(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
取り付けられたドライバビットを回転駆動する回転駆動機構と、
前記回転駆動機構に取り付けられたドライバビットを収容するビットハウジングと、
前記ビットハウジング内に配置され、前記回転駆動機構に取り付けられたドライバビットが延在するビット孔を有するスリーブと、
前記ビットハウジング内に設けられ、前記ビットハウジングに対して前記スリーブを前記回転駆動機構に向かう方向に付勢する弾性体と、
前記ビットハウジングの外周に設けられた吸引接続口と
を有し、
前記吸引接続口に設けられた吸引通路は、前記スリーブを貫通して前記ビット孔に繋がる貫通孔を介して、前記ビット孔の内部空間に接続され、
前記スリーブは、前記ビットハウジングの先端から一部が突出する小径部と、該小径部より外径が大きい大径部とを有し、
前記ビットハウジングは、前記スリーブの前記小径部を収容する小径部と、前記スリーブの前記大径部を移動可能に収容する大径部とを有し、
前記スリーブの前記小径部の外周面と前記ビットハウジングの前記小径部の内周面との間に環状空間が形成され、
該環状空間内に前記弾性体が配置され、
前記ビットハウジングの前記吸引通路が前記環状空間に連通し、且つ、前記環状空間は前記スリーブの前記貫通孔を介して前記ビット孔に連通する
ネジ締めドライバ。
【請求項２】
請求項１記載のネジ締めドライバであって、
前記スリーブは前記弾性体により付勢された状態で、前記スリーブの前記大径部の上端面は、前記ビットハウジングの前記大径部に設けられたストッパに当接するネジ締めドライバ。
【請求項３】
請求項２記載のネジ締めドライバであって、
前記スリーブの前記大径部の上端面が前記ストッパに当接した状態で、前記スリーブの大径部の下端面と前記ビットハウジングの前記大径部と前記小径部との間の段差面との間に所定の距離の間隙が形成されるネジ締めドライバ。
【請求項４】
請求項３記載のネジ締めドライバであって、
前記スリーブの前記大径部を貫通する前記ビット孔の内面に、前記ビット孔の内面と前記ドライバビットの外面との間に形成される間隙をシールするシール材が設けられるネジ締めドライバ。
【請求項５】
請求項４記載のネジ締めドライバであって、
前記弾性体はコイルスプリングであり、前記スリーブの重量を支えて前記スリーブの前記大径部の前記上端面を前記ストッパに当接させる付勢力を発生し、
該付勢力は、前記吸引通路から供給された負圧により前記スリーブの前記大径部の前記下端面に作用する下向きの力より小さい
ネジ締めドライバ。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちいずれか一項記載のネジ締めドライバと、
前記ネジ締めドライバを水平方向及び垂直方向に移動するドライバ移動機構と、
前記ネジ締めドライバにネジ吸着用の負圧を供給する負圧供給源と、
前記ドライバ移動機構の駆動と、前記負圧供給源から負圧の供給とを制御する制御部と
を有するネジ締め装置であって、
前記制御部は、前記ネジ締めドライバによりネジを吸着する前に、前記ネジ締めドライバに負圧を供給することで、前記スリーブを下降させて、前記スリーブの前記小径部の先端からの前記ドライバビットの突出距離を小さくし、且つ前記ネジをネジ締め位置に移動した後に、前記ネジ締めドライバへの負圧の供給を停止することで、前記スリーブを上昇させて、前記スリーブの前記小径部の先端からの前記ドライバビットの突出距離を大きくするネジ締め装置。
【請求項７】
ネジ締めドライバのスリーブの先端から突出したドライバビットの先端にネジを係合させてネジ締めを行なうネジ締め方法であって、
前記ネジ締めドライバに負圧を供給して、前記スリーブにかかる負圧により発生する力で前記スリーブを下降させ、
前記ネジ締めドライバを下降させて前記スリーブの先端を前記ネジの頭部に当接させて前記ネジの頭部にかかる負圧により発生する吸着力で前記ネジを前記スリーブで保持し、
前記スリーブで前記ネジを保持したまま前記ネジ締めドライバを移動して前記ネジをネジ締め位置に移動し、
前記ネジをネジ締め位置に移動した後、前記負圧の供給を停止して前記ネジへの吸着力を無くすと共に、前記スリーブを弾性体により上方に付勢して前記スリーブを上昇させることで、前記ドライバビットの先端を前記ネジの係合凹部に係合させ、
さらに前記スリーブを弾性体により上方に付勢して前記スリーブを上昇させることで、前記スリーブを前記ネジから離間させ、
前記スリーブが前記ネジから離間した後、前記ネジ締めドライバを駆動して前記ドライバビットを回転させ、前記ネジを締め付ける
ネジ締め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はネジ締め機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機器や電子機器のような製品の組み立て工程において、部品を固定するためにネジ締めが用いられることが多い。通常、ネジ締め用のネジの頭部にはドライバビットの先端に係合する凹部が設けられており、ネジの凹部にドライバビットの先端を係合させてネジを回転させることで、ネジ締めを行なう。
【０００３】
ネジが磁性材料で形成されている場合は、ドライバビットを磁化しておき、磁力でネジをドライバビットの先端に保持することができる。ネジが非磁性材料で形成されている場合は、磁力を利用できないので、負圧吸引機構をドライバビットの周囲に設け、ネジを負圧吸引機構で吸引することで、ドライバビットの先端部分に保持することが一般的に行なわれている。
【０００４】
負圧吸引機構は、例えば、ドライバビットの周囲を囲むスリーブを有する。スリーブの先端はネジの頭部に対応する形状となっており、スリーブ内の空気を吸引することでスリーブの先端部分でネジの頭部を負圧吸着し保持する（例えば、特許文献１参照。）。この場合、ドライバビット及びネジは回転するが、スリーブは回転しない。このため、スリーブに負圧吸着されているネジの頭部が回転し、スリーブとネジの頭部とが擦れ合って金属摩耗粉が発生するおそれがある。組み立て工程中のネジ締め工程で金属摩耗粉が飛散すると、周囲の電気部品に付着して電気部品を汚染するおそれがある。また、スリーブとネジの頭部とが擦れ合うと、ネジの頭部に傷がつき外観を損ねるおそれがある。
【０００５】
ここで、例えば、締め付けたネジ頭部が外から見えないように、ネジの頭が入り込むような凹部がネジを締め付ける位置に設けられていることがある。凹部の内径がネジ頭部の外形より僅かに大きい場合、スリーブの外形をネジ頭部の外形と同じとするかそれより小さくする必要がある。この場合、ネジを負圧吸引する際に、スリーブの端面をネジ頭部の頂面に対して押圧することとなる。したがって、スリーブの端面がネジ頭部の頂面に押圧された状態でネジ締めが行なわれるので、スリーブの端面がネジ頭部の頂面と擦れ合って金属摩耗粉が発生し、周囲に飛散する。
【０００６】
そこで、負圧吸引用のスリーブをネジから離間する方向に移動可能にするスリーブ移動機構を設け、ネジを回転させる際にスリーブをネジから離間させるビス抜取装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２７７９６１号公報
【特許文献２】特開２００７−２０３４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の特許文献２に開示されているようなスリーブ移動機構をネジ締め装置に設けることで、ネジをネジ締め位置に移動してから回転させる際にスリーブをネジから離間させ、スリーブがネジ頭部と擦れ合わないようにすることが考えられる。ただし、駆動源としてアクチュエータを含むスリーブ移動機構を設けることで、ネジ締め機構が複雑になり高価となる。また、ネジ頭部に対するスリーブ先端の位置を適切なタイミングで精度よく移動制御することが難しいという問題もある。
【０００９】
一方、上述のように、スリーブの端面をネジ頭部の頂面に押圧しながらネジを負圧吸引する場合、スリーブの端面からドライバビットの先端を突出させて、このドライバビットの突出した部分をネジの頭部の係合凹部に係合させる。したがって、ドライバビットの突出した部分がネジの頭部の係合凹部に適切に係合した状態で、スリーブの端面がネジ頭部の頂面に接触して隙間の無い状態とし、負圧吸引ができるようにしなければならない。
【００１０】
ところが、ドライバビットの先端には係合凹部に挿入し易いようにテーパが付けられているため、ドライバビットの先端がネジ頭部の係合凹部に完全に挿入されて当接する位置は一点となる。したがって、スリーブの端面から突出したドライバビットの先端がネジ頭部の係合凹部に完全に挿入されたときのスリーブの位置において、スリーブの端面がネジ頭部の頂面に隙間無く接触することが求められる。これを達成するには、スリーブの端面からのドライバビットの先端の突出長さを精度よく制御する必要があるが、ドライバビットの寸法やテーパの角度のばらつき、スリーブの寸法のばらつき等の要因により、スリーブの端面からのドライバビットの先端の突出長さを一定に維持することは難しい。
【００１１】
例えば、スリーブの端面からのドライバビットの先端の突出長さが目標長さより長くなると、ドライバビットがネジ頭部の係合凹部に係合した状態で、ネジ頭部の頂面とスリーブの端面との間に空隙ができてしまい、ネジへの負圧吸引力が減少してしまう。また、ドライバビットの先端のみでネジ頭部を保持するため、ネジが傾いてしまうおそれがある。
【００１２】
一方、スリーブの端面からのドライバビットの先端の突出長さが目標長さより短くなると、スリーブの端面が先にネジ頭部の頂面に当接してしまい、この状態ではドライバビットがネジ頭部の係合凹部に完全に係合した状態とならない。スリーブが軸方向に付勢されて移動可能となっている場合は、ドライバビットに対してスリーブが変位してドライバビットの先端がネジ頭部の係合凹部に完全に係合する。ところが、この状態でネジ締めが行なわれると、スリーブの端面がネジ頭部の頂面に押し付けられた状態でネジ頭部が回転するので、上述のようにスリーブとネジ頭部との摩擦により金属摩耗粉が発生しやすくなる。また、ドライバビットが完全にネジの係合凹部に入り込んでいないので、ドライバビットが空回りしてネジ頭部の係合凹部が変形したり削れたりするおそれがある。
【００１３】
そこで、以下に説明する実施の形態は、ネジ締め時にネジの負圧吸引を停止することでスリーブをネジ頭部から離間させることのできるネジ締めドライバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
一実施形態によれば、取り付けられたドライバビットを回転駆動する回転駆動機構と、前記回転駆動機構に取り付けられたドライバビットを収容するビットハウジングと、前記ビットハウジング内に配置され、前記回転駆動機構に取り付けられたドライバビットが延在するビット孔を有するスリーブと、前記ビットハウジング内に設けられ、前記ビットハウジングに対して前記スリーブを前記回転駆動機構に向かう方向に付勢する弾性体と、前記ビットハウジングの外周に設けられた吸引接続口とを有し、前記吸引接続口に設けられた吸引通路は、前記スリーブを貫通して前記ビット孔に繋がる貫通孔を介して、前記ビット孔の内部空間に接続され、前記スリーブは、前記ビットハウジングの先端から一部が突出する小径部と、該小径部より外径が大きい大径部とを有し、前記ビットハウジングは、前記スリーブの前記小径部を収容する小径部と、前記スリーブの前記大径部を移動可能に収容する大径部とを有し、前記スリーブの前記小径部の外周面と前記ビットハウジングの前記小径部の内周面との間に環状空間が形成され、該環状空間内に前記弾性体が配置され、前記ビットハウジングの前記吸引通路が前記環状空間に連通し、且つ、前記環状空間は前記スリーブの前記貫通孔を介して前記ビット孔に連通するネジ締めドライバが提供される。
【００１５】
また、ネジ締めドライバのスリーブの先端から突出したドライバビットの先端にネジを係合させてネジ締めを行なうネジ締め方法であって、前記ネジ締めドライバに負圧を供給して、前記スリーブにかかる負圧により発生する力で前記スリーブを下降させ、前記ネジ締めドライバを下降させて前記スリーブの先端を前記ネジの頭部に当接させて前記ネジの頭部にかかる負圧により発生する吸着力で前記ネジを前記スリーブで保持し、前記スリーブで前記ネジを保持したまま前記ネジ締めドライバを移動して前記ネジをネジ締め位置に移動し、前記ネジをネジ締め位置に移動した後、前記負圧の供給を停止して前記ネジへの吸着力を無くすと共に、前記スリーブを弾性体により上方に付勢して前記スリーブを上昇させることで、前記ドライバビットの先端を前記ネジの係合凹部に係合させ、さらに前記スリーブを弾性体により上方に付勢して前記スリーブを上昇させることで、前記スリーブを前記ネジから離間させ、前記スリーブが前記ネジから離間した後、前記ネジ締めドライバを駆動して前記ドライバビットを回転させ、前記ネジを締め付けるネジ締め方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
一実施形態によれば、ネジ締め時にネジの負圧吸引を停止することでスリーブをネジ頭部から離間させることができ、ネジ回転時にスリーブとネジ頭部が擦れ合うことが防止され、金属摩耗粉の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ネジ締めロボットの斜視図である。
【図２】ネジ締めドライバの断面図である。
【図３】ネジ供給ユニット内のパレットからネジを拾い上げる際のネジ締めドライバの動作を示す図である。
【図４】ワークに対してネジ締めを行なう際のネジ締めドライバの動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１９】
まず、一実施形態によるネジ締め機構が組み込まれた自動ネジ締め機の一例としてネジ締めロボットについて、図１を参照しながら説明する。図１はネジ締めロボットの斜視図である。
【００２０】
ネジ締めロボットは、製品の組み立て工程においてネジ締めを行なう自動ネジ締め装置であり、ネジ締めドライバ２をベース４上で水平方向（Ｘ方向）及び垂直方向（Ｚ方向）に移動するためのドライバ移動ロボット６を有する。ネジ締めドライバ２の下側でベース４の上には、ネジ締めにより組み立てられる製品（ワーク）８を載置するワーク取り付け台１０が、水平方向（Ｙ方向）に移動可能に設けられている。ワーク取り付け台１０に取り付けられたワーク８に対して、ネジ締めドライバ２を相対的にＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動することで、ネジ締めドライバ２をネジ締め位置に移動することができる。
【００２１】
ネジ締めドライバ２は電動ドライバであり、ベース４から延出する電源ライン１２を介して供給される電力で駆動される。また、ネジ締めドライバ２のドライバビットが取り付けられる側には、ベース４から延出する負圧供給ライン１４が接続され、負圧吸引用の負圧が負圧供給ライン１４を介してネジ締めドライバ２に供給される。
【００２２】
ベース４上においてワーク取り付け台１０の近傍には、ネジ供給ユニット１６が設けられている。ネジ供給ユニット１６には、ネジ締めに用いられるネジが、例えばネジ頭部を上に向けて整列した状態で配置される。例えば、ネジ供給ユニット１６において、多数のネジが同じ方向を向いて（ネジ頭部を上に向けて）パレットに保持される。ネジ締めドライバ２をネジの上方に移動してから、ネジ締めドライバ２を下降させてドライバビットの先端をネジ頭部の係合凹部に挿入し、負圧供給ライン１４を介してネジを負圧吸引することで、ネジをドライバビットの先端に保持する。そして、ネジを保持したままネジ締めドライバ２をワーク８のネジ締め位置まで移動し、ドライバビットを回転させてネジ締めを行なう。
【００２３】
ベース４内には制御ユニット１８が組み込まれている。制御ユニット１８はドライバ移動ロボット６とワーク取り付け台１０の移動を制御する。また、制御ユニット１８は、電源供給ライン１２を介して電力を供給してネジ締めドライバ２の駆動を制御し、且つ負圧供給ライン１４を介して負圧を供給してネジ締めドライバ２のネジ吸着動作を制御する。ベース４内の制御ユニット１８を含む電気回路及び負圧供給源としての吸引ポンプ１９には、ベース４から延出する電源ライン２０を介して外部から電力が供給される。また、ベース４には教示操作端末２２が接続されており、オペレータは教示操作端末２２を操作してネジ締めロボット６の動作を制御ユニット１８に入力することができる。なお、吸引ポンプ１９はベース４内に必ずしも組み込まれる必要はなく、装置外部の負圧供給源から負圧供給ラインを介してベース４に負圧を供給し、その負圧を制御ユニット１８の制御のもとでネジ締めドライバ２への負圧供給ライン１４に供給してもよい。
【００２４】
以上のような構成のネジ締めロボットは、ネジ締めドライバ２をドライバ移動ロボット６によりネジ供給ユニット１６の上に移動させ、ネジ供給ユニット１６の内のネジをドライバビットの先端に負圧吸着してから、ワーク８のネジ締め位置まで移動させる。そして、ネジ締めドライバ２をＺ方向に下降させながら駆動し、ネジ締めを行なう。
【００２５】
次に、本実施形態によるネジ締めドライバ２の構造について説明する。図２はネジ締めドライバ２の断面図である。
【００２６】
ネジ締めドライバ２は、ドライバビットを回転駆動するためのモータ及び減速機構３０を有する。モータ及び減速機構３０（以下、単にモータ３０と称する）の出力軸３０ａにドライバビット３２が取り付けられる。モータ３０の出力軸３０ａが延在する側に、ビットハウジング３４が設けられている。ビットハウジング３４は出力軸３０ａとドライバビット３２とを包囲するような円筒形状である。
【００２７】
ビットハウジング３４内には、やはり円筒形状のスリーブ３６が軸方向に僅かに移動可能な状態で配置されている。より具体的に説明すると、ビットハウジング３４は２段構造となっており、先端部が内径が小さい小径部３４ａ、モータ３０に近い側が内径が大きい大径部３４ｂとなっている。
【００２８】
スリーブ３６も２段構造となっており、外径が大きい大径部３６ｂと外径が小さい小径部３６ａとを有する。大径部３６ｂと小径部３６ａを貫通して中心にビット孔３６ｃが形成されている。出力軸３０ａに取り付けられたドライバビット３２はビット孔３６ｃを貫通して延在し、ドライバビット３２の先端はスリーブ３６の端面３６ｄから突出している。
【００２９】
スリーブ３６の大径部３６ｂはビットハウジング３４の大径部３４ｂに収容され、スリーブ３６の小径部３６ａの一部がビットハウジング３４の小径部３４ａに収容される。スリーブ３６の小径部３６ａの先端側は、ビットハウジング３４の小径部３４ａの先端から突出している。
【００３０】
スリーブ３６の大径部３６ｂの外径は、ビットハウジング３４の大径部３４ａの内径より僅かに小さいだけであり、スリーブ３６の大径部３６ｂはビットハウジング３４の大径部３４ａ内で移動可能である。スリーブ３６の小径部３６ａの外径は、ビットハウジング３４の小径部３４ａの内径より小さく、スリーブ３６の小径部３６ａの外面と、ビットハウジング３４の小径部３４ａの内面との間に環状の空間が形成される。この空間内に弾性体としてコイルスプリング３８が配置されている。弾性体はコイルスプリング３８に限定されるものではなく、以下に説明する機能を有するものであれば、例えばゴムやプラスチック等の弾性体であってもよい。本実施形態では弾性体の一例としてコイルスプリング３８を用いることとする。
【００３１】
コイルスプリング３８はスリーブ３６の小径部３６ａの外面とビットハウジング３４の小径部３４ａの内面との間の環状空間内に配置され、スリーブ３６を上方に（モータ３０の方向へ）持ち上げるように付勢している。ビットハウジング３４の大径部３４ｂの軸方向長さは、スリーブ３６の大径部３６ｂの軸方向長さより所定の長さだけ長くなっている。スリーブ３６の大径部３６ｂがコイルスプリング３８により付勢されて上方に移動し、大径部３６ｂの上端面３６ｅがストッパ４０に当接した位置（図２に示す位置）では、大径部３６ｂの下端面３６ｆと、ビットハウジング３４の大径部３４ｂと小径部３４ａの間の段差面３４ｃとの間に、所定の距離αの間隙が形成される。したがって、スリーブ３６はこの所定の距離αだけビットハウジング３４内で軸方向に移動可能である。
【００３２】
ビットハウジング３４の小径部３４ａの外周には、吸引接続口３４ｄが設けられている。吸引接続口３４ｄには、ビットハウジング３４の小径部３４ａの内面とスリーブ３６の小径部３６ａの外面との間に形成された空間に繋がる吸引通路３４ｅが形成されている。また、スリーブ３６の小径部３６ａには、吸引通路３４ｅにほぼ対応した位置に貫通孔３６ｇが形成されている。ビットハウジング３４の小径部３４ａの内面とスリーブ３６の小径部３６ａの外面との間に形成された空間は、貫通孔３６ｇによりビット孔３６ｃに繋がっている。ビット孔３６ｃ内には、ドライバビット３２が延在しており、ドライバビット３２の外面とビット孔３６ｃの内面との間に空間が形成されている。スリーブ３６の大径部３６ｂにおいて、ビット孔３６の内面にはＯリング等のシール材４２が設けられており、ドライバビット３２の外面とビット孔３６ｃの内面との間の空間の上側をシールしている。したがって、ドライバビット３２の外面とビット孔３６ｃの内面との間の空間はスリーブ３６の端面３６ｄにおいて周囲に開口しているだけである。後述のようにこの開口部分でネジを負圧吸引することができる。
【００３３】
以上のような構成で、ビットハウジング３４の吸引接続口３４ｄに負圧供給ライン１４（図１参照）が接続される。負圧供給ライン１４から負圧が供給されると（空気が吸引されると）、その負圧は、吸引通路３４ｅを介してビットハウジング３４の小径部３４ａの内面とスリーブ３６の小径部３６ａの外面との間に形成された空間に供給され、さらに貫通孔３６ｇを介してドライバビット３２の外面とビット孔３６ｃの内面との間の空間に供給される。したがって、スリーブ３６の端面３６ｄにおける開口部分において、周囲の空気が吸引される。これにより、スリーブ３６の端面３６ｄを塞ぐようにビスの頭部が配置されるとビス頭部に吸着力が作用し、ビスはスリーブ３６の端面３６ｄに保持される。
【００３４】
また、負圧供給ライン１４から負圧が供給されると、スリーブ３６の大径部３６ｂの下端面３６ｆとビットハウジング３４の段差面３４ｃとの間の空間に負圧が供給される。これにより、スリーブ３６の大径部３６ｂの下端面３６ｆは段差面３４ｃ側に引き寄せられる。負圧が供給されていないときは、スリーブ３６の大径部３６ｂはコイルスプリング３８により上方に付勢されているので、スリーブ３６の大径部３６ｂの下端面３６ｆは距離αだけ段差面３４ｃから離れている。したがって、負圧が供給されると、スリーブ３６の大径部３６ｂの下端面３６ｆは段差面３４ｃ側に引き寄せられ、スリーブ３６全体が距離αだけ下降することとなり、負圧の供給が停止されると、スリーブ３６全体は距離αだけ上昇してもとの位置にもどる。
【００３５】
本実施形態では、以上のようにスリーブ３６を距離αだけ上下移動させながら、スリーブ３６によりネジを負圧吸引して保持し、且つドライバビット３２を回転させてネジ締めを行なうときにはスリーブ３６を上昇させてビス頭からスリーブ３６を離間させる。すなわち、負圧を供給してネジを保持するときにはその負圧でスリーブ３６を下降させることで、ドライバビット３２の先端がネジ頭の係合凹部に係合する前に、ネジ頭部の頂面にスリーブ３６の端面３６ｄを当接させる。これにより、ネジを確実にスリーブ３６に吸着させ保持することができる。一方、ドライバビットを回転してネジ締めを行なうときには、負圧の供給を停止することで、スリーブ３６を上昇させることにより、ドライバビット３２の先端を相対的にスリーブ３６の端面３６から突出させる。これにより、ドライバビット３２の先端をネジ頭部の係合凹部に完全に係合させることができる。また、スリーブ３６を上昇させることにより、スリーブ３６の端面３６ｄがネジ頭部の頂面から離間するので、ネジ締め時にネジが回転しても、スリーブ３６の端面３６ｄがネジ頭部の頂面と擦れ合うことが無く、金属摩耗粉の発生及び飛散を防止することができる。
【００３６】
ここで、図３を参照しながら、ネジ締めドライバ２によるネジの吸着動作について詳しく説明する。図３はネジ供給ユニット１６内のパレットからネジを拾い上げるときのネジ締めドライバ２の動作を示す図である。
【００３７】
まず、ネジ締めロボットの制御ユニット１８は、ドライバ移動ロボット６を操作して、図３（ａ）に示すように、拾い上げるべきネジ５０の真上にネジ締めドライバ２を移動させる。この時点では、負圧供給ライン１４には未だ負圧は供給されておらず、ネジ締めドライバ２のスリーブ３６は距離αだけ軸方向に上昇した位置にある。
【００３８】
ドライバビット３２の先端部がネジ５０の頭部の真上にきたら、制御ユニット１８は負圧供給ライン１４に負圧を供給するようにネジ締めロボットを制御する。負圧供給ライン１４に負圧が供給されると、スリーブ３６の端面３６ｄの開口部分から空気が吸引されると共に、図３（ｂ）に示すように、負圧供給ライン１４から供給された負圧によりスリーブ３６が距離αだけ軸方向に下降する。したがって、ドライバビット３２の先端は相対的にスリーブ３６の中に引き込まれた状態となる。
【００３９】
スリーブ３６が下降したら、続いて、ネジ締めドライバ２全体を下降させ、図３（ｃ）に示すように、スリーブ３６の端面３６ｄをネジ５０の頭部の頂面５０ａに当接させる。これにより、負圧供給ライン１４から供給された負圧によりネジ５０の頭部の頂面５０ａがスリーブ３６に吸着され、ネジ５０はスリーブ３６に保持された状態となる。このとき、ドライバビット３２は距離αだけスリーブ３６内に引き込まれているため、スリーブ３６の端面３６ｄがネジ５０に当接するより前にドライバビット３２の先端が先にネジ５０の係合凹部５０ｂに当接することは無い。したがって、スリーブ３６の端面３６ｄを確実にネジ５０の頭部の頂面５０ａに当接させることができ、スリーブ３６の端面３６ｄとネジ５０の頭部の頂面５０ａとの間に空隙が生じない。このため、ネジ５０をスリーブ３６で確実に吸着し保持することができる。
【００４０】
ネジ５０を吸着したら、ネジ締めドライバ２全体を上昇させ、ドライバ移動ロボット６を駆動してネジ５０をワーク８上のネジ締めを行なう位置まで移動させる。この移動の間、負圧供給ライン１４を介して常に負圧がビットハウジング３４の吸引接続口に供給されており、ネジ５０はスリーブ３６に保持されている。
【００４１】
次に、図４を参照しながら、ネジ締めドライバ２のネジ締め動作について説明する。図４はワーク８に対してネジ締めを行なう際のネジ締めドライバ２の動作を示す図である。
【００４２】
まず、ネジ締めロボットの制御ユニット１８は、ドライバ移動ロボット６を操作してネジ締めドライバ２を移動させ、図４（ａ）に示すように、スリーブ３６で保持しているネジ５０をワーク８のネジ締め位置の真上に移動させる。
【００４３】
続いて、ネジ締めドライバ２全体を下降させて、図４（ｂ）に示すように、ネジ５０の先端をワーク８のネジ孔に合わせる。ここで、図４に示す例では、ネジ締めにより固定されるワーク８のネジ孔の周囲には、ネジ５０の頭部の径より僅かに大きい内径の凹部が形成されており、ネジ５０は凹部の中に挿入される。本実施形態では、スリーブ３６の小径部３６ａの外径はネジ５０の頭部の外径より小さいため、ネジ５０をスリーブ３６に保持したままネジ５０を凹部の中に挿入することができる。
【００４４】
図４（ｂ）に示す位置までネジ締めドライバ２を下降させたら、制御ユニット１８はドライバ移動ロボット６を操作してネジ締めドライバ２の下降を停止し、且つ、負圧供給ライン１４からの負圧の供給も停止する。なお、この時点において、ドライバビット３２の先端はネジ５０の係合凹部５０ｂに完全に係合していない。
【００４５】
負圧供給ライン１４からの負圧の供給が停止されると、スリーブ３６を下降させていた負圧も無くなり、スリーブ３６はコイルスプリング３８の付勢力により上方に持ち上げられる。スリーブ３６が上昇すると、先ず、図４（ｃ）に示すように、ドライバビット３２の先端がスリーブ３６の端面３６ａから相対的に突出する状態となり、ドライバビット３２の先端がネジ５０の係合凹部５０ｂに係合する。
【００４６】
ドライバビット３２の先端がネジ５０の係合凹部５０ｂに完全に係合した後も、スリーブ３６は上昇を続け、図４（ｄ）に示すように、スリーブ３６の端面３６ｄはネジ５０の頭部の頂面５０ａから離間する。
【００４７】
スリーブ３６の端面３６ｄがネジ５０の頭部の頂面５０ａから離間した後、制御ユニット１８はネジ締めドライバ２を駆動してドライバビット３２をネジ締め方向に回転させる。これにより、ネジ５０はワーク８のネジ孔にねじ込まれ、図４（ｅ）に示すようにネジ締めが完了する。
【００４８】
以上のように、本実施形態では、ネジ締めを行なう際に、スリーブ３６で吸着したネジ５０をネジ締め位置まで移動させた後、吸着用の負圧の供給を停止すると、スリーブ３６は自動的に僅かに上昇する。したがって、ネジ５０を回転させる前にスリーブ３６はネジ５０から離間することとなり、スリーブ３６とネジ５０が擦れ合うことが無い。スリーブ３６の上昇は、単にネジ吸着用の負圧を停止するだけで行なわれるので、例えばスリーブ３６の外側にスリーブ移動機構を設ける必要はなく、スリーブ３６内に弾性体としてコイルスプリング３８を配置するだけの簡単な構成で、スリーブ３６の上昇動作を行なうことができる。
【００４９】
本明細書は以下の事項を開示する。
（付記１）
取り付けられたドライバビットを回転駆動する回転駆動機構と、
前記回転駆動機構に取り付けられたドライバビットを収容するするビットハウジングと、
前記ビットハウジング内に配置され、前記回転駆動機構に取り付けられたドライバビットが延在するビット孔を有するスリーブと、
前記ビットハウジング内に設けられ、前記ビットハウジングに対して前記スリーブを前記回転駆動機構に向かう方向に付勢する弾性体と、
前記ビットハウジングの外周に設けられた吸引接続口と
を有し、
前記吸引接続口に設けられた吸引通路は、前記スリーブを貫通して前記ビット孔に繋がる貫通孔を介して、前記ビット孔の内部空間に接続される
ネジ締めドライバ。
（付記２）
付記１記載のネジ締めドライバであって、
前記スリーブは、前記ビットハウジングの先端から一部が突出する小径部と、該小径部より外径が大きい大径部とを有し、
前記ビットハウジングは、前記スリーブの前記スリーブの前記小径部を収容する小径部と、前記スリーブの前記大径部を移動可能に収容する大径部とを有する
ネジ締めドライバ。
（付記３）
付記２記載のネジ締めドライバであって、
前記スリーブの前記小径部の外周面と前記ビットハウジングの前記小径部の内周面との間に環状空間が形成され、
該環状空間内に前記弾性体が配置され、
前記ビットハウジングの前記吸引通路が前記環状空間に連通し、且つ、前記環状空間は前記スリーブの前記貫通孔を介して前記ビット孔に連通する
ネジ締めドライバ。
（付記４）
付記３記載のネジ締めドライバであって、
前記スリーブは前記弾性体により付勢された状態で、前記スリーブの前記大径部の上端面は、前記ビットハウジングの前記大径部に設けられたストッパに当接するネジ締めドライバ。
（付記５）
付記４記載のネジ締めドライバであって、
前記スリーブの前記大径部の上端面が前記ストッパに当接した状態で、前記スリーブの下端面と前記ビットハウジングの前記大径部と前記小径部との間の段差面との間に所定の距離の間隙が形成されるネジ締めドライバ。
（付記６）
付記５記載のネジ締めドライバであって、
前記スリーブの前記大径部を貫通する前記ビット孔の内面に、前記ビット孔の内面と前記ドライバビットの外面との間に形成される間隙をシールするシール材が設けられるネジ締めドライバ。
（付記７）
付記６記載のネジ締めドライバであって、
前記弾性体はコイルスプリングであり、前記スリーブの重量を支えて前記スリーブの前記大径部の前記上端面を前記ストッパに当接させる付勢力を発生し、
該付勢力は、前記吸引通路から供給された負圧により前記スリーブの前記大径部の前記下端面に作用する下向きの力より小さい
ネジ締めドライバ。
（付記８）
付記１乃至８のうちいずれか一項記載のネジ締めドライバと、
前記ネジ締めドライバを水平方向及び垂直方向に移動するドライバ移動機構と、
前記ネジ締めドライバにネジ吸着用の負圧を供給する負圧供給源と、
前記ドライバ移動機構の駆動と、前記負供給源から負圧の供給とを制御する制御部と
を有するネジ締め装置であって、
前記制御部は、前記ネジ締めドライバによりネジを吸着する前に、前記ネジ締めドライバに負圧を供給することで、前記スリーブを下降させて、前記スリーブの前記小径部の先端からの前記ドライバビットの突出距離を小さくし、且つ前記ネジをネジ締め開始位置に移動した後に、前記ネジ締めドライバへの負圧の供給を停止することで、前記スリーブを上昇させて、前記スリーブの前記小径部の先端からの前記ドライバビットの突出距離を大きくするネジ締め装置。
（付記９）
付記８記載のネジ締め装置であって、
前記制御部は、前記ネジ締めドライバへの負圧の供給を停止することで、前記スリーブを上昇させて、前記スリーブの前記小径部の先端からの前記ドライバビットの突出距離を大きくした後に、前記ネジ締めドライバを駆動して前記ドライバビットを回転駆動し、ネジ締めを行なうネジ締め装置。
（付記１０）
ネジ締めドライバのスリーブの先端から突出したドライバビットの先端にネジを係合させてネジ締めを行なうネジ締め方法であって、
前記ネジ締めドライバに負圧を供給して、前記スリーブにかかる負圧により発生する力で前記スリーブを下降させ、
前記ネジ締めドライバを下降させて前記スリーブの先端を前記ネジの頭部に当接させて前記ネジの頭部にかかる負圧により発生する吸着力で前記ネジを前記スリーブで保持し、
前記スリーブで前記ネジを保持したまま前記ネジ締めドライバを移動して前記ネジをネジ締め位置に移動し、
前記ネジをネジ締め開始位置に移動した後、前記負圧の供給を停止してネジへ吸着力を無くすと共に、前記スリーブを弾性体により上方に付勢して前記スリーブを上昇させることで、前記ドライバビットの先端を前記ネジの係合凹部に係合させ、
さらに前記スリーブを弾性体により上方に付勢して前記スリーブを上昇させることで、前記スリーブを前記ネジから離間させ、
前記スリーブが前記ネジから離間した後、前記ネジ締めドライバを駆動して前記ドライバビットを回転させ、前記ネジを締め付ける
ネジ締め方法。
【符号の説明】
【００５０】
２  ネジ締めドライバ
４  ベース
６  ドライバ移動ロボット
８  ワーク
１０  ワーク取り付け台
１２  電源供給ライン
１４  負圧供給ライン
１６  ネジ供給ユニット
１８  制御ユニット
１９  吸引ポンプ
２０  電源ライン
２２  教示操作端末
３０  モータ及び減速機構
３０ａ  出力軸
３２  ドライバビット
３４  ビットハウジング
３４ａ  小径部
３４ｂ  大径部
３４ｃ  段差面
３４ｄ  吸引接続口
３４ｅ  吸引通路
３６  スリーブ
３６ａ  小径部
３６ｂ  大径部
３６ｃ  ビット孔
３６ｄ  端面
３６ｅ  上端面
３６ｆ  下端面
３８  コイルスプリング
４０  ストッパ
４２  シール材
５０  ネジ
５０ａ  頂面
５０ｂ  係合凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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