなり、逃げ部がこれを構成する溝底の直径を導
入部の直径よりも大きくすることが好ましい結果を得ら
れる。

【０００９】

【実施例】本発明の電動ドライバのドライバビットの実
施例は、以下に、図面を参照して説明する。

【００１０】このドライバビットは、六角穴付きボルト
にたいするもので、図１に示すように、トルク伝達部１
０、導入部１１および案内部１２を具備している。

【００１１】トルク伝達部１０は、六角柱の形態をもつ
と共に、このドライバビットが対象としているボルトに
おける六角穴にかん合するサイズおよび形状をもってい
る。このトルク伝達部１０の一端にはシャフト１３が一
体に形成されており、シャフトにおける図示を省略され
た端部がドライバ本体にあるモータシャフトに結合され
ている。導入部１１はトルク伝達部１０の反対端に一体
に形成されている。導入部自体は、トルク伝達部側と反
対側端部が半球に形成された円筒の形態をもっている。
円筒部分はトルク伝達を形成する六角に内接する円にた
いし四割の直径をもっている。この導入部は中心軸がト
ルク伝達部１０およびシャフト１３の中心軸に一致する
ようにこれらにたいして配置されている。案内部１２
は、これらのトルク伝達部１０および導入部１１のあい
だにあり、たとえば、導入部側の断面が導入部の円断面
に内接し、トルク伝達部側の断面がトルク伝達部１０の
六角断面に一致する、しだいに断面サイズが変化する六
角柱の形態をもっている。

【００１２】さらに、トルク伝達部１０とシャフトとの
あいだには、逃げ部１４が設けられている。逃げ部１４
は断面がほぼＶ字形の溝からなっている。溝を形成する
トルク伝達部側の部分は、トルク伝達部側がこれの六角
断面に一致し、溝底にむかってしだいに断面サイズが小
さくなる六角柱の形態をもっている。また、溝１４を形
成するシャフト側の部分は、シャフト側がこれの断面円
に一致し、溝底にむかってしだいに断面サイズが小さく
なる円錐柱の形態をもっている。溝底から導入部１１の
先端までの長さＬはこのドライバビットが対象とするボ
ルトの六角穴の深さにほぼ等しくなるようにさせられ、
溝の直径は導入部とおなじかあるいはそれよりも大きく
させられている。

【００１３】このドライバビットが装着されるドライバ
本体は、図示されていないが、たとえばドライバビット
を保持するチャック、モータおよびチャックとのモータ
シャフトとのあいだに設けられた自動調芯機構を具備し
ている。

【００１４】図２は本発明によるドライバビットによる
ねじ締め状態を示している。ワークの締結は、あらかじ
めボルト１５をワーク１６を貫通してワーク１７に仮締
めしておき、全体を参照符号１８によって示された本発
明によるドライバビットを回転させながらワーク１６、
１７にむかって移動させ、ドライバビットのトルク伝達
部１０をボルト１５の六角孔１９にかん合させ、ドライ
バビットによってボルト１５を回転させることによって
おこなわれる。が、ドライバビット１８がボルトの六角
穴１９の入口に到達したときに、ボルト１５の中心軸が
ドライバビット１８のそれたいして傾いていても、逆
に、ドライバビット１８の中心軸がボルト１５のそれに
たいして傾いても、ドライバビット１８をボルトの六角
穴１９にくいつかせることができ、さらに、トルク伝達
部１０がボルトの六角穴１９にかん合したあと、ドライ
バビット１８が傾いても、ねじ締め確実におこなえる。
詳しく説明する。

【００１５】ボルト１５がワーク１７に仮締めされたと
きに、ボルト１５のねじ込みが浅いと、ボルト１５は図
２に示すように雄ねじと雌ねじとのあいだにあるすき間
によって傾き、ボルト１５の中心軸Ａがねじ穴２０の中
心軸Ｂが角度Θ1 傾斜することになる。角度Θ1 はボル
ト１５の長さおよびねじ込み長さに比例する。本発明に
よるドライバビットでは、このような状態において、ド
ライバビット１８を回転させながら、ドライバビット１
８の中心軸がねじ穴２０の中心軸に一致させて移動さ
せ、ドライバビット１８の先端がねじ頭に到達すると、
導入部１１の直径がボルトの六角穴１９よりも小さいた
め、導入部１１が図３に示すようにボルトの六角穴１９
にはいり込み、ドライバビット１８がボルトの六角孔の
内部にむかって押し込まれるにつれて、案内部１２の斜
面がボルトの六角穴１９の壁面に接触して、案内部１２
の斜面がボルト１５を押し上げて、偏角Θ1 をしだいに
縮減して、ボルト１５の中心軸をドライバビット１８の
それに一致させる。ドライバビット１８はさらに回転し
ながら進行しているため、トルク伝達部１０の六角形と
ボルトの六角孔１９のそれとの位相が回転によって一致
して、図４に示すように、ドライバビット１８のトルク
伝達部１０がボルトの六角穴１９にかん合させることが
できる。逆に、ドライバビット１８がボルトの六角穴１
９にたいして角度をなしていても、同様に、導入部１１
がボルトの六角穴１９にくいつかせ、案内部１２がボル
トの六角穴１９をトルク伝達部１０に一致させるので、
ドライバビット１８をボルトの六角穴１９にかん合させ
ることができる。導入部１１がボルトの六角穴１９には
いり込むときに回転しながらボルトの六角穴１９にはい
込むと、導入部１１が六角穴１９を形成する角部および
面部に繰り返して接触することになるが、導入部１１は
前述のように円筒形に形成されているため、衝撃および
摩耗が小さく、ボルトの六角穴１９のみならず、導入部
１１のかじりを最小にすることができる。

【００１６】さらに、ドライバビットがボルトの六角孔
にかん合されときに、ドライバビット１８が図５に示す
ようにトルク伝達部１０と六角孔１９とのあいだのすき
間によって六角孔にたいして傾き、ドライバビット１８
の中心軸Ｃがボルト１５のそれＢとのあいだに角度Θ2
をなしても、ドライバビット１８にある逃げ部１４がボ
ルトの六角穴１９の入口部との干渉を防ぐため、ドライ
バビット１８の姿勢にかかわらずねじ締めをおこなえ
る。すなわち、従来のドライバビットでは、ボルトの中
心軸にたいして角度をなした方向からドライバビットを
かん合させると、トルク伝達部とボルトの六角穴の入口
エッジとが干渉し、所望の位置までトルク伝達部の挿入
を妨げ、ドライバビットが空転する、つまり、ボルトの
六角穴にたいするドライバビットの挿入方向の柔軟性を
疎外する。が、本発明によるドライバビット１８では、
前述のように、ボルトの六角穴１９の入口に関連する位
置に溝からなる逃げ部１４を全周に設けられているの
で、ドライバビット１８がボルト１５の中心軸にたいし
角度Θ2 傾いても、ボルトの六角穴１９の入口エッジが
この逃げ部１４にはいり込み、ドライバビット１８とボ
ルト１５と干渉しないため、ねじ締めを確実におこなえ
る。

【００１７】また、ボルトの六角孔が深いときにも、ボ
ルトの六角穴１９にたいするドライバビット１８の挿入
方向が制限されない。図１０はボルトの六角穴が深いボ
ルトにたいする、従来のドライバビットによるねじ締め
状態を示している。ボルト１５をあらかじめワーク１
６、１７に仮ねじ込みしておき、ドライバビット１８’
の先端を六角穴１９に挿入すると、六角穴１９がかなり
深いため、六角形断面をなすトルク伝達部１０’も六角
穴１９のおくまではいり込むため、ドライバビット１
８’の中心軸とボルト１５のそれとが完全に一致した方
向のみからしか、ドライバビット１８’をボルトの六角
穴１９にかん合させることができない。しかしながら、
本発明によるドライバビットでは、図６に示すように、
導入部１１の長さを大きくすることによって、トルク伝
達部１０がボルトの六角穴１９のおくにはいり込むのを
制限することができるため、ドライバビット１８の中心
軸がボルト１５の中心軸にたいして角度Θ3 をなしてい
ても、ドライバビット１８を六角孔１９にかん合させる
ことができる。

【００１８】本発明によるドライバビットは、このよう
に、ボルトの中心軸とドライバビットそれとが角度をも
っていても、ねじ締めをおこなうことができるため、以
上のような手動による締め付けのみならず、自動化して
も信頼性のたかいねじ締めをおこなえ、装置の構造もシ
ンプルなものとさせることができる。

【００１９】図７は本発明によるドライバビットを具備
する自動ねじ締め装置の一例を示している。このねじ締
め装置は、磁気ディスク装置の薄膜磁気ヘッドを製作過
程における、共通治具に固着された薄膜ヘッドのブロッ
クスライダと研削盤用治具との締結に使用するもので、
締結されるワークを支持する手段、ドライバビットの駆
動機構、およびドライバビットおよび駆動機構をワーク
にむかって送る手段を具備している。

【００２０】ワークを保持する手段は、ワークを保持し
かつワークに角度９０゜ごとの旋回および停止をなさせ
るインデックステーブル２１を具備している。インデッ
クステーブルは、回転中心軸が垂直になるように配置さ
れていると共に、ベース２２に固定されたコラム２３に
設置されている。ワーク押え２４がインデックステーブ
ルの上部に配置されている。ワーク押えは一端に押さ部
材２５を有している。押え部材は、インデックステーブ
ルの回転中心軸上に配置されていると共に、ワーク押え
にある軸受に保持されている。ワーク押えは、反対端か
ら水平にのびる軸をテーブルのコラムの上端に固定され
たサポート２６にある軸受に保持され、図に示す水平位
置と垂直位置とのあいだを旋回することができる。旋回
はモータ２７によってなされている。

【００２１】電動ドライバは二本あり、それぞれが参照
符号２８Ａ、２８Ｂによって示されている。電動ドライ
バの各々は、ドライバビットをテーブルに向けて垂直に
配置されていると共に、調芯機構２９Ａ、２９Ｂを介在
して移動台３０Ａ、３０Ｂに取り付けられている。移動
台３０Ａ、３０Ｂの各々は、ベース２２に設置された昇
降機構３１Ａ、３１Ｂに支持されている。昇降機構はた
とえば空気圧シリンダを具備するもので、移動台はこの
シリンダのロッドに固定されている。これらの電動ドラ
イバおよび昇降機構はインデックステーブル２１の回転
中心軸に関してたがいに９０゜の角度間隔をなして配置
されている。

【００２２】インデックステーブル２１、ワーク押えを
開閉させるモータ２７および電動ドライバ２８Ａ、２８
Ｂは、昇降機構３１Ａ、３１Ｂの空気圧シリンダにたい
する電磁制御弁と共に制御手段３２につながれ、この制
御手段によって作動を制御されている。

【００２３】図８はこのねじ締め装置の対象となるワー
クを示している。薄膜ヘッドのブロックスライダ３３
は、磁気ディスク装置におけるスライダの半製品であっ
て、所定の加工をおこなったあと切断され、複数のスラ
イダとなるものである。共通治具３４は、ブロックスラ
イダ３３の加工の各々に使用されるもので、ブロックス
ライダ３３に固着されている。図７に示す自動ねじ締め
装置は、ブロックスライダ３３を研削するときに、各々
のブロックスライダ３３および共通治具３４を研削用治
具３５に二本のボルトによって締結するものである。研
削用治具３５は、中央が突出した円板の形態をもつもの
で、ブロックスライダ３３および共通治具３１の位置決
めをおこなう座３６が９０゜の角度間隔をおいて設けら
れている。各々の座３６にはこの治具と共通治具３４と
を締結するボルトが組み込まれている。ボルトは、図９
においてあらたに参照符号３７によって示されていて、
研削用治具３５にある孔に挿入され、ねじ頭にあるフラ
ンジを研削用治具３５の孔内部に固定されているスナッ
プリング３８に支持され、研削用治具３５の孔からの抜
けを阻止されている。コイルばね３９がボルト３７のフ
ランジの反対側と研削用治具３２の孔内部にあるばね座
とのあいだに実装され、ボルト３７を下方に押し下げ
て、ブロックスライダ３３および共通治具３４を着脱す
るときに、ボルト３７の先端が研削用治具３５における
共通治具３４のセット基準面３６からとび出さないよう
して、共通治具３４が損傷したりしないようにさせてい
る。ボルト自体は、六角穴を頭部にもつ、ねじサイズが
たとえばＭ３でのものであるが、六角孔４０の入口をゆ
るやかなテーパに加工し、ドライバビットが六角孔４０
にはいり込みやすくされている、通常のこの種のボルト
に比較して深さの大きな特殊形状のものである。共通治
具３４は、この研削用治具３５の座３６におかれ、これ
にあるねじ孔にボルト３７を浅くねじ込むことによっ
て、研削用治具３５に仮止めされている。

【００２４】研削用治具３５は、自動ねじ締め装置への
セットに際して、パレットに取り付けられる。このパレ
ットは、図７に示すように、研削用治具３５を支持する
座およびこれを座に固定するクランプをもつ本体４１
と、ブロックスライダ上に位置するカバー４２とをもっ
ている。カバー４２は、ブロックスライダ３３および共
通治具３４を装着した研削用治具３５を本体４１に取り
付けたときに、ブロックスライダ３３の研削加工面を露
出させる窓４３をもつもので、本体４１にあるコラム４
４に支持されている。図７は、ワーク押え２４を開き、
ブロックスライダ３３、共通治具３４および研削用治具
３５からなるセットを取り付られけたパレット４１、４
２をインデックステーブル２１に設置した状態を示して
いる。締結作業は、電動ドライバ２８Ａ、２８Ｂにおけ
るドライバビットがドライバ本体にある駆動機構によっ
て回転させ、昇降機構３１Ａ、３１Ｂがこれらの電動ド
ライバを上昇させ、ドライバビットが研削用治具３５に
組み込まれたボルト３７の六角孔４０にかん合し、ボル
ト３７を共通治具３４にあるねじ孔に所定締め付けトル
クまで増し締めすることによってなされる。このとき
に、電動ドライバ２８Ａは最初のブロックスライダにあ
る右側のねじ孔に関連するボルト３７を、電動ドライバ
２８Ｂは二番目のブロックスライダ３３にある左側のね
じ孔に関連するボルト３７をそれぞれ増し締めする。こ
れらのボルト３７の締め付けトルクが所定値になると、
ドライバビットの回転がとまり、昇降機構３１Ａ、３１
Ｂが電動ドライバ２８Ａ、２８Ｂを下降させる。下降す
ると、インデックステーブル２１が角度９０゜の旋回
し、二番面のブロックスライダ３３にある右側のねじ孔
に関連するボルト３７が電動ドライバ２８Ａに、三番面
目のブロックスライダ３３にある左側のねじ孔に関連す
るボルト３７が電動ドライバ２８Ｂに対面させる。そこ
で、昇降機構３１Ａ、３２Ｂが電動ドライバ２８Ａ、２
８Ｂを上昇させ、ボルト３７の増し締めをおこない下降
する。そのあと、インデックステーブル２１がふたたび
旋回し、同じ作業がなされる。四番目の共通治具３４と
研削用治具３５とのボルト締結がおわると、電動ドライ
バ２８Ａ、２８Ｂが下降され、ワーク押え２４が開放さ
れる。締結のおわったパレット４１、４２をインデック
ステーブルから取り出し、あらたな研削用治具３５に仮
止めされた共通治具３４をもつパレット４１をインデッ
クステーブル２１に装着することによって、最初からの
作業がふたたびおこなわれる。

【００２５】これらのねじ締め作業に際して、本発明に
よるドライバビットは、前述のように、ボルト３７とド
ライバビットとが角度をもっていてもねじ締めをおこな
えるので、ボルト３７がドライバビットの送り方向にた
いして傾いて研削用治具３５に仮止めされていても、共
通治具３４および研削用治具３５の製作誤差や研削用治
具３５にたいする共通治具３４の組み付け誤差などの累
積誤差によって、ボルト３７がドライバビットの送り方
向にたいして傾いても、ボルト３７の締め付けを確実に
おこなえ、しかも、ボルト３７のずれや累積誤差にたい
する補正機構を特別に必要とせず、構造をきわめて簡単
なものとさせることができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明のドライバビットは、以上説明し
たように、導入部によってボルトの多角穴にくいつか
せ、案内部によってトルク伝達部をボルトの多角穴に一
致させているので、ドライバビットの中心軸とボルトの
六角穴に中心軸とが角度をもっていても、ドライバビッ
トをボルトの多角穴に確実にかん合させることができ、
しかも、自動化を簡単おこなえ、大幅な作業効率の向上
を低コストでもっておこなえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のドライバビットの一実施例を示す側面
図である。

【図２】ボルトの締め付け過程を示しており、ドライバ
ビットがボルトにかん合する以前の状態を示す説明図で
ある。

【図３】ボルトの締め付け過程を示しており、ドライバ
ビットの一部がボルトにかん合した状態を示す説明図で
ある。

【図４】ボルトの締め付け過程を示しており、ドライバ
ビットがボルトにかん合した状態を示す説明図である。

【図５】他のボルトの締め付け過程を示す説明図であ
る。

【図６】さらに他のボルトのねじ込み状態を示す説明図
である。

【図７】本発明のドライバビットをもつ自動ねじ締め装
置の斜視図である。

【図８】図７に示す装置においてボルト締結されるワー
クの斜視図である。

【図９】図８に示すワークの一部分を破断して示す拡大
側面図である。

【図１０】従来のドライブビットによるボルト締結状態
を示す説明図である。

【符号の説明】

１０…トルク伝達部、…ドライバビット、１１…導入
部、１２…案内部、１４…逃げ部、１５…ボルト、１９
…多角穴。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 裕蔵 神奈川県小田原市国府津2880番地 日立コ ンピュータ機器 株式会社内 (72)発明者 花島 博徳 神奈川県小田原市国府津2880番地 日立コ ンピュータ機器 株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多角穴付きボルトの多角穴にはまる多角
   形断面をもつトルク伝達部を備えているドライバビット
   において、トルク伝達部の先端に配置され、ボルトの多
   角穴にたいする内接円よりも小さな直径をもちかつ断面
   が円形をなす導入部と、トルク伝達部と導入部とのあい
   だに位置し、断面が導入部からトルク伝達部にむかうに
   つれてしだいに大きくなる案内部とを具備していること
   を特徴とするドライバビット。