(57)【要約】【課題】次のねじを待機させて下から上へ向かい短時間で締結可能な自動ねじ締め機の提供。【解決手段】ねじを圧送する部品供給ユニットＦＲ，ＦＬと、ねじを留めるチャック爪を備えたチャックユニット１０Ｒ，１０Ｌと、ねじに係合するビットを備えたねじ締めツールユニット２０と、ビットをチャックユニット１０Ｒ内へ移動する往復移動ユニット３０と、これら各ユニットを制御する制御ユニット４０とを備える。前記チャックユニット１０Ｒ，１０Ｌは、ビットＢの移動方向に対して直交方向へ移動するスライドユニット１６に複数配置されて成る。前記部品供給ユニットＦＲ，ＦＬは、これに対応するチャックユニット１０Ｒ，１０Ｌへ供給したねじがワークに係合するまで前記圧縮エアを吹き続けて成る。前記制御ユニット４０は、スライドユニット１６へ指令を送りチャックユニット１０Ｒ，１０Ｌの位置を切り替えるよう制御して成る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮エアをホースへ送り前記ホース内へ落下させたねじを圧送する部品供給ユニットと、前記ホースを接続し前記ねじを一時的に留めるチャック爪を備えたチャックユニットと、このチャック爪内に留まるねじに係合するビットを備えたねじ締めツールユニットと、前記ビットを前記チャックユニット内へ移動させ前記ねじをチャック爪から突出可能な往復移動ユニットと、これら部品供給ユニットおよび往復移動ユニットへ指令を送り制御する制御ユニットとを備えて成る自動ねじ締め機において、
前記チャックユニットは、前記ビットの移動方向に対して直交する方向へ移動するスライドユニットに複数配置されて成るとともにこれら複数のチャックユニットに前記部品供給ユニットが個別に接続され成り、
前記部品供給ユニットは、これに対応するチャックユニットへ供給したねじがワークに係合するまで前記圧縮エアを吹き続けて成り、
前記制御ユニットは、前記スライドユニットへ指令を送り前記チャックユニットの位置を切り替えた後に前記往復移動ユニットへ指令を送り前記ビットを前記チャックユニットの内部へ移動するよう制御して成ることを特徴とする自動ねじ締め機。
【請求項２】
前記チャック爪は、前記ビットの移動路上に対向に配置され常時は閉じる方向に付勢されて成る一方、付勢に抗して開く方向へ揺動自在に配置され、
前記チャックユニットは、前記ホースの他端を接続し前記ねじを通過可能な傾斜パイプを固定して成るチャック本体と、このチャック本体に揺動自在に配置され常時は前記傾斜パイプに連通するよう付勢された揺動パイプと、この揺動パイプに係合して揺動するとともに常時は閉じた状態のチャック爪の先端部に係合する係合爪とを備えて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。
【請求項３】
前記揺動パイプは、その先端に先細るよう形成されたエア逃がし部を備えて成り、
前記エア逃がし部は、閉じた状態のチャック爪内と連通するように構成され、前記部品供給ユニットから供給される圧縮エアを前記チャック本体へ逃がし外部へ排出するよう形成されていることを特徴とする請求項２に記載の自動ねじ締め機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下方から上方へ向かってねじを螺入することができる自動ねじ締め機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動ねじ締め機は、特許文献１に示されるように、ワークに締結するねじを１個ずつエア圧送する部品供給ユニットと、この部品供給ユニットに接続されたホースを介し前記ねじを受け取りワークへ螺入するねじ締めツールユニットとを備える。前記ねじ締めツールユニットは、ワークに向かって接近または離反する方向へ往復移動可能な往復移動ユニットと、この往復移動ユニットに移動自在に搭載された回転駆動源と、この回転駆動源に直結され前記ねじに係合可能なビットと、前記部品供給ユニットからエア圧送されたねじを一時的に保持するとともに常時閉じる方向へ付勢された一対のチャック爪を備えたチャックユニットとから構成される。
【０００３】
前記チャックユニットは、その先端を開く方向に揺動自在に配された前記チャック爪と、このチャック爪に常時接触して閉じる方向へ付勢するチャック爪ばねとを備えて成り、さらに、閉じた状態のチャック爪は、前記ねじの脚部を挿通しかつ当該ねじの頭部座面を支持可能な形状を備える。前記部品供給ユニットは、前記チャックユニットにねじが到着した後もエアを吹き付けるよう制御されており、この吹き続けるエアによって前記ねじをチャックで保持し続けることができる。
【０００４】
したがって、従来の自動ねじ締め機は、下から上へ向かってねじ締めを行う場合、前記エアが前記チャックユニット内へ送り続けられるので、締結するねじを前記チャック爪から滑落させることなく前記ビットＢの先端に係合させてワークへ螺入できるという特徴がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−２３４６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の自動ねじ締め機は、部品供給ユニットとねじ締めツールユニットとを結び前記ねじをエア圧送する経路を成すホースが長くなるに連れて、前記部品供給ユニットから前記チャックユニットへねじを供給するまでに時間を要するという問題があった。また、このようにホースが長い場合は、排出するエアの圧力を高めたり流量を高めるなどして供給時間を短縮することが考えられるが、この場合、当然圧送されるねじの勢いが増すことから、閉じた状態の前記チャック爪に当該ねじが当接すると前記チャック爪ばねの付勢に打ち勝ってしまい前記チャック爪を開いて外部へ排出されるという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決することを目的としており、圧縮エアをホースへ送り前記ホース内へ落下させたねじを圧送する部品供給ユニットと、前記ホースを接続し前記ねじを一時的に留めるチャック爪を備えたチャックユニットと、このチャック爪内に留まるねじに係合するビットを備えたねじ締めツールユニットと、前記ビットを前記チャックユニット内へ移動させ前記ねじをチャック爪から突出可能な往復移動ユニットと、これら部品供給ユニットおよび往復移動ユニットへ指令を送り制御する制御ユニットとを備えて成る自動ねじ締め機において、前記チャックユニットは、前記ビットの移動方向に対して直交する方向へ移動するスライドユニットに複数配置されて成るとともにこれら複数のチャックユニットに前記部品供給ユニットが個別に接続され成り、前記部品供給ユニットは、これに対応するチャックユニットへ供給したねじがワークに係合するまで前記圧縮エアを吹き続けて成り、前記制御ユニットは、前記スライドユニットへ指令を送り前記チャックユニットの位置を切り替えた後に前記往復移動ユニットへ指令を送り前記ビットを前記チャックユニットの内部へ移動するよう制御して成ることを特徴とする。なお、前記チャック爪は、前記ビットの移動路上に対向に配置され常時は閉じる方向に付勢されて成る一方、付勢に抗して開く方向へ揺動自在に配置され、前記チャックユニットは、前記ホースの他端を接続し前記ねじを通過可能な傾斜パイプを固定して成るチャック本体と、このチャック本体に揺動自在に配置され常時は前記傾斜パイプに連通するよう付勢された揺動パイプと、この揺動パイプに係合して揺動するとともに常時は閉じた状態のチャック爪の先端部に係合する係合爪とを備えて成ることが好ましい。また、前記揺動パイプは、その先端に先細るよう形成されたエア逃がし部を備えて成り、前記エア逃がし部は、閉じた状態のチャック爪内と連通するように構成され、前記部品供給ユニットから供給される圧縮エアを前記チャック本体へ逃がし外部へ排出するよう形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように本発明の自動ねじ締め機は、次に締結するねじを事前にチャックユニットに保持させておき、チャックユニットを所定距離スライドさせるだけで即座に次のねじ締め作業へ移行できるという利点がある。また、本発明の自動ねじ締め機は、ねじの供給時にはチャック爪を開かないよう係止する係止爪を備えるため、当該チャックユニットへねじを圧送するための圧縮エアの圧力および流量を高く設定できる。これにより、チャック爪へのねじの供給時間が短縮可能になるという利点もある。さらに、本発明の自動ねじ締め機は、揺動パイプの先端にエア逃がし部を形成しているため、チャック爪へ供給される圧縮エアをチャック本体へ逃がせることができる。これにより、チャック爪と係止爪との係合度合いを抑制できるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る一実施形態を示す概略説明図である。
【図２】本発明に係るねじ締めツールユニットの一実施形態を示す概略説明図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。
【図３】本発明に係るチャックユニット付近を説明するための説明図であり、（ａ）はねじを圧送し続けている状態を示す動作説明図であり、（ｂ）は（ａ）のねじをワークへ締結した完了時の状態を示す動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る自動ねじ締め機の一実施形態について、図１ないし図３に基づき説明する。本発明の自動ねじ締め機１は、ねじＮを１本づつホースＨＲ（ＨＬ）内へ滑落させ当該ホースＨＲ（ＨＬ）内へ圧縮エアを送り込み前記ねじＮを圧送する部品供給ユニットＦＲ（ＦＬ）と、前記ホースＨＲ（ＨＬ）を介して前記部品供給ユニットＦＲ（ＦＬ）に接続されたチャックユニット１０Ｒ（１０Ｌ）と、このチャックユニット１０Ｒ（１０Ｌ）を少なくとも２つ所定の間隔を空けて配置し一体に平行移動可能なスライドユニット１６と、常時は前記チャックユニット１０Ｒに一致するよう配置されたねじ締めツールユニット２０と、このねじ締めツールユニット２０を前記チャックユニット１０Ｒの内部へ挿通する往復移動ユニット３０と、これら部品供給ユニットＦＲ，ＦＬ、スライドユニット１６、ねじ締めツールユニット２０、往復移動ユニット３０を図１の二点鎖線で示すようにそれぞれ配線接続され、これら各ユニットへ動作指令を発する制御ユニット４０とから構成されている。
【００１１】
前記部品供給ユニットＦＲ（ＦＬ）は、前記ねじＮを多数貯留可能に構成されており、これらねじＮを整列搬送し１本づつ前記ホースＨＲ（ＨＬ）内へ排出可能に構成されており、さらに、外部供給される圧縮エアを適宜当該ホースＨＲ（ＨＬ）内へ供給可能に構成されている。
【００１２】
前記ホースＨＲ（ＨＬ）は、ねじＮの頭部よりも大径に寸法設定された内径を備えて成り、ここへ排出される当該ねじＮがその脚部先端側から挿通される。よって、前記圧縮エアは、当該ホースＨＲ（ＨＬ）の一端側から供給されるとホースＨＲ（ＨＬ）内に留まるねじＮの頭部に当たり当該ねじＮの脚部側を前にして圧送している。また、前記ホースＨＲ（ＨＬ）は、柔軟性を有する樹脂材から成り、前記ねじＮが詰まらないような曲径の範囲内でそれぞれ配線されている。
【００１３】
前記ねじ締めツールユニット２０は、前記ねじＮの頭部に設けられた係合部（図示せず）に係合可能な先端を備えたビットＢと、このビットＢを内包し常時はビットＢの先端よりも前方へ突出するよう付勢されて成るスクリューガイド２１と、前記ビットＢに回転を付与するビット回転モータＢＭと、前記スクリューガイド２１とビットＢとの相対移動距離を測定する高さセンサＳとを備えて成る。
【００１４】
前記スクリューガイド２１は、その先端部の内径が前記ねじＮの頭部よりも若干大径に設定されており、その他端部に図示しないエア吸引手段が接続されている。このエア吸引手段は、作動することによりスクリューガイド２１内の先端部からエアを吸引可能に構成され、当該エアは、スクリューガイド２１の内部を通過してその後端部のエア継手を介して吸引されている。
【００１５】
前記往復移動ユニット３０は、前記ねじ締めツールユニット２０を垂直方向へ往復移動可能に搭載して成り、前記ビットＢの延びる方向と平行に配置されたボールねじ軸（図示せず）と、このボールねじ軸を回転駆動する昇降モータ（図示せず）と、前記ボールねじ軸に螺合しボールねじ軸のリードに沿って昇降する可動ナット（図示せず）と、この可動ナットを回転自在に支持するとともに前記ねじ締めツールユニット２０を取り付け垂直方向へ昇降可能な昇降プレート３１と、前記スクリューガイド２１を挿通可能なガイド部材３２とから構成される。前記ガイド部材３２は、前記スクリューガイド２１の先端部の直径よりも若干大きいガイド穴３２ａを備える。
【００１６】
上述したチャックユニット１０Ｒ，１０Ｌは何れも同一の構成であり、図１、図２（ａ），（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）に示すように、前記スクリューガイド２１を挿通可能なチャック本体１１と、このチャック本体１１の先端に配され常時は図示しないばねにより閉じる方向へそれぞれ付勢されて前記ねじＮを一時的に留めることを可能とする一対のチャック爪１２，１２と、このチャック爪１２，１２を常時は開かないよう規制し旋回することで当該規制を解除可能な係止爪１５と、この係止爪１５に常時は付勢され所定の傾斜角で維持される一方前記スクリューガイド２１の通過により前記係止爪１５とともにチャック爪１２，１２から外れる方向へ揺動する揺動パイプ１４と、前記ホースＨを接続し当該ホースＨから排出されるねじＮを通過させ揺動パイプ１４を介して閉じた状態のチャック爪１２，１２へ案内可能な傾斜パイプ１３とから構成される。
【００１７】
前記チャック爪１２，１２は、それぞれ対称な形状を成し、図２（ａ）に示すように対向に配置されて成る。このチャック爪１２，１２が対向する対向面には、図３（ａ）に示すように前記ねじＮの脚部を突出させつつ当該ねじＮの頭部を保持可能な保持溝１２ａを備える。また、この保持溝１２ａは、図３（ａ）に示すように前記揺動パイプ１４から前記ねじＮを案内するテーパ溝を備えており、このテーパ溝は、後記揺動パイプ１４のエア逃がし部１４ａよりも外側に位置する角度に設定されている。
【００１８】
前記揺動パイプ１４は、その全長の中間付近から先端へ向かって先細るようその外周の一部を面取りされたエア逃がし部１４ａを備えて成る。
【００１９】
前記スライドユニット１６は、２つの前記チャックユニット１０Ｒ，１０Ｌを並べて固定するチャック取付板１７と、このチャック取付板１７を連結しかつ前記ビットＢの延びる方向と直交方向へ水平移動可能なシリンダ１８とから構成され、前記往復移動ユニット３０の上端に配置されて成る。前記シリンダ１８は、作動または復帰することで図１に示す距離Ｌだけ可動するよう構成されており、前記チャックユニット１０Ｒとこの隣りに設置されたチャックユニット１０Ｌとの位置を入れ替える。
【００２０】
また、本発明に係る自動ねじ締め機１は、前記スライドユニット１６に設置するチャックユニット（１０Ｒ，１０Ｌ）の数と同数の前記部品供給ユニット（ＦＲ，ＦＬ）を備えて成り、１つのチャックユニットに対して１つの部品供給ユニットが前記ホース（ＨＲ，ＨＬ）を介して個別に接続されて成る。
【００２１】
このように構成した自動ねじ締め機１は、上方に設置されたワークＷにねじＮを下から上に向かって螺入し締結する用途に使用され、所謂下締めのねじ締め作業に特化したものであり、以下に作用について説明する。前記制御ユニット４０は、まず、前記部品供給ユニットＦＲへねじ圧送指令を送り、この指令を受けた部品供給ユニットＦＲは、前記ホースＨＲ内へねじＮを１本排出するとともに前記圧縮エアを当該ホースＨＲ内へ供給する。これにより、前記ねじＮは、前記ホースＨＲを通過して図３（ａ）に示すように前記傾斜パイプ１３、前記揺動パイプ１４の内部を前記圧縮エアとともに通過して閉じた状態のチャック爪１２，１２の保持溝１２ａ（１２ａ）に保持される。
【００２２】
この時、前記圧縮エアの圧力および流量が高く設定されていたとしても、前記チャックユニット１０Ｒ（１０Ｌ）には前記係止爪１５を備えているため、前記チャック爪１２，１２が開くことがない。また、このように閉じた状態の前記チャック爪１２，１２へ前記ねじＮが一旦供給されてしまうと、前記チャック爪１２，１２の先端が当該ねじＮにより塞がれてしまう。この状態になっても前記ねじＮを前記保持溝１２ａ，１２ａで保持し続けるには引き続き前記部品供給ユニットＦＲから圧縮エアを供給しなければならず、チャック爪１２，１２に供給される圧縮エアは当該チャック爪１２，１２の対向面や各隙間から外部へ漏れ出る。このように前記対向面に圧縮エアが大量に流れ込むと前記チャック爪１２，１２は、互いに離反し開く方向へ揺動するので、圧縮エアを供給している間はチャック爪１２，１２が前記係止爪１５に強く係合する恐れがある。しかしながら、前記圧縮エアは、前記揺動パイプ１４のエア逃がし部１４ａを通じてチャック本体１１へ流入するので、本発明の自動ねじ締め機１は、前述したようなチャック爪１２，１２が係止爪１５に強く係合することを防止することができる。
【００２３】
次に、制御ユニット４０は、前記エア吸引手段、前記ビット回転モータＢＭ、前記昇降モータへ作動指令を送り、前記ビットＢを所定の回転数で回転させつつスクリューガイド２１の先端からエアを吸引するとともにねじ締めツール２０を前記チャックユニット１０Ｒ内へ移動させる。これにより、前記スクリューガイド２１は、図３（ａ）に示す位置から上方へ移動し始め、図３（ｂ）に示すように前記揺動パイプ１４を介して前記係止爪１５を揺動させ、チャック爪１２，１２に保持していたねじＮをその内部へ吸引する。引き続きスクリューガイド２１は、上方にあるワークＷへ向かって移動するので前記係止爪１５から係止状態を解かれたチャック爪１２，１２がそれぞれ離反して開きやがてワークＷの下面に接触する。この後も、前記ビット回転モータＢＭおよび前記昇降モータは、駆動しているので、前記ビットＢがワークＷに当接したスクリューガイド２１の先端側へ相対移動を始めて前記ねじＮをワークＷに螺入し所定の締付けトルクに到達するまで回転する。
【００２４】
前記ビット回転モータＢＭは、上述のように所定の締付けトルクを発揮すると前記制御ユニット４０へねじ締め完了信号を出力する。また、このねじ締め完了信号を受けた制御ユニット４０は、前記エア吸引手段、ビット回転モータＢＭ、昇降モータへ停止指令を送るとともに前記高さセンサＳから測定結果を受け取り当該ねじＮがワークＷの締結面から浮いていないかについて判定する。さらに、制御ユニット４０は、このねじ浮き判定と同時に次に締結するねじＮを前記チャックユニット１０Ｌへ事前に供給するため、前記部品供給ユニットＦＬへねじ圧送指令を送り、上述と同様に部品供給ユニットＦＬから圧縮エアを供給し続けるよう制御する。
【００２５】
次に、制御ユニット４０は、図３（ｂ）の位置にあるスクリューガイド２１およびビットＢを元の高さへ復帰させるため、前記昇降モータへ復帰指令を送る。これにより、スクリューガイド２１は、前記チャックユニット１０Ｒから抜け出しものと位置へ復帰する。これを受け前記制御ユニット４０は、スライドユニット１６へ作動指令を送り、前記距離Ｌだけシリンダ１８を作動させる。これにより、チャックユニット１０Ｒが図２（ｂ）の２点鎖線で示す位置へ移動するため、先ほど事前にねじＮを供給したチャックユニット１０Ｌが元の位置へ復帰した前記スクリューガイド２１の移動路上に移動する。したがって、本発明の自動ねじ締め機１は、次に締結するねじＮを事前にチャックユニットに保持させた状態にし当該チャックユニットを距離Ｌだけスライドさせることで次のねじ締め作業へ即座に移行できるという利点がある。
【００２６】
なお、本実施例において、前記チャックユニットを前記スライドユニット１６に２つ設置するとしたがこれに限定されることは無く、例えば３つや４つなど多数設置してもよい。また、前記スライドユニット１６のシリンダ１８は、作動と復動との２位置にしか可動しないものであるがこれに限定されることは無く、例えば多数設置した前記チャックユニット１０の間隔毎に可動し多数の位置に停止する直進駆動ユニットへ置き換えてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１  …  自動ねじ締め機
１０Ｒ，１０Ｌ  …  チャックユニット
１１  …  チャック本体
１２  …  チャック爪
１４  …  揺動パイプ
１５  …  係止爪
１６  …  スライドユニット
２０  …  ねじ締めツール
２１  …  スクリューガイド
３０  …  往復移動ユニット
４０  …  制御ユニット
Ｂ  …  ビット
ＢＭ  …  ビット回転モータ
ＦＲ，ＦＬ  …  部品供給ユニット
ＨＲ，ＨＬ  …  ホース
【図１】
2018176405.tif 000003
【図２】
2018176405.tif 000004
【図３】
2018176405.tif 000005