JPH09174352A - 自動ねじ締め機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】チャックユニットが任意の位置で停止可能かつ
ドライバユニットとチャックユニットとの間隔を任意に
調節可能な自動ねじ締め機を提供する。 【解決手段】本発明の自動ねじ締め機は、ＡＣサーボモ
ータの駆動により回転可能なねじ締め工具を備えたドラ
イバユニット２と、ねじ締め工具の移動路上においてね
じを保持するチャックユニット３とを備えている。前記
チャックユニット３は、ドライバユニット２と一体に昇
降可能かつ単独でも昇降可能に構成されており、しかも
このチャックユニット３は、ブレーキ手段３１の制動力
を受けて任意の位置で停止可能に構成されている。ま
た、チャックユニット３とドライバユニット２との有す
る間隔は、間隔調整機構２２によって任意に調整可能な
ように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークにねじを締
め付ける自動ねじ締め機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワークにねじを締結する手段とし
て一般に自動ねじ締め機が知られている。図７に示すよ
うに、この自動ねじ締め機５０は、モータ等の回転駆動
源５１の駆動により回転するねじ締め工具５２ａ、例え
ばドライバビット、ボックスビットなどを備えたドライ
バユニット５２を昇降駆動源５３の駆動により昇降可能
なドライバ台５４に配置して構成されており、このドラ
イバユニット５２のねじ締め工具５２ａ移動路上には、
ねじを保持するためのチャックユニット５５が配置され
ている。このチャックユニット５５は、ドライバ台５４
を挿通自在に貫通する軸５６に連結されており、軸５６
先端のストッパ部材５６ａがドライバ台５４上面に当接
することでドライバ台５４に吊り下がる状態で配置さ
れ、ドライバユニット５２と一体に昇降可能かつ単独で
も昇降可能に構成されている。また、チャックユニット
５５の移動路上には、チャックユニット５５が当接可能
なストッパ５７が設けられており、ドライバユニット５
２の下降にともなって一体に下降するチャックユニット
５５を所定の位置において止め、以降はドライバユニッ
ト５２が単独で下降してチャックユニット５５に保持さ
れたねじをワークに供給して締結できるように構成され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記自動ねじ締め機に
おいては、ドライバユニットの下降にともなって一体に
下降するチャックユニットをストッパに当接させること
で所定の位置に止め、ドライバユニットとチャックユニ
ットの各昇降動作を分離している。このため、チャック
ユニットは、ストッパに当接する以外の部署では常にド
ライバユニットの昇降にともなって動作するため、例え
ば、ねじ締め前に予めチャックユニットに保持されたね
じとドライバユニットのねじ締め工具とを係合させてお
きたい場合において、任意の位置でねじとねじ締め工具
とを接近させることができないなど、ねじ締め作業の補
助的な動作に対応することができず、極めて応用性が悪
い等の問題が発生している。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の自動ねじ締め機
は、昇降駆動源の駆動により昇降可能なドライバ台に回
転駆動源を配置し、この回転駆動源の駆動により回転可
能なねじ締め工具を備えたドライバユニットを設けると
ともに、このドライバユニットのねじ締め工具の移動路
上においてねじを保持するチャックユニットを配置して
構成されている。本自動ねじ締め機においては、チャッ
クユニットをドライバユニットと一体に昇降可能かつそ
れぞれ単独でも昇降可能に構成しており、このチャック
ユニットの昇降はブレーキ手段によって任意の位置で制
動され、停止させることが可能なように構成されてい
る。また、チャックユニットとドライバユニットとの有
する間隔は、チャックユニットに設けられる往復駆動源
と、この往復駆動源に連結されて進退可能かつドライバ
台を挿通自在に貫通して延びる軸と、この軸に設けられ
て常時ドライバ台上面側に当接するストッパとから成る
間隔調整機構によって任意に調整可能なように構成され
ている。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
の形態を説明する。図１ないし図４において、１は自動
ねじ締め機であり、供給されるねじをワークに締結する
ドライバユニット２と、このドライバユニット２の移動
路上にねじを保持するチャックユニット３と、前記ドラ
イバユニット２およびチャックユニット３の移動動作を
それぞれ制御する昇降駆動ユニット４とを備えて構成さ
れている。

【０００６】前記ドライバユニット２は、ドライバ台５
上に設置されるＡＣサーボモータ６を有しており、この
ＡＣサーボモータ６の出力軸には一体に回転する内部中
空の駆動軸７が下方に延びて連結されている。また、前
記ドライバ台５には、駆動軸７を案内するガイド部８が
取付けられており、このガイド部８にはねじ締め作業を
行う際、外部の吸引装置（図示せず）が連結され、前記
駆動軸７内部を通じてエア吸引がなされるように構成さ
れている。さらに駆動軸７の先端には、駆動軸７に連通
する中空状を成してねじの係合部に係合する駆動部９ａ
を備えたねじ締め工具９が連結されている。本発明の実
施の形態では、ねじ締め工具９として、一般にねじの一
例である六角ボルト（以下、単にボルトと称す）を締結
する際に使用されるボックスビットを選択しており、こ
のねじ締め工具９に駆動部９ａから駆動軸７に連通する
貫通穴９ｂを成形し、先端からエア吸引できるように構
成している。

【０００７】前記チャックユニット３は、ドライバユニ
ット２下方に設けられており、ドライバユニット２のね
じ締め工具９を案内する案内スリーブ１０ａを備えたチ
ャック台１０を備えている。このチャック台１０には、
第１シリンダ１１ａの作動により横方向（ねじ締め工具
の軸線に直交する方向）に往復移動可能な２本の第１ス
ライド軸１１ｂ，１１ｂと、第１スライド軸１１ｂ，１
１ｂの先端にそれぞれ取付けられるチャック爪取付板１
１ｃ，１１ｃとを備えたスライド機構１１が配設されて
いる。このスライド機構１１の第１スライド軸１１ｂ，
１１ｂおよびチャック爪取付板１１ｃ，１１ｃは、前記
案内スリーブ１０ａおよび後記する供給スリーブ１０ｂ
を挟んで往復移動する位置に配置されており、前記ねじ
締め工具９の移動路と交わることなく移動できるように
構成されている。

【０００８】また、前記スライド機構１１のチャック爪
取付板１１ｃには、拡開可能な一対のチャック爪１２，
１２が常時閉止するよう付勢して取付けられている。こ
のチャック爪１２，１２は、対向する面にねじを案内し
保持する保持穴１２ａが分割成形される構成を成し、前
記第１シリンダ１１ａの作動により、前記案内スリーブ
１０ａに保持穴１２ａを連通させる位置と、案内スリー
ブ１０ａに隣接して設けられる供給スリーブ１０ｂに保
持穴１２ａを連通させる位置との間を往復移動するよう
に構成されている。前記供給スリーブ１０ｂは、案内ス
リーブ１０ａを案内されるねじ締め工具９と軸線平行に
配置される構成であり、この供給スリーブ１０ｂには、
外部のボルト供給装置（図示せず）から延びる給送ホー
ス１３が連結されている。なお、これら案内スリーブ１
０ａ、供給スリーブ１０ｂの下端面は同一面上にあり、
またチャック爪１２，１２の保持穴１２ａ上面位置も同
じ面上に位置するように設定されている。

【０００９】また、前記チャック台１０には供給スリー
ブ１０ｂ先端位置およびねじ締め工具９の移動路上とな
る案内スリーブ１０ａ先端位置において、チャック爪１
２，１２を拡開不能に支持するストッパが設けられてい
る。このストッパは、チャック爪１２，１２の移動方向
前後に位置する第１、第２ストッパ１５，１６から構成
されている。このストッパの第１ストッパ１５は、案内
スリーブ１０ａ下方でチャック爪１２，１２の拡開を規
制するように設けられるもので、図５に示すように、下
部に台形状の切欠部１７ａを有する係止板１７と、この
係止板１７を上下に往復移動させる第２シリンダ１８と
から構成されている。また、第２ストッパ１６は、供給
スリーブ１０ｂ下方でチャック爪１２，１２の拡開を規
制するように設けられるものであり、チャック台１０側
面に円形の係合穴１９ａが成形された係止板１９を取付
けて構成されている。なお、このような第１、第２スト
ッパ１５，１６に対応して、チャック爪１２，１２の移
動方向に向く各面には係合部材２０，２１が設けられて
いる。

【００１０】前記チャック爪１２，１２に各設けられる
係合部材２０，２１について、第１ストッパ１５に対応
して設けられる係合部材２０は、チャック爪１２，１２
にそれぞれカムフォロアなどを突出して設けた構成であ
り、チャック爪１２，１２が閉じた状態において第１ス
トッパ１５における係止板１７下部の切欠部１７ａに係
合するよう構成されている。また、第２ストッパ１６に
対応して設けられる係合部材２１は、チャック爪１２，
１２が閉じた状態にある時、略円柱状を成す形状でチャ
ック爪１２，１２に分割配置されており、チャック爪１
２，１２が閉じた状態で供給スリーブ１０ｂ下部に到達
した時点を以て第２ストッパ１６の係合穴１９ａに係合
するように配置されている。

【００１１】さらに、チャックユニット３には、前記ド
ライバユニット２との間隔を調整するための間隔調整機
構２２が取付けられている。この間隔調整機構２２は、
前記チャック台１０上面に取付けられる往復駆動源の一
例である第３シリンダ２２ａと、この第３シリンダ２２
ａのロッドに連結されてかつ上方のドライバ台５を挿通
自在に貫通する軸２２ｂと、この軸２２ｂのドライバ台
５上方に突出する先端に固定されるストッパ部材２２ｃ
とから構成されており、チャックユニット３は、ストッ
パ部材２２ｃが常時ドライバ台５上面に係止することで
ドライバ台５に吊り下げられる如く支持され、第３シリ
ンダ２２ａのロッドの伸縮にともなって、ドライバユニ
ット２と離反、接近できるように構成されている。

【００１２】前記昇降制御ユニット４は、前記ドライバ
ユニット２とチャックユニット３とを一体に昇降させる
昇降駆動源２３と、チャックユニット３を任意の位置に
位置決め可能な位置決め機構２４とを備えて成る。ま
ず、昇降駆動源２３についてであるが、この昇降駆動源
２３はＸＹテーブル（図示せず）などの移動手段に取付
け可能なベース部材２５にＡＣサーボモータ２６を設置
し、このＡＣサーボモータ２６の駆動により動作するボ
ールねじ機構２７を配して構成されている。この昇降駆
動源２３におけるボールねじ機構２７は、軸線垂直に配
したねじ軸２７ａが回転することによって、これに沿っ
て移動する軸受２７ｂが上下方向に移動できるように構
成されており、この軸受２７ｂは前記ドライバユニット
２のドライバ台５に連結されて、ドライバ台５を一体に
移動させるように構成されている。

【００１３】前記位置決め機構２４は、ベース部材２５
上下両脇部分に案内されて上下に移動可能な２本の第２
スライド軸２８，２８を有しており、これら第２スライ
ド軸２８の下端には、前記チャックユニット３のチャッ
ク台１０が一体に連結される構成となっている。この位
置決め機構２４の各第２スライド軸２８は、図６に示す
ように、連結部材２９によって連結されて一体に動作す
る構造となっており、この連結部材２９にはピニオンギ
ア３０が回転自在に設けられるとともに、このピニオン
ギア３０の回転軸３０ａの回転を制動するブレーキ手段
３１が取付けられている。また、前記ベース部材２５に
は、連結部材２９のピニオンギア３０が噛合するラック
３２が上下に延びて取付けられており、第２スライド軸
２８の上下動によってピニオンギア３０がこのラック３
２に沿って移動するように構成されている。

【００１４】上記構成の自動ねじ締め機１においては、
ねじ締め作業に際して、まず第１シリンダ１１ａが作動
してチャック爪１２，１２を供給スリーブ１０ｂ下方に
移動させる。この時、チャック爪１２，１２の係合部材
２１は第２ストッパ１６の係合穴１９ａに嵌合するた
め、チャック爪１２，１２は拡開不可能な状態になり、
この状態でボルト供給装置（図示せず）から給送パイプ
１３を通じて六角ボルト（以下、単にボルトと称する）
がエア圧送され、チャック爪１２，１２の保持穴１２ａ
に供給保持される。この時、供給スリーブ１０ｂからチ
ャック爪１２，１２の保持穴１２ａまでは直線的である
ため、ボルトの長さによって供給を制限されるようなこ
とがなく、如何なる長さのボルトであってもチャック爪
１２，１２まで良好に供給することが可能である。ま
た、このような供給スリーブ１０ｂからチャック爪１
２，１２の保持穴１２ａまでが直線的に構成される供給
方式においては、給送パイプとチャック爪の保持穴とを
屈曲して接続した従来のチャックユニットに比して、ボ
ルト供給時にチャック爪１２，１２にかかる衝撃が増大
するが、本自動ねじ締め機１ではチャック爪１２，１２
の拡開を第２ストッパ１６によって阻止しているため、
ボルト供給時の衝撃によるチャック爪１２，１２の拡開
を防止し、チャック爪１２，１２からボルトが飛び出す
ような不具合を防止できる。

【００１５】前述のようにしてチャック爪１２，１２に
ボルトが供給されると、第１シリンダ１１ａが復動して
チャック爪１２，１２を案内スリーブ１０ａ下方に移動
させ、チャック爪１２，１２に保持されたボルトの軸線
を案内スリーブ１０ａに案内されるねじ締め工具９の軸
線に一致させるとともに、第２シリンダ１８が作動して
係止板１７を下降させ、切欠部１７ａを係合部材２０と
係合させて、チャック爪１２，１２を拡開不可能な状態
とする。この状態でＡＣサーボモータ２６が駆動する
と、ボールねじ機構２７の軸受２７ｂはねじ軸２７ａに
沿って下降を開始し、これと一体にドライバユニット２
を下降させる。

【００１６】このようにドライバユニット２が下降する
ことによって、チャックユニット３も自重で下降するべ
きであるが、この時、ブレーキ手段３１の作動によって
ピニオンギア３０の回転が抑制されており、チャックユ
ニット３は下降することができないようになっている。
したがって、チャック爪１２，１２に保持されたボルト
にはドライバユニット２の下降にともなってねじ締め工
具９が到達し、ＡＣサーボモータ２６の駆動によりねじ
締め工具９が回転してボルトに嵌合する。この時、チャ
ック爪１２，１２は第１ストッパ１５により拡開不可能
な状態にあるため、ねじ締め工具９は確実にボルトに嵌
合することができる。また、ねじ締め工具９の先端から
は吸引装置（図示せず）の作動によってエア吸引がなさ
れているため、ボルトはねじ締め工具９に嵌合すると同
時に吸着されてねじ締め工具９から脱落しないように保
持される。

【００１７】このようにねじ締め工具９がボルトに嵌合
し、かつボルトを吸引保持した状態において第３シリン
ダ２２ａが駆動すると、ドライバユニット２の下降によ
ってドライバ台５から離脱しているストッパ部材２２ｃ
がドライバ台５に当接するまで下降し、ブレーキ手段３
１による制動を解除してもドライバユニット２とチャッ
クユニット３との間隔が変化しないように調整される。
このことによって、ボルトをチャック爪１２，１２に保
持した状態で、ＡＣサーボモータ６の駆動によりドライ
バユニット２とチャックユニット３とを一体に下降させ
ることが可能になり、例えばねじ部の長いボルトをねじ
締め工具９に保持したような場合に見られる、ボルトの
振れを防止することが可能である。

【００１８】その後、チャックユニット３がワークのボ
ルト締結位置に到達すると、再度ブレーキ手段３１が作
動してチャックユニット３の下降を停止させ、ドライバ
ユニット２のみを下降させる。この時、第２シリンダが
作動して第１ストッパの係止板を係合部材に係合する位
置から引き上げ、チャックを拡開可能な状態に戻す。よ
って、チャック爪１２，１２に保持されたボルトはねじ
締め工具９によって押し出され、ＡＣサーボモータ６の
駆動によりねじ締め工具９が回転するにともなってワー
クに締結される。

【００１９】なお、本自動ねじ締め機１においては、ス
ライド機構１１の第１スライド軸１１ｂおよびチャック
爪取付板１１ｃがねじ締め工具９の移動路に交わること
がないので、ねじ締め工具９がチャック爪１２，１２を
拡開してボルトをワークに締結している最中であって
も、第１シリンダ１１ａの作動によりチャック爪１２，
１２を供給スリーブ１０ｂ先端まで移動させ、新たなボ
ルトの供給保持が可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の自動ねじ
締め機は、ベース部材に沿って上下に移動可能な第２ス
ライド軸の移動にともなってラックに沿って回転するピ
ニオンギアを設け、このピニオンギアの回転軸を制動す
るようブレーキ手段を設け、第２スライド軸と一体に移
動するチャックユニットの昇降を制動しているため、チ
ャックユニットを任意の位置において停止させることが
でき、締結作業を行う前に、予めチャックユニットのチ
ャック爪に保持されたボルトの頭部にねじ締め工具を嵌
合させるような補助的な作業をボルトの長さに関係なく
極めて良好に行うことが可能である等の利点がある。ま
た、第３シリンダの作動により上下する軸にドライバユ
ニットのドライバ台上面に当接するストッパ部材を備え
た間隔調整機構を備えているため、ドライバユニットと
チャックユニットとの間隔を任意に調節することがで
き、前述のように予めねじにねじ締め工具を嵌合させた
時など、その時の間隔を保ったままドライバユニットと
チャックユニットとを移動させることができ、例えばチ
ャック爪とねじ締め工具とによってボルトを確実に保持
し、締結位置まで安定して供給することが可能である等
の利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動ねじ締め機の正面図である。

【図２】本発明に係る自動ねじ締め機の内部構成を明ら
かにした断面図である。

【図３】本発明に係る自動ねじ締め機の側面図である。

【図４】本発明に係る自動ねじ締め機の底面図である。

【図５】本発明に係る自動ねじ締め機の第１ストッパ付
近を示す要部拡大断面図である。

【図６】本発明に係る自動ねじ締め機のブレーキ機構付
近を示す要部拡大断面図である。

【図７】従来例の説明図である。

【符号の説明】

１ 自動ねじ締め機 ２ ドライバユニット ３ チャックユニット ４ 昇降駆動ユニット ５ ドライバ台 ６ ＡＣサーボモータ ９ ねじ締め工具 １０ チャック台 １０ａ 案内スリーブ １０ｂ 供給スリーブ １１ スライド機構 １１ａ 第１シリンダ １１ｂ 第１スライド軸 １１ｃ チャック爪取付板 １２ チャック爪 １５ 第１ストッパ １６ 第２ストッパ １７ 係止板 １８ 第２シリンダ １９ 係止板 ２０ 係合部材 ２１ 係合部材 ２２ 間隔調整機構 ２２ａ 第３シリンダ ２２ｂ 軸 ２２ｃ ストッパ部材 ２３ 昇降駆動源 ２４ 位置決め機構 ２５ ベース部材 ２６ ＡＣサーボモータ ２７ ボールねじ機構 ２８ 第２スライド軸 ３０ ピニオンギア ３１ ブレーキ手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】昇降駆動源の駆動により昇降可能なドライ
   バ台に回転駆動源を配置し、この回転駆動源の駆動によ
   り回転可能なねじ締め工具を備えたドライバユニットを
   設けるとともに、このドライバユニットのねじ締め工具
   の移動路上においてねじを保持するチャックユニットを
   配置する一方、 チャックユニットをドライバユニットと一体に昇降可能
   かつそれぞれ単独でも昇降可能に構成し、チャックユニ
   ットの昇降を制動するブレーキ手段を設け、任意の位置
   でチャックユニットを停止可能に構成したことを特徴と
   する自動ねじ締め機。
2. 【請求項２】昇降駆動源の駆動により昇降可能なドライ
   バ台に回転駆動源を配置し、この回転駆動源の駆動によ
   り回転可能なねじ締め工具を備えたドライバユニットを
   設けるとともに、このドライバユニットのねじ締め工具
   の移動路上においてねじを保持するチャックユニットを
   配置する一方、 チャックユニットをドライバユニットと一体に昇降可能
   かつそれぞれ単独でも昇降可能に構成し、チャックユニ
   ットの昇降を制動するブレーキ手段を設け、任意の位置
   でチャックユニットを停止可能に構成するとともに、 チャックユニットとドライバユニットとの有する間隔を
   任意に変更する間隔調整機構を設けたことを特徴とする
   自動ねじ締め機。
3. 【請求項３】間隔調整機構は、チャックユニットに設け
   られる往復駆動源と、この往復駆動源に連結されて進退
   可能かつドライバ台を挿通自在に貫通して延びる軸と、
   この軸に設けられるストッパ部材とから成ることを特徴
   とする請求項２に記載の自動ねじ締め機。
4. 【請求項４】ストッパ部材は、ドライバ台の上面側に係
   止することを特徴とする請求項３に記載の自動ねじ締め
   機。