JPH09234637A - 自動ねじ締め機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】チャック爪に保持された状態にあるねじの頭部
に、あらかじめねじ締めビットを嵌合させておくことが
できる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、回転駆動源の
駆動を受けて回転するねじ締めビット５ｃを備えたドラ
イバユニット５と、このドライバユニット５を軸線方向
に往復移動させる往復駆動源３と、前記ねじ締めビット
５ｃの移動路上にねじを保持するチャック爪８を備えた
チャックユニット６と、前記チャック爪８を拡開可能な
状態と拡開不可能な状態とに切り替える拡開制御手段１
１とを設けて構成されている。前記往復駆動源３は、ね
じ締めビット５ｃをチャック爪８に保持されたねじの頭
部に嵌合する位置で一旦停止させるように構成されてお
り、前記拡開制御手段１１は、この往復駆動源３の作動
状態とねじ締めビット５ｃの位置を検出するセンサ１５
の状態とをみる制御装置によって制御されるように構成
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
結する自動ねじ締め機に関し、詳しくはねじにねじ締め
ビットを確実に嵌合させてねじ締め作業を行うことが可
能な自動ねじ締め機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から自動ねじ締め機としては、シリ
ンダなどの往復駆動源の作動により軸線方向に往復移動
可能なドライバユニットを設け、このドライバユニット
の移動路上にねじを保持するチャックユニットを設けて
構成されるものが一般に広く知られている。この自動ね
じ締め機において、チャックユニットにはねじを保持す
るために拡開可能な一対のチャック爪が設けられてい
る。このチャック爪は、ばねなどの弾性体の付勢により
常時閉じて設けられており、その対向面には保持穴が分
割成形されて、ねじを嵌合保持できるように構成されて
いる。また、チャックユニットには、ねじ供給装置から
延びる給送パイプが接続されるようになっており、この
給送パイプを通じて前記チャック爪にねじをエア圧送で
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】しかし、上記したよう
な従来の自動ねじ締め機では、チャック爪にねじをエア
圧送すると、到着時の衝撃でチャック爪が開いてしま
い、チャック爪からねじが突出する等の問題が発生して
いる。また、ねじ締め作業の効率を上げるため、チャッ
クに保持された状態にあるねじに、あらかじめねじ締め
ビットを係合させておこうとすると、ねじがビットに押
されてチャック爪から突出してしまい、ビットを係合さ
せることが極めて困難になるとともに、たとえねじ締め
ビットとねじが係合したとしても、それを確認すること
ができないため、ビットを余分に移動させてしまい、結
局ねじをチャック爪から押し出してしまう等の問題も発
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、回転駆動源の駆動を受けて回転するねじ締めビット
を備えたドライバユニットと、このドライバユニットを
軸線方向に往復移動させる往復駆動源と、常時閉じる方
向に付勢して設けられる拡開可能な一対のチャック爪に
より前記ねじ締めビット移動路上にねじを保持するチャ
ックユニットと、前記チャックユニットのチャック爪を
拡開可能な状態と、拡開不可能な状態に切り替える拡開
制御手段とを設けて構成されている。なお、前記往復駆
動源は２段階ストロークを有するシリンダ機構より成
り、ねじ締めビットがチャック爪に保持されたねじの頭
部に嵌合する位置で一旦停止するように構成されてい
る。また、本自動ねじ締め機には、ねじ締めビットの位
置を検出するセンサと、このセンサの状態をみて拡開制
御手段を作動させる制御装置とを設けることもでき、こ
れらを設けておけば、ねじ締めビットの位置を確認して
から拡開制御手段を作動させることができる。

【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３において、１は自動
ねじ締め機であり、ベース２に設置された往復駆動源３
を有している。この往復駆動源３は、２本のシリンダ３
ａ，３ｂを軸線平行に配置してなるシリンダ機構によっ
て構成されており、この往復駆動源３のシリンダ３ｂの
ロッドには、前記ベース２に沿って上下に移動自在なド
ライバ台４が連結されている。また、シリンダ３ａのロ
ッドは、ドライバ台４を下方に押すべくドライバ台４上
面に近接して設けられており、ドライバ台４は、最初シ
リンダ３ａの作動によって下降し、シリンダ３ａのロッ
ドが伸びきると、続いてシリンダ３ａよりもロッドのス
トロークの長いシリンダ３ｂの作動によってさらに下降
するように構成されている。なお、シリンダ３ａには、
ロッドが伸びきったことを検出できるよう、検出手段１
６が設けられている。

【０００６】前記ドライバ台４はベース２から前方に突
出して設けられており、そこには、ドライバユニット５
が一体に移動可能に設置されている。このドライバユニ
ット５は、モータなどの回転駆動源５ａと、この回転駆
動源５ａの駆動により回転可能な駆動軸５ｂと、この駆
動軸５ｂ先端に連結されて一体に回転可能なねじ締めビ
ット５ｃとを備えて構成されている。ねじ締めビット５
ｃは、ねじの一例である六角ボルト（以下、単にボルト
と称す）を締結するために使用されるボックスビットで
あり、その先端からはエア吸引を行ってボルトを吸引保
持できるように構成されている。

【０００７】また、前記ベース２下部には、ブラケット
２ａを介してチャックユニット６が取付けられている。
このチャックユニット６は、図４および図５に示すよう
に、前記ねじ締めビット５ｃを案内するチャック本体７
と、このチャック本体７先端に配置されてねじ締めビッ
ト５ｃの移動路上にねじを保持する一対のチャック爪８
と、外部のボルト供給装置（図示せず）から延びる給送
ホース９が接続されるスイングパイプ１０とから構成さ
れている。このチャックユニット６において、チャック
爪８はばねなどの弾性体（図示せず）により常時閉じる
方向に付勢されており、閉じた状態において対向面に分
割成形される保持穴８ａにねじを保持可能なように構成
されている。また、スイングパイプ１０は、チャック本
体７に回動可能に取付けられて常時チャック爪８の保持
穴８ａに連通しているが、ねじ締め作業の際には、チャ
ック本体７に案内されて前進するねじ締めビット５ｃに
よって押し退けられるように構成されている。

【０００８】前記チャック本体７には、チャック爪８の
拡開を制御する拡開制御手段１１が一体に取付けられて
いる。この拡開制御手段１１はチャック本体７に固定さ
れるブラケット１１ａにシリンダ１２を配置し、このシ
リンダ１２のロッドに係合板１３を連結するとともに、
前記一対のチャック爪８それぞれにこの係合板１３が係
合可能な突起部１４を対象配置して構成されている。係
合板１３は、下部を台形状に切欠いた形状を成し、下方
に移動するにともなって突起部１４を強力に押圧できる
ように構成されている。また、突起部１４は、その外周
に回転自在な筒状体１４ａを具備しており、係合板１３
が係合する際の摩擦等を軽減して互いの摩耗を防ぐよう
構成されている。

【０００９】また、前記ベース２には制御装置（図示せ
ず）に接続されるセンサ１５が取付けられており、前記
ドライバ台４の側面を検出可能なように構成されてい
る。このセンサ１５は、ねじ締めビット５ｃがチャック
爪８に保持されるボルトの頭部と正確に嵌合した時に、
ドライバ台４の側面を検出してＯＮになるよう、その取
付け位置が定められている。また、このセンサ１５が接
続される制御装置には、前記シリンダ３ａの検出手段も
接続されるようになっており、この制御装置は、センサ
１５の状態および前記シリンダ３ａの検出手段の状態か
ら判断して拡開制御手段１１のシリンダ１２の作動を制
御するように構成されている。

【００１０】上記構成の自動ねじ締め機１において、ボ
ルト供給装置（図示せず）から給送ホース９を通じてエ
ア圧送されたボルトは、スイングパイプ１０を通過して
チャック爪８の保持穴８ａに供給される。この時、ドラ
イバ台４は最も上昇した位置にあって、センサ１５の検
出範囲から外れており、センサ１５はＯＦＦになってい
る。また、シリンダ３ａの検出手段１６もＯＦＦになっ
ており、このようにセンサ１５および検出手段１６がＯ
ＦＦの場合には、拡開制御手段１１のシリンダ１２には
制御装置（図示せず）からロッドを伸長させる旨の動作
命令が発せられ、シリンダ１２はこれに応じてロッドを
伸長させる。そのため、係合板１３は突起部１４に係合
し、チャック爪８を拡開不可能な状態に支持する。よっ
て、チャック爪８にボルトをエア圧送しても、その時の
衝撃でチャック爪８が開いてしまうような不具合がなく
なり、確実にボルトの供給を行うことができる。

【００１１】チャック爪８にボルトが供給されると、続
いて往復駆動源３のシリンダ３ａが作動し、ドライバ台
４を押してドライバユニット５とともにこれを下降させ
る。この時、ドライバ台４に連結されるシリンダ３ｂの
ロッドは、ドライバ台４の下降に追従して自由伸長する
ようになっている。このようにドライバ台４およびドラ
イバユニット５が下降することによって、ねじ締めビッ
ト５ｃはチャック本体７に案内されてチャック爪８に至
り、そこに保持されたボルト頭部に嵌合する。なお、位
相のずれによってねじ締めビット５ｃがボルト頭部に嵌
合できない場合は、回転駆動源５ａの駆動によりねじ締
めビット５ｃを回転させてボルト頭部と嵌合させる。こ
の時、ねじ締めビット５ｃの先端からはエアが吸引され
ているため、ボルトはねじ締めビット５ｃに吸引保持さ
れる。また、チャック爪８は拡開不可能な状態に支持さ
れたままであるから、チャック爪８からボルトを押し出
すことなく確実にボルト頭部にねじ締めビット５ｃを嵌
合させることができる。

【００１２】シリンダ３ａのロッドは、ねじ締めビット
５ｃがボルト頭部に嵌合する位置で伸びきるようになっ
ており、そのためにドライバユニット５の下降は一旦停
止する。このように、ねじ締めビット５ｃがボルトに嵌
合した時点でドライバユニット５の下降を一旦停止させ
ると、ボルト、チャック爪８、拡開制御手段１１に余分
な推力が作用することを防止でき、これら各部の変形、
損傷を防止することが可能である。

【００１３】ねじ締めビット５ｃがボルト頭部に嵌合す
ることでセンサ１５はドライバ台４側面を検出してＯＮ
になるとともに、検出手段１６もシリンダ３ａのロッド
が伸びきったことを検出してＯＮになる。このようにセ
ンサ１５および検出手段１６がＯＮの時には、制御装置
からシリンダ１２を復動させる命令が発せられ、これに
応じてシリンダ１２はそれまで伸長していたロッドを後
退させる。このことによって、係合板１３は突起部１４
から離脱し、チャック爪８が拡開可能な状態になる。そ
の後、往復駆動源３のシリンダ３ｂが作動してドライバ
台４、ドライバユニット５をさらに下降させると、ねじ
締めビット５ｃに吸引保持されたボルトはチャック爪８
から押し出されてワークの締結位置に供給され、回転駆
動源５ａの駆動によってワークに締め付けられる。

【００１４】なお、本発明の実施の形態においては、往
復駆動源３としてシリンダ機構を例に挙げて説明した
が、何もこれに限定されるものではなく、例えばＡＣサ
ーボモータに連結されて回転可能なねじ軸と、このねじ
軸の回転にともなってこれに沿って移動するナット部材
とを備えたボールねじ機構であってもよく、ナット部材
が所定の位置に達するとこれを検出してＯＮになるよ
う、検出手段を設けておけば、上記シリンダ機構による
構成と同様の効果を得ることができる。

【００１５】

【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、シリンダの作動により移動する係合板を、チ
ャック爪に設けた突起部に係合させることによってチャ
ック爪の拡開を不可能としているため、ボルト供給装置
からボルトをエア圧送した時の衝撃でチャック爪が押し
開かれる問題を解決することができ、また、チャック爪
に保持されたボルトにねじ締めビットを確実に嵌合させ
て保持することができる等の利点がある。また、往復駆
動源は、ねじ締めビットをチャック爪に保持されたねじ
の頭部に嵌合した時点で一旦停止させるシリンダ機構で
あるため、チャックユニットに余分な推力が作用するこ
とを防ぎ、チャック爪を拡開不可能な状態に保っている
拡開制御手段の変形、破損を防止できる等の利点があ
る。さらに、ボックスビットの位置を検出できるセンサ
を設け、このセンサと往復駆動源の作動状態とをみて拡
開制御手段の作動を制御する制御装置を設けているた
め、ねじ締めビットがボルト頭部に嵌合した時点で速や
かに拡開制御手段を作動させることができ、ねじ締めビ
ットにボルトを確実に嵌合保持し、かつねじ締め作業時
における作業性を向上することができる等の利点があ
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一部を切り欠い
た正面図である。

【図２】本発明に係る自動ねじ締め機の側面図である。

【図３】本発明に係る自動ねじ締め機の往復駆動源付近
を示す要部拡大断面図である。

【図４】本発明に係る自動ねじ締め機のチャックユニッ
ト付近を示す要部拡大断面図である。

【図５】本発明に係る自動ねじ締め機のチャックユニッ
ト付近を示す要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 自動ねじ締め機 ２ ベース ２ａ ブラケット ３ 往復駆動源 ３ａ シリンダ ３ｂ シリンダ ４ ドライバ台 ５ ドライバユニット ５ａ 回転駆動源 ５ｂ 駆動軸 ５ｃ ねじ締めビット ６ チャックユニット ７ チャック本体 ８ チャック爪 ８ａ 保持穴 ９ 給送ホース １０ スイングパイプ １１ 拡開制御手段 １１ａ ブラケット １２ シリンダ １３ 係合板 １４ 突起部 １５ センサ １６ 検出手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動源の駆動を受けて回転するねじ締
   めビットを備えたドライバユニットと、 このドライバユニットを軸線方向に往復移動させる往復
   駆動源と、 常時閉じる方向に付勢して設けられる拡開可能な一対の
   チャック爪により前記ねじ締めビット移動路上にねじを
   保持するチャックユニットと、 前記チャックユニットのチャック爪を拡開可能な状態と
   拡開不可能な状態とに切り替える拡開制御手段とを設け
   たことを特徴とする自動ねじ締め機。
2. 【請求項２】往復駆動源は、ねじ締めビットをチャック
   爪に保持されたねじに嵌合した時点で一旦停止させるシ
   リンダ機構より成ることを特徴とする請求項１に記載の
   自動ねじ締め機。
3. 【請求項３】ねじ締めビットの位置を検出するセンサを
   設け、このセンサの状態と往復駆動源の作動状態とをみ
   て拡開制御手段を作動させる制御装置を設けたことを特
   徴とする請求項１または請求項２に記載の自動ねじ締め
   機。