JPH08187671A - ねじ締め装置およびそのチャック装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長いねじを用いる場合でも装置がコンパクト
で、しかもねじががたつかず精度よく締め付け固定する
ことのできる新規なねじ締め装置およびそのチャック装
置を提供する。 【構成】 機台１１と、フロント部材２０と、ねじ供給
部２２とビット挿通部２５との間を往復動自在に構成さ
れたヘッド本体３０と、単一のねじＮを把持するととも
にそれぞれ独立して開閉動する爪４２，４３および５
２，５３を有する前側チャック４１と後側チャック５１
からなるチャック装置４０と、スライダ装置６０と、ビ
ット７１を有するドライバ装置７０を有し、ねじ供給部
から供給されたねじを把持してビットによって回転して
ねじ締めをする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ねじ締め装置および
そのチャック装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ねじを自動的に供給して被加
工材に螺着する各種のねじ締め装置（ドライバーユニッ
トともいわれる）が知られている。このねじ締め装置の
一例を図７に示す。図中の符号９０はねじ締め装置で、
機台９１のフロント部材９２にスライド軸９８を介して
本体９３が取り付けられている。この本体９３は機台９
１に設けられたシリンダ装置からなる駆動装置９５と連
結部材９７によって連結されていて、該駆動装置によっ
て前進後退自在に構成されている。そして、この本体９
３にはねじ締めを行うビット９４が内装されているとと
もに、その先端にはねじＮを把持するチャック装置１０
０が設けられている。

【０００３】ビット９４はその先端の係合部９４Ａがね
じＮの頭部に係合して回転することによってねじＮを被
加工材のねじ孔に取り付けるもので、本体９３後部の電
動モータまたはエアモータよりなる回転装置９６の回転
軸と結合されている。

【０００４】また、本体先端のチャック装置１００は、
図８および図９からもよく理解されるように、左右２つ
に分かれた爪１０２，１０２がそれぞれ軸１０３，１０
３によって回動可能に軸支され、かつこれらの２つの爪
１０２，１０２は弾発部材１０１によって互いに締め方
向に付勢されて設けられており、チャック装置上部のね
じ供給部９９から供給されるねじＮを弾発的に把持する
ようになっている。ねじ供給部９９は機外のねじホッパ
（図示せず）とビニル管９９Ａによって接続されてい
て、エア等によって圧送されてくるねじＮを１本ずつチ
ャック装置１００の前記爪１０２，１０２間に供給する
部分である。

【０００５】かかるねじ締め装置９０によれば、所定位
置に配備されて、または必要によりロボット装置等に装
着されて、前記チャック装置１００の先端中心を被加工
材上のネジ孔に合わせ、回転装置９６および駆動装置９
５により、前記ビット９４を回転させながら前進させる
ことによってねじ締めが行われる。

【０００６】しかるに、この従来構造の装置にあって
は、本体９３先端のチャック装置１００上部のねじ供給
部９９が、図１０のようにチャック装置１００のねじ差
込空間１０４に対して後方から前方に向かって斜めに取
り付けられているので、短いねじＮ１の場合はさしたる
問題を生じないが、図１１のように長い（例えば７５ｍ
ｍ）ねじＮ２を送り込む場合にはねじ供給部９９の傾斜
を小さくしなければ、チャック装置１００への送り込み
をスムーズに行うことができない。

【０００７】このため、長いねじＮ２をねじ締めする場
合には、図１０および図１１の対比から明らかなよう
に、ねじ供給部９９の傾斜の小さい供給部を必要とし、
これに対応してチャック装置も長くしなければならな
い。チャック装置が長くなれば、これに関連してビット
やスライド軸等も長くなるなど、専用の大型装置が必要
となる。

【０００８】一方、ねじが長い場合には、単にねじ供給
部の傾斜の問題のみではなく、チャック装置において
も、ねじ把持の際に芯がずれやすいという問題がある。
つまり、ビットが回転し前進してねじ締めを行う際に、
チャック装置の爪がねじの頭部により押し広げられるの
であるが、このときねじ先端部分の把持力がなくなるの
で先端がぶれやすい。このような傾向はねじが長ければ
長いほどより顕著になり、場合によっては所定のねじ孔
位置へのねじ締めができないことがある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な問題に鑑み提案されたものであって、長いねじを用い
る場合でも何ら特別な大型装置を使用することなく、装
置がコンパクトで、しかもねじががたつかず精度よく確
実に締め付け固定することのできる新規なねじ締め装置
およびそのチャック装置を提供しようとするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
機台と、前記機台に設けられ、ねじ供給部とビット挿通
部を有するフロント部材と、前記機台に設けられ、駆動
部材によって前記ねじ供給部とビット挿通部との間を往
復動自在に構成されたヘッド本体と、前記ヘッド本体に
設けられ、単一のねじを把持するとともに該ねじの前進
に伴って弾発部材によってそれぞれ独立して開閉動する
爪を有する前側チャックと後側チャックからなるチャッ
ク装置と、前記フロント部材と弾発部材を介して連結さ
れ、駆動部材によって前記機台に沿って前後動自在に構
成されたスライダ装置と、前記スライダ装置に設けら
れ、駆動部材によって前記フロント部材のビット挿通部
を挿通して回転するビットを有するドライバ装置を有す
ることを特徴とするねじ締め装置に係る。

【００１１】さらに、この発明は、ねじ供給部から供給
されたねじを把持してドライバ装置のビットによって回
転して被加工材に対してねじ締めをする装置において、
単一のねじを把持するとともに該ねじの前進に伴って弾
発部材によってそれぞれ独立して左右に開閉動する爪を
有する前側チャックと後側チャックを設けたことを特徴
とするねじ締め装置のチャック装置に係る。

【００１２】

【実施例】以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説
明する。図１はこの発明の一実施例のねじ締め装置のね
じ供給状態における切欠断面図、図２は同じくねじ締め
状態を示す切欠断面図、図３はこの発明のチャック装置
を示す上面図、図４ないし図６は前記チャック装置の作
動を示す図であって、図４はねじ把持状態の断面図、図
５はビットによるねじ締め初期の状態を示す断面図、図
６は同じくビットによるねじ螺着状態を示す断面図であ
る。

【００１３】図１に示されるように、この発明のねじ締
め装置１０は、機台１１とフロント部材２０とヘッド本
体３０とチャック装置４０とスライダ装置６０とドライ
バ装置７０とを有している。

【００１４】機台１１は、本ねじ締め装置１０のベース
部となる部分で、適宜の基礎構造体からなり、必要によ
りロボット装置等に取り付けられて所定の位置移動を行
うことができる。

【００１５】フロント部材２０は、前記機台１１の前部
に取り付けられ、ねじ供給部２２とビット挿通部２５と
を有する。図示した実施例のように、通常、フロント部
材２０の上側にねじ供給部２２、下側にビット挿通部２
５が配置されるが、これらは左右の配置関係となっても
よい。

【００１６】ねじ供給部２２は、後述するチャック装置
４０へねじＮを供給する部分で、先端がねじ供給口２３
となっており、後部には機外のねじホッパ（図示せず）
に連結されたねじ供給チューブ２４が取り付けられてい
る。そして、公知のエア圧送手段によって、ねじＮが１
本ずつねじ供給チューブ２４からねじ供給部２２へ送ら
れる。

【００１７】ビット挿通部２５は、後述するドライバ装
置７０のビット７１によるねじ締め位置となる部分で、
先端がビット挿通口２６となっており、後部の筒部２７
は図１のようにビット７１の待機位置となる。なお、筒
部２７はビット７１の振れ止めの作用も有する。

【００１８】ヘッド本体３０は、図１のねじ供給状態図
および図２のねじ締め状態図から容易に理解されるよう
に、シリンダ装置等からなる駆動部材３１によって前記
ねじ供給部２２とビット挿通部２５との間を往復動自在
に構成されている。符号３２は前記駆動部材３１の作動
ロッド、３３はその作動プレートである。

【００１９】ヘッド本体３０にはチャック装置４０が取
り付けられて、ヘッド本体３０の移動によって、該チャ
ック装置４０をねじ供給口２３の直前位置（ねじ供給位
置）とビット挿通口２６の直前位置（ねじ締め位置）に
移動させる。すなわち、ねじ供給口２３の直前位置（ね
じ供給位置）でねじＮがねじ供給部２２からチャック装
置４０内に供給され（図１）、その後、ビット挿通口２
６の直前位置（ねじ締め位置）に移動してビット７１に
よるねじ締めが行われる（図２）。そして、ねじ締め完
了後、再び次のねじ締め作業のために、チャック装置４
０をねじ供給部２２へ移動させる（図１）のである。

【００２０】なお、この実施例では、前記ヘッド本体３
０の前端に確認センサー３５が設けられている。この確
認センサー３５は、チャック装置４０に把持されたねじ
Ｎの先端を感知するようになっており、図１のねじ供給
位置でチャック装置４０にねじＮが正しい位置状態で挿
入されているかどうかを検知するようになっている。

【００２１】次に、チャック装置４０の構成について説
明する。このチャック装置４０は、前記ヘッド本体３０
に固定されて単一のねじＮを把持するもので、前記した
ように、前記駆動部材３１により、ねじ供給部２２とビ
ット挿通部２５との間を往復動する。このチャック装置
４０は、図示のように、前側チャック４１と後側チャッ
ク５１とからなる。

【００２２】図３ないし図６に詳細を示したように、前
側チャック４１は、ねじ供給部２２から供給されるねじ
Ｎ（実施例では長さ７５ｍｍのねじ）を被加工部材のね
じ孔１２に対して正しい位置に把持するためのもので、
前記作動プレート３３上に軸４５，４６によって回動可
能に軸着された爪４２，４３からなる。前記爪４２，４
３は弾発部材４４によって互いに連結されて閉め方向に
付勢されている。前記爪４２，４３は合着したときに略
筒状のねじ保持部４８を形成して、ねじＮの中心がぶれ
ないように把持する。

【００２３】一方、後側チャック５１は、前記ねじ供給
部２２の直前に設けられている。この後側チャック５１
は、ねじ供給部２２から供給されるねじＮを正しい位置
で把持することにより、ビット７１によるねじの締め付
け作業を確実とするためのものである。この後側チャッ
ク５１は、前記前側チャック４１と同様に、前記作動プ
レート３３上に軸５５，５６によって回動可能に軸着さ
れた爪５２，５３からなり、弾発部材５４によって互い
に締め方向に付勢されている。符号５８はねじ保持部で
ある。また、ねじＮを確実に保持するとともに被加工材
のねじ孔に確実に挿入するため、前記前側チャック４１
のねじ保持部４８と後側チャック５１のねじ保持部５８
およびねじ孔１２の中心線（軸線）が同一線上に形成さ
れることは言うまでもない。

【００２４】これらの前側チャック４１および後側チャ
ック５１は、図５および図６に示されるように、各爪が
弾発部材４４，５４によって連結されているので、それ
ぞれが独立して左右に開閉動する。そのため、ビットが
回転前進することによるねじＮの前進に伴い後側チャッ
ク５１が開いても、図５のように、前側チャック４１の
爪４２，４３は開かずにねじＮを確実に把持しており、
ねじＮの挿入方向がずれることはない。

【００２５】次に、スライダ装置６０について説明する
と、このスライダ装置６０は、前記フロント部材２０の
後面に弾発部材６３を介して連結され、駆動部材６５に
よって機台１１に沿って前後動自在に構成されている。
すなわち、このスライダ装置６０は、次述するドライバ
装置７０のビット７１をチャック装置４０に把持された
ねじＮに対して前進または後退させるためのもので、前
記機台１１上にねじの締め付け方向に沿って設けられた
レール部材６４上に配置されている。弾発部材６３はエ
アシリンダ装置またはばねよりなり、フロント部材２０
との間に設けられたロッド６１を介して、スライダ装置
６０をフロント部材２０に対して所定の弾発力で保持す
る。図の符号６２は公知のフローティングジョイントで
ある。

【００２６】前記スライダ装置６０は、その後部に設け
られたシリンダ装置などからなる駆動部材６５により前
記フロント部材２０に対して前進後退するようになって
いる。図の符号６６は作動ロッド、６７は前記作動ロッ
ド６６に結合された作動部材、６８は摺動部である。

【００２７】ドライバ装置７０はビット７１を有し、前
記スライダ装置６０に設けられる。ビット７１は先端７
１ＡがねじＮの頭部溝に係合する形状に形成されてい
る。そして、ビット７１の先端側は前記フロント部材２
０のビット挿通部２５に挿通され、後端は連結部７３を
介して駆動部材７４に連結されている。駆動部材７４は
前記ビット７１を回転させるためのもので、公知の電動
モータまたはエアモータが好適である。符号７２はモー
タの回転軸である。なお、このモータは適宜の切換機構
により回転方向を正逆に切り換えるようにしてもよい。

【００２８】このビット７１は、図２および図４に示さ
れるように、ヘッド本体３０が下降してチャック装置４
０がビット挿通部２５の前方に配置されたところで、ス
ライダ装置６０の駆動部材６５により、当該ビット挿通
部２５内を回転しながら前進する。その際、ねじＮはね
じ保持部４８，５８により把持されている。

【００２９】そして、前記ビット７１の先端をビット挿
通口２６からチャック装置４０内に挿入し、前記チャッ
ク装置４０に把持されたねじＮの頭部を押圧する。ビッ
ト７１の先端７１ＡがねじＮの頭部に係合し、ねじＮは
回転しながら後側チャック５１より前方に押し出され
る。このとき、図５から理解されるように、ねじの押出
により後側チャック５１の爪５２，５３が軸５５，５６
を中心に開いても、前側チャック４１の爪４２，４３は
弾発部材４４によって独立して閉じているので、ねじＮ
は被加工材のねじ孔１２に挿入されるまで確実に保持部
４８に保持される。

【００３０】また、図６に示されるように、ねじＮがさ
らに押し出され、前側チャック４１の爪４２，４３を広
げた時には、ねじＮはねじ孔１２内に深く挿入されてい
るので、ねじの挿入方向のぶれはない。

【００３１】一のねじ締め作業が終了したビット７１
は、スライダ装置６０によって元の位置へ戻る。その
後、次のねじ締め作業のために、ヘッド本体３０はねじ
供給部２２位置へ移動し、チャック装置４０に次のねじ
Ｎが供給される。

【００３２】

【発明の効果】以上図示し説明したように、この発明の
ねじ締め装置によれば、フロント部材にねじ供給部とビ
ット挿通部が設けられ、ヘッド本体に設けられたチャッ
ク装置が前記フロント部材のねじ供給口（ねじ供給位
置）とビット挿通口（ねじ締め位置）との間を往復動す
るようにしたものであるから、ねじの長さに関係なく、
特に長いねじの場合にあっても、従来のように何ら特別
な大型装置を使用することなく、コンパクトな装置によ
って、ねじ供給およびねじ締めを行うことができる。

【００３３】さらに、この発明のチャック装置によれ
ば、ねじを各々独立して把持する前後のチャックが設け
られているので、ビットによるネジの押出がなされ後の
チャックの爪が開いても、前のチャックの爪は閉じたま
までねじを確実に把持することができるので、長いねじ
の場合でも、先端がぶれることなく、精度よく確実に締
め付けを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例のねじ締め装置のねじ供給
状態における切欠断面図である。

【図２】同じくねじ締め状態を示す切欠断面図である。

【図３】この発明のチャック装置を示す上面図である。

【図４】チャック装置の作動を示す図であって、ねじ把
持状態の断面図である。

【図５】ビットによるねじ締め初期の状態を示す断面図
である。

【図６】同じくビットによるねじ螺着状態を示す断面図
である。

【図７】従来のねじ締め装置の一例を示す一部切欠正面
図である。

【図８】そのチャック装置の一例を示す図である。

【図９】その断面図である。

【図１０】図７で示される装置の要部を示す図である。

【図１１】長いねじを用いた場合を示す装置の要部の断
面図である。

【符号の説明】

１０ ねじ締め装置 １１ 機台 ２０ フロント部材 ２２ ビット供給部 ２５ ビット挿通部 ３０ ヘッド本体 ４０ チャック装置 ６０ スライダ装置 ７０ ドライバ装置 ７１ ビット Ｎ ねじ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機台と、 前記機台に設けられ、ねじ供給部とビット挿通部を有す
   るフロント部材と、 前記機台に設けられ、駆動部材によって前記ねじ供給部
   とビット挿通部との間を往復動自在に構成されたヘッド
   本体と、 前記ヘッド本体に設けられ、単一のねじを把持するとと
   もに該ねじの前進に伴って弾発部材によってそれぞれ独
   立して開閉動する爪を有する前側チャックと後側チャッ
   クからなるチャック装置と、 前記フロント部材と弾発部材を介して連結され、駆動部
   材によって前記機台に沿って前後動自在に構成されたス
   ライダ装置と、 前記スライダ装置に設けられ、駆動部材によって前記フ
   ロント部材のビット挿通部を挿通して回転するビットを
   有するドライバ装置を有することを特徴とするねじ締め
   装置。
2. 【請求項２】 ねじ供給部から供給されたねじを把持し
   てドライバ装置のビットによって回転して被加工材に対
   してねじ締めをする装置において、 単一のねじを把持するとともに該ねじの前進に伴って弾
   発部材によってそれぞれ独立して左右に開閉動する爪を
   有する前側チャックと後側チャックを設けたことを特徴
   とするねじ締め装置のチャック装置。