(57)【要約】【課題】簡素な構成で、ビットの先端をねじの頭部により確実に差し込む。【解決手段】自動ねじ締め機において、ねじ部品の頭部に差し込み可能であり、駆動源により駆動されて回転するビット部材と、前記ビット部材を内部に含み、前記ビット部材の回転軸に沿って前記ビット部材と相対的に移動可能であり、前記回転軸方向の一方の面に開口部を有する、前記回転軸方向に延びる筒状の吸引部と、前記吸引部の内部に位置し、前記回転軸に沿って移動可能な可動部と、を備え、前記可動部は、前記ねじ部品の前記頭部と接する接触面と、前記接触面を貫通し、前記ビット部材が貫通可能な貫通孔と、を有する。【選択図】図２
2019123034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ部品の頭部に差し込み可能であり、駆動源により駆動されて回転するビット部材と、
前記ビット部材を内部に含み、前記ビット部材の回転軸に沿って前記ビット部材と相対的に移動可能であり、前記回転軸方向の一方の面に開口部を有する、前記回転軸方向に延びる筒状の吸引部と、
前記吸引部の内部に位置し、前記回転軸に沿って移動可能な可動部と、を備え、
前記可動部は、
前記ねじ部品の前記頭部と接する接触面と、
前記接触面を貫通し、前記ビット部材が貫通可能な貫通孔と、を有する、
自動ねじ締め機。
【請求項２】
前記開口部から前記ビット部材に向かう方向の前記可動部の移動を制限する第１制限部と、
前記第１制限部に対して前記開口部側に位置し、前記ビット部材から前記開口部に向かう方向の前記可動部の移動を制限する第２制限部と、をさらに備える、
請求項１に記載の自動ねじ締め機。
【請求項３】
前記可動部は、前記接触面に対して前記開口部側へ延伸した、前記ねじ部品の前記頭部を収容する筒部をさらに有する、
請求項１または請求項２に記載の自動ねじ締め機。
【請求項４】
前記第１制限部に対して前記開口部側へ前記可動部を付勢する付勢部をさらに備える、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の自動ねじ締め機。
【請求項５】
前記吸引部は、前記第１制限部に対する前記開口部の反対側において分割可能である、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の自動ねじ締め機。
【請求項６】
前記吸引部は、第１吸引部と、前記第１制限部、前記第２制限部および前記可動部が設けられた第２吸引部とに分割可能であり、
前記自動ねじ締め機は、前記第１吸引部と前記第２吸引部とを脱着可能に接続する接続部をさらに含む、
請求項５に記載の自動ねじ締め機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、ねじを用いて部品同士を締結する自動ねじ締め機などに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動的にねじを締める自動ネジ締め機が生産ラインなどに設置されることがある。このような自動ねじ締め機は、例えば特許文献１および特許文献２などに開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−８０８１７号公報
【特許文献２】特開２０００−１５８３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自動ネジ締め機では、ビット（ドライバービット）の先端を自動でねじの頭部に差し込む機構が設けられることが多い。自動ネジ締め機の製造コストの上昇および故障を防ぐために、このような機構は、簡素であることが好ましい。また、たとえば、ビットの先端のねじ頭部への差し込みに失敗する可能性が高まると、生産ラインを停止する頻度が増すために生産効率が低下してしまう。すなわち、簡素な構成で、ビットの先端をねじの頭部により確実に差し込むことが可能な技術が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の課題などを解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。
【０００６】
本発明の一の手段は、
ねじ部品（５１）の頭部（５１ａ）に差し込み可能であり、駆動源により駆動されて回転するビット部材（１２）と、
前記ビット部材を内部に含み、前記ビット部材の回転軸（Ｒｂ）に沿って前記ビット部材と相対的に移動可能であり、前記回転軸方向の一方の面に開口部（３３ａ）を有する、前記回転軸方向に延びる筒状の吸引部（３１）と、
前記吸引部の内部（３１ｂ）に位置し、前記回転軸に沿って移動可能な可動部（１５，２５）と、を備え、
前記可動部は、
前記ねじ部品の前記頭部と接する接触面（１５ａ，２５ａ）と、
前記接触面を貫通し、前記ビット部材の少なくとも一部が貫通可能な貫通孔（１５ｂ，２５ｂ）と、を有する、
自動ねじ締め機である。
【０００７】
上記構成の自動ねじ締め機によれば、可動部を開口部の近傍に位置させることで、ねじの頭部と接触面との間の距離を短くすることができる。これにより、ねじが吸引される際の距離が短くなり、ねじが傾いた状態で可動部に吸着固定されてしまうことを抑制することができる。そして、ねじの頭部が接触面と接触して貫通孔が塞がれることで、吸引作用によってねじの姿勢を保ったまま可動部をビット部材側へ移動させることができるので、ビットの先端とねじの頭部とを正しく対向させることができる。これにより、ねじを傾けることなくビットの先端に接触させることができるので、ビットの先端をねじの頭部に差し込むことができる。すなわち、吸引部の内部で可動部が移動する簡素な構成で、ビットの先端をねじの頭部により確実に差し込むことができる。これにより、ビットの先端のねじ頭部への差し込みに成功する可能性を高めることができるので、生産効率の低下を防ぐことができる。
【０００８】
上記自動ねじ締め機において、好ましくは、
前記開口部から前記ビット部材に向かう方向の前記可動部の移動を制限する第１制限部（１３，１６）と、
前記第１制限部に対して前記開口部側に位置し、前記ビット部材から前記開口部に向かう方向の前記可動部の移動を制限する第２制限部（１４，１６）と、をさらに備える。
【０００９】
上記構成の自動ねじ締め機によれば、ねじが吸着固定された可動部が吸引作用によってビット部材側へ移動する場合において、ビットの先端とねじの頭部とを正しく対向させることが可能な状態で、可動部を第１制限部によって停止させることができる。また、ねじが締結された後などでは、可動部の移動が第２制限部によって吸引部の開口部付近で停止するため、可動部が吸引部の開口部から脱落しないようにすることができるとともに、新たなねじを吸着する場合において、当該ねじの頭部と接触面との間の距離を短くすることができる。
【００１０】
上記自動ねじ締め機において、好ましくは、
前記可動部は、前記接触面に対して前記開口部側へ延伸した、前記ねじ部品の前記頭部を収容する筒部（１５ｄ，２５ｄ）をさらに有する。
【００１１】
上記構成の自動ねじ締め機によれば、吸引部の吸引作用によってねじが接触面に向かって吸い上げられる際に、筒部の内面をねじの移動のガイドとして機能させることができるので、ねじが傾いた状態で可動部に吸着固定されてしまうことをより効果的に抑制することができる。
【００１２】
上記自動ねじ締め機において、好ましくは、
前記第１制限部に対して前記開口部側へ前記可動部を付勢する付勢部（１６）をさらに備える。
【００１３】
上記構成の自動ねじ締め機によれば、ねじを吸着固定していない状態の可動部を、重力にかかわらず開口部の近傍に位置させることができる。これにより、たとえば、開口部が水平または上に向いている場合でも、ねじの頭部と接触面との間の距離を短くすることができるので、ねじが、傾いた状態で可動部に吸着固定されてしまうことを抑制することができる。
【００１４】
上記自動ねじ締め機において、好ましくは、
前記吸引部は、前記第１制限部に対する前記開口部の反対側において分割可能である。
【００１５】
上記構成の自動ねじ締め機によれば、分割された部分から吸引部の内部を目視することができるので、吸引部の内部のメンテナンスを容易に行うことができる。また、開口部側に分割された吸引部を交換することができるので、吸引部および可動部のサイズ変更、ならびに交換修理を容易に行うことができる。
【００１６】
上記自動ねじ締め機において、好ましくは、
前記吸引部は、第１吸引部（３３）と、前記第１制限部、前記第２制限部および前記可動部が設けられた第２吸引部（３４）とに分割可能であり、
前記自動ねじ締め機は、前記第１吸引部と前記第２吸引部とを脱着可能に接続する接続部をさらに含む。
【００１７】
上記構成の自動ねじ締め機によれば、たとえば、長さおよび頭部の外径といったねじのサイズごとに第２吸引部を用意することで、締結対象のねじが多種類存在する場合においても、適切な第２吸引部を選択することができるので、ねじをビットの先端へ良好に差し込むことができる。また、第２吸引部を簡易かつ迅速に交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施形態１の自動ねじ締め機の斜視図である。
【図２】図２は、実施形態１の自動ねじ締め機におけるマウスピースの断面図である。
【図３】図３は、実施形態１の自動ねじ締め機におけるマウスピースの断面図である。
【図４】図４は、実施形態１の自動ねじ締め機におけるマウスピースの断面図である。
【図５】図５は、実施形態１の自動ねじ締め機の変形例におけるマウスピースの断面図である。
【図６】図６は、実施形態２の自動ねじ締め機におけるマウスピースの断面図である。
【図７】図７は、実施形態２の自動ねじ締め機におけるマウスピースの断面図である。
【図８】図８は、実施形態２の自動ねじ締め機におけるマウスピースの断面図である。
【図９】図９は、実施形態２の自動ねじ締め機の変形例におけるマウスピースの断面図である。
【図１０】図１０は、自動ねじ締め機の比較例におけるマウスピースの断面図である。
【図１１】図１１は、自動ねじ締め機の比較例におけるマウスピースの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の自動ねじ締め機は、ねじ部品の頭部と接する接触面と、当該接触面を貫通し、ビット部材の少なくとも一部が貫通可能な貫通孔と、を有する可動部が、吸引部の内部における範囲であって第１制限部および第２制限部によって制限された範囲をビット部材の回転軸に沿って移動可能である構成としている点を特徴のひとつとする。
【００２０】
本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態１
（１）基本例
（２）変形例
２．実施形態２
（１）基本例
（２）変形例
３．比較例
（１）方式１
（２）方式２
４．補足事項
【００２１】
＜１．実施形態１＞
＜（１）基本例＞
本発明の実施形態について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１は、実施形態１の自動ねじ締め機の斜視図である。図１に示されるように、吸引部３１は、太管部３２およびマウスピース３３を含んで構成される。図２〜図４は、実施形態１の自動ねじ締め機におけるマウスピースの断面図であって、それぞれ異なる状態を示している。
【００２２】
図１および図２に示されるように、実施形態１の自動ねじ締め機１は、ビット部材１２、内側ストッパ１３、外側ストッパ１４、自重式可動部１５、太管部３２およびマウスピース３３を含んで構成される。
【００２３】
＜本体部５２およびビット部材１２＞
図１に示されるように、本体部５２は、たとえば、ねじ５１を締結させるための駆動源（図示しない）および吸引口（図示しない）などを含む。ここで、ねじ５１は、本発明でいう「ねじ部品」の一具体例である。本実施形態では、ねじ５１は、たとえば十字穴５１ｂが頭部５１ａに形成された十字穴付きねじである。頭部５１ａの断面は、たとえば円形である。なお、頭部５１ａの断面は、四角形、六角形および八角形などの多角形であってもよい。駆動源は、たとえば、本体部５２に固定されており、モータおよび圧縮空気などを用いて回転運動を発生させる。吸引口は、たとえば、ポンプなどに接続されており、気体を吸引する機能を有する。
【００２４】
図２には、マウスピース３３の開口部３３ａの近傍について、ビット部材１２の回転軸Ｒｂに沿った断面が示される。図１および図２に示されるように、ビット部材１２は、たとえば、駆動源と直結しており、当該駆動源により駆動されて回転する。ビット部材１２は、吸引部３１の内側に収容される。本実施形態では、ビット部材１２は、ねじ５１が締まる方向へ回転する。ビット部材１２の回転軸Ｒｂは、たとえば鉛直線と平行である。また、ビット部材１２は、ねじ５１の頭部５１ａに差し込み可能である。本実施形態では、ビット部材１２は、ねじ５１の頭部５１ａに形成された十字穴５１ｂと係合する十字ビットの先端部１２ａを有する。
【００２５】
＜吸引部３１＞
吸引部３１は、ビット部材１２を内部に含む。吸引部３１は、回転軸Ｒｂ方向の一方の面に開口部３３ａを有する、回転軸Ｒｂ方向に延びる筒状の部材である。吸引部３１は、ビット部材１２の回転軸Ｒｂに沿ってビット部材１２と相対的に移動可能である。本実施形態では、太管部３２およびマウスピース３３は、たとえば、樹脂または金属などにより形成されており、互いに連結されている。詳細には、太管部３２は、たとえば、回転軸Ｒｂを対称軸とする円筒形であり、本体部５２と隙間なく接続された第１端と、第２端とを有する。マウスピース３３は、たとえば、回転軸Ｒｂを対称軸とする円筒形であり、太管部３２の第２端と隙間なく接続された第１端と、円形の開口部３３ａを形成する第２端とを有する。マウスピース３３の内径は、ねじ５１の頭部５１ａの外径より大きい。太管部３２の第１端は、たとえば、ばねを介して本体部５２に連結されており、回転軸Ｒｂに沿って本体部５２との相対的な移動が可能なように構成されている。すなわち、上述したようにビット部材１２が本体部５２に固定されているため、太管部３２およびマウスピース３３は、回転軸Ｒｂに沿ってビット部材１２との相対的な移動が可能なように構成されている。吸引部３１の内部空間３１ｂでは、本体部５２における吸引口によって気体が吸引される場合、吸引部３１の外部空間と比べて負圧に保たれる。
【００２６】
＜自重式可動部１５＞
自重式可動部１５は、吸引部３１の内部空間３１ｂに位置し、回転軸Ｒｂに沿って移動可能である。本実施形態では、自重式可動部１５は、マウスピース３３の内部空間３３ｃに位置する。自重式可動部１５は、凹状をしており、筒部１５ｄおよび円環部１５ｈを含んで構成される。円環部１５ｈは、ビット部材１２側の上面１５ｆと、ねじ５１側の下面１５ａと、を有する。下面１５ａは、本発明でいう「接触面」の一具体例である。
【００２７】
下面１５ａは、吸引部３１の開口部３３ａと対向し、ねじ５１の頭部５１ａと接する部分である。上面１５ｆは、内側ストッパ１３と対向し、自重式可動部１５が本体部５２側へ移動したときに内側ストッパ１３と接する部分である。貫通孔１５ｂは、下面１５ａおよび上面１５ｆの両方を貫通し、ビット部材１２が貫通可能である。詳細には、貫通孔１５ｂは、たとえば、下面１５ａの中心および上面１５ｆの中心を通る軸を対称軸とする円筒形状を有する。貫通孔１５ｂの内径は、ビット部材１２が貫通可能な内径、またはビット部材１２の先端部１２ａが貫通可能な内径であり、ねじ５１の頭部５１ａの外径より小さい。
【００２８】
筒部１５ｄは、下面１５ａに対して開口部３３ａへ延伸した円筒形状を有し、開口部３３ａ側において開口部１５ｇを形成する。詳細には、筒部１５ｄは、貫通孔１５ｂと連続する円筒形状の内部空間１５ｅを形成する。内部空間１５ｅの軸は、貫通孔１５ｂの対称軸と一致する。内部空間１５ｅの外径すなわち筒部１５ｄの内径は、マウスピース３３の内径より小さく、かつねじ５１の頭部５１ａの外径より大きい。筒部１５ｄは、ねじ５１の頭部５１ａを内部空間１５ｅに収容する。筒部１５ｄの外周面および円環部１５ｈの外周面は連続しており、これらの外周面を側面１５ｃと呼ぶ。側面１５ｃは、本発明でいう「対向面」の一具体例である。
【００２９】
側面１５ｃは、吸引部３１の内面と対向する。本実施形態では、側面１５ｃは、マウスピース３３の内面３３ｂと全周にわたって対向する。詳細には、自重式可動部１５は、外径がマウスピース３３の内径より所定量小さくなるように形成されている。ここで、所定量は、たとえば、自重式可動部１５が傾いたりすることなくマウスピース３３の内部空間３３ｃを滑らかに移動することができる程度に設定されている。
【００３０】
＜内側ストッパ１３＞
内側ストッパ１３は、マウスピース３３の開口部３３ａからビット部材１２に向かう方向の自重式可動部１５の移動を制限する。内側ストッパ１３は、本発明でいう「第１制限部」の一具体例である。本実施形態では、内側ストッパ１３は、たとえば、円環形状で板状の部材であり、樹脂または金属により形成される。内側ストッパ１３は、たとえば、外周面がマウスピース３３の内面と隙間なく接続されることによりマウスピース３３に固定される。内側ストッパ１３には、ビット部材１２の外径より大きい径、またはビット部材１２の先端部１２ａの外径より大きい径を有する貫通孔１３ａが、対称軸すなわち回転軸Ｒｂに沿って形成される。
【００３１】
＜外側ストッパ１４＞
外側ストッパ１４は、内側ストッパ１３に対して開口部３３ａ側に位置し、ビット部材１２から開口部３３ａに向かう方向の自重式可動部１５の移動を制限する。外側ストッパ１４は、本発明でいう「第２制限部」の一具体例である。本実施形態では、外側ストッパ１４は、たとえば、円環形状で板状の部材であり、樹脂または金属により形成される。外側ストッパ１４は、たとえば、マウスピース３３の第２端に設けられ、外縁部がマウスピース３３の先端面と隙間なく接続されることによりマウスピース３３に固定される。外側ストッパ１４には、自重式可動部１５の外径より小さく、かつねじ５１の頭部５１ａの外径より大きい径を有する貫通孔１４ａが、対称軸すなわち回転軸Ｒｂに沿って形成される。
【００３２】
＜自動ねじ締め機１の動作＞
図１および図２には、ねじ５１の頭部５１ａが自動ねじ締め機１に収容されていない状態が示される。図１および図２に示されるように、自重式可動部１５は、重力によって外側ストッパ１４に接触するまで下降している。
【００３３】
図３は、マウスピースの断面図であって、ねじ５１が自重式可動部１５の筒部１５ｄの内部空間１５ｅに収容された状態を示す断面図である。図１および図３に示されるように、本体部５２を下降させることにより、筒部１５ｄの開口部１５ｇをねじ５１の頭部５１ａに近づける。また、本体部５２における吸引口よって吸引部３１の内部空間３１ｂの排気が開始される。
【００３４】
ねじ５１の頭部５１ａが筒部１５ｄの内部空間１５ｅに進入すると、開口部１５ｇの大部分がねじ５１の頭部５１ａによって塞がれる。このため、ねじ５１は、吸引部３１の内部空間３１ｂにおける負圧と大気圧との圧力差によって上方への力が加えられ、頭部５１ａが下面１５ａに接するまで押し上げられる。
【００３５】
図４は、マウスピースの断面図であって、ねじ５１を収容した自重式可動部１５が内側ストッパ１３に接触するまで上昇した状態を示す断面図である。
【００３６】
図１および図４に示されるように、ねじ５１の頭部５１ａが下面１５ａに接した状態では、貫通孔１５ｂが塞がれるため、ねじ５１および自重式可動部１５は、吸引部３１の内部空間３１ｂにおける負圧と大気圧との圧力差によって上方への力が加えられ、自重式可動部１５が内側ストッパ１３に接触するまで上昇する。たとえば、ねじ５１および自重式可動部１５が上昇する際に、本体部５２における駆動源がビット部材１２を回転させることにより、ビット部材１２の先端部１２ａとねじ５１の頭部５１ａにおける十字穴５１ｂとが良好に係合する。
【００３７】
ここで、マウスピース３３の内部空間３３ｃにおいて内側ストッパ１３が設けられる位置について説明する。内側ストッパ１３は、下面１５ａに接したねじ５１の頭部５１ａとビット部材１２の先端部１２ａとが貫通孔１５ｂを介して良好に係合する状態で自重式可動部１５の本体部５２側への移動を停止することができる位置に設けられる。
【００３８】
そして、本体部５２が締結対象物の上方へ移動し、下降する。この際、外側ストッパ１４が締結対象物に接触すると、太管部３２がばねの作用により本体部５２の内部に入り込みながら、ねじ５１が締結対象物のねじ穴と接触する。本体部５２における駆動源が、ねじ５１が締まる方向へビット部材１２を回転させることにより、ねじ５１が締結対象物に締結される。
【００３９】
＜（２）変形例＞
図５は、実施形態１の自動ねじ締め機の変形例におけるマウスピースの断面図である。図５に示されるように、実施形態１の自動ねじ締め機１の変形例では、吸引部３１は、アタッチメント部３４をさらに含んで構成される。アタッチメント部３４は、接続管部３４ｄおよび延長マウスピース３４ｅを含んで構成される。
【００４０】
＜アタッチメント部３４＞
吸引部３１は、内側ストッパ１３に対する開口部３４ａの反対側において分割可能である。詳細には、吸引部３１は、太管部３２およびマウスピース３３と、内側ストッパ１３、外側ストッパ１４および自重式可動部１５が設けられたアタッチメント部３４とに分割可能である。接続管部３４ｄは、マウスピース３３とアタッチメント部３４とを脱着可能に接続する。太管部３２およびマウスピース３３は、本発明でいう「第１吸引部」の一具体例である。アタッチメント部３４は、本発明でいう「第２吸引部」の一具体例である。接続管部３４ｄは、本発明でいう「接続部」の一具体例である。
【００４１】
本実施形態では、アタッチメント部３４のアタッチメント部３４は、たとえば、回転軸Ｒｂを対称軸とする円筒形であり、マウスピース３３に接続する第１端と、円形の開口部３４ａを形成する第２端とを有する。延長マウスピース３４ｅの内径は、マウスピース３３の内径と略同じである。延長マウスピース３４ｅの第１端には、本体部５２へ向かって延伸する円筒形状の接続管部３４ｄが設けられる。接続管部３４ｄの内面は、マウスピース３３の外面と所定のはめ合い公差で挿入されるように形成されている。これにより、マウスピース３３とアタッチメント部３４とは、脱着が可能である。なお、接続管部３４ｄとマウスピース３３とは、はめ合いによって接続される構成に限らず、ねじ山を形成することで螺合によって接続される構成であってもよい。また、マウスピース３３と接続管部３４ｄとの間にＯリングなどの弾性体で形成されたシール材が設けられてもよい。これにより、吸引部３１の内部空間３１ｂにおける機密性を高めることができる。
【００４２】
＜内側ストッパ１３、外側ストッパ１４および自重式可動部１５＞
内側ストッパ１３、外側ストッパ１４および自重式可動部１５は、延長マウスピース３４ｅの内部空間３４ｃに設けられている。詳細には、外側ストッパ１４は、アタッチメント部３４の第２端に設けられ、外縁部が延長マウスピース３４ｅの先端面と隙間なく接続されることにより延長マウスピース３４ｅに固定される。自重式可動部１５は、下面１５ａが開口部３４ａと対向する向きで延長マウスピース３４ｅの内部空間３４ｃに設けられる。内側ストッパ１３は、下面１５ａと接したねじ５１の頭部５１ａとビット部材１２の先端部１２ａとが貫通孔１５ｂを介して良好に係合する状態で自重式可動部１５の本体部５２側への移動を停止することができる位置に設けられる。
【００４３】
上記構成の自動ねじ締め機によれば、自重式可動部１５を開口部３３ａの近傍に位置させることで、ねじ５１の頭部５１ａと筒部１５ｄの下面１５ａとの間の距離を短くすることができる。これにより、ねじ５１が吸引される際の距離が短くなり、ねじ５１が傾いた状態で自重式可動部１５に吸着固定されてしまうことを抑制することができる。そして、ねじ５１の頭部５１ａが下面１５ａと接触して貫通孔１５ｂが塞がれることで、吸引作用によってねじ５１の姿勢を保ったまま自重式可動部１５をビット部材１２側へ移動させることができるので、ビット部材１２の先端部１２ａとねじ５１の頭部５１ａとを正しく対向させることができる。これにより、ねじ５１を傾けることなくビット部材１２の先端部１２ａに接触させることができるので、先端部１２ａをねじ５１の頭部５１ａに差し込むことができる。すなわち、マウスピース３３の内部空間３３ｃで自重式可動部１５が移動する簡素な構成で、ビット部材１２の先端部１２ａをねじ５１の頭部５１ａにより確実に差し込むことができる。これにより、ビット部材１２の先端部１２ａの頭部５１ａへの差し込みに成功する可能性を高めることができるので、生産効率の低下を防ぐことができる。
【００４４】
また、上記構成の自動ねじ締め機では、内側ストッパ１３が、開口部３３ａからビット部材１２に向かう方向の自重式可動部１５の移動を制限し、内側ストッパ１３に対して開口部３３ａ側に位置する外側ストッパ１４が、ビット部材１２から開口部３３ａに向かう方向の自重式可動部１５の移動を制限する。これにより、ねじ５１が吸着固定された自重式可動部１５が吸引作用によってビット部材１２側へ移動する場合において、ビット部材１２の先端部１２ａとねじ５１の頭部５１ａとを正しく対向させることが可能な状態で、自重式可動部１５を内側ストッパ１３によって停止させることができる。また、ねじ５１が締結された後などでは、自重式可動部１５の移動が外側ストッパ１４によってマウスピース３３の開口部３３ａ付近で停止するため、自重式可動部１５が開口部３３ａから脱落しないようにすることができるとともに、新たなねじ５１を吸着する場合において、当該ねじ５１の頭部５１ａと下面１５ａとの間の距離を短くすることができる。
【００４５】
また、上記構成の自動ねじ締め機では、自重式可動部１５が、下面１５ａに対して開口部３３ａ側へ延伸した、ねじ５１の頭部５１ａを収容する筒部１５ｄを有するため、吸引部３１の吸引作用によってねじ５１が下面１５ａに向かって吸い上げられる際に、筒部１５ｄの内面をねじ５１の移動のガイドとして機能させることができるので、ねじ５１が傾いた状態で自重式可動部１５に吸着固定されてしまうことをより効果的に抑制することができる。
【００４６】
また、上記構成の自動ねじ締め機では、吸引部３１が、内側ストッパ１３に対する開口部３３ａの反対側において分割可能であるため、分割された部分から吸引部３１の内部を目視することができるので、吸引部３１の内部のメンテナンスを容易に行うことができる。また、開口部３３ａ側に分割されたアタッチメント部３４を交換することができるので、アタッチメント部３４および自重式可動部１５のサイズ変更、ならびに交換修理を容易に行うことができる。
【００４７】
また、上記構成の自動ねじ締め機では、吸引部３１は、太管部３２およびマウスピース３３と、内側ストッパ１３、外側ストッパ１４および自重式可動部１５が設けられたアタッチメント部３４とに分割可能である。また、接続管部３４ｄは、マウスピース３３とアタッチメント部３４とを脱着可能に接続する。これにより、たとえば、長さおよび頭部５１ａの外径といったねじ５１のサイズごとにアタッチメント部３４を用意することで、締結対象のねじ５１が多種類存在する場合においても、適切なアタッチメント部３４を選択することができるので、ねじ５１をビット部材１２の先端部１２ａへ良好に差し込むことができる。また、アタッチメント部３４を簡易かつ迅速に交換することができる。
【００４８】
＜２．実施形態２＞
＜（１）基本例＞
次に、本発明の実施形態２について図６〜図８を参照しながら説明する。本実施形態は、実施形態１と比較して、外側ストッパ１４および自重式可動部１５が、コイルばね１６およびばね式可動部２５に置き換えられている点で相違し、それ以外については同様である。以下、本実施形態が実施形態１の内容と相違する点について具体的に説明する。
【００４９】
図６〜図８は、実施形態２の自動ねじ締め機におけるマウスピースの断面図であるが、それぞれ状態が異なる。図６には、ねじ５１の頭部５１ａが自動ねじ締め機１に収容されていない状態が示される。図１および図６に示されるように、実施形態２の自動ねじ締め機１は、ビット部材１２、内側ストッパ１３、コイルばね１６、ばね式可動部２５、太管部３２およびマウスピース３３を含んで構成される。ここで、コイルばね１６は、本発明でいう「付勢部」、「第１制限部」および「第２制限部」の一具体例である。
【００５０】
＜ばね式可動部２５＞
本実施形態では、ばね式可動部２５は、マウスピース３３の内部空間３３ｃに位置し、回転軸Ｒｂに沿って移動可能である。ばね式可動部２５は、凹状をしており、筒部２５ｄおよび円環部２５ｈを含んで構成される。円環部２５ｈは、ビット部材１２側の上面２５ｆと、ねじ５１側の下面２５ａと、を有する。下面２５ａは、本発明でいう「接触面」の一具体例である。
【００５１】
下面２５ａは、吸引部３１の開口部３３ａと対向し、ねじ５１の頭部５１ａと接する部分である。上面２５ｆは、内側ストッパ１３と対向する。貫通孔２５ｂは、下面２５ａおよび上面２５ｆの両方を貫通し、ビット部材１２が貫通可能である。詳細には、貫通孔２５ｂは、たとえば、下面２５ａの中心および上面２５ｆの中心を通る軸を対称軸とする円筒形状を有する。貫通孔２５ｂの内径は、ビット部材１２が貫通可能な内径、またはビット部材１２の先端部１２ａが貫通可能な内径であり、ねじ５１の頭部５１ａの外径より小さい。
【００５２】
筒部２５ｄは、下面２５ａに対して開口部３３ａへ延伸する円筒形状を有し、開口部３３ａ側において開口部２５ｇを形成する。詳細には、筒部２５ｄは、貫通孔２５ｂと連続する円筒形状の内部空間２５ｅを形成する。内部空間２５ｅの軸は、貫通孔２５ｂの対称軸と一致する。内部空間２５ｅの外径すなわち筒部２５ｄの内径は、マウスピース３３の内径より小さく、かつねじ５１の頭部５１ａの外径より大きい。筒部２５ｄは、ねじ５１の頭部５１ａを内部空間２５ｅに収容する。筒部２５ｄの外周面および円環部２５ｈの外周面は連続しており、これらの外周面を側面２５ｃと呼ぶ。側面２５ｃは、本発明でいう「対向面」の一具体例である。
【００５３】
側面２５ｃはマウスピース３３の内面３３ｂと全周にわたって対向する。詳細には、ばね式可動部２５は、外径がマウスピース３３の内径より所定量小さくなるように形成されている。ここで、所定量は、たとえば、ばね式可動部２５が傾いたりすることなくマウスピース３３の内部空間３３ｃを滑らかに移動することができる程度に設定されている。
【００５４】
＜コイルばね１６＞
コイルばね１６は、内側ストッパ１３に対して開口部３３ａ側へばね式可動部２５を付勢する。詳細には、コイルばね１６は、内側ストッパ１３に固定された第１端と、ばね式可動部２５の上面２５ｆに固定された第２端とを有する。内側ストッパ１３はマウスピース３３の内面３３ｂに固定されているので、コイルばね１６は、ばね式可動部２５がマウスピース３３の開口部３３ａから脱落することを防ぐ第２制限部として機能する。詳細には、コイルばね１６の自由長は、たとえば、マウスピース３３の開口部３３ａが鉛直下方を向いている状態において、筒部２５ｄの開口部２５ｇ側の端面とマウスピース３３の開口部３３ａの端面とが揃うように調整されている。
【００５５】
また、コイルばね１６は、ばね式可動部２５が自重によって内側ストッパ１３に接近することを防いでいる。これにより、たとえば、マウスピース３３の開口部３３ａが水平または上へ向いている場合においても、ばね式可動部２５をマウスピース３３の開口部３３ａの近傍に位置させることができる。
【００５６】
＜自動ねじ締め機１の動作＞
図１および図６に示されるように、ばね式可動部２５は、コイルばね１６の復元力と筒部２５ｄの重力とがつりあう位置、この例では、筒部２５ｄの開口部２５ｇ側の端面とマウスピース３３の開口部３３ａの端面とが揃う位置まで下降している。
【００５７】
図７は、マウスピースの断面図であって、ねじ５１がばね式可動部２５の筒部２５ｄの内部空間２５ｅに収容された状態を示す断面図である。図１および図７に示されるように、本体部５２を下降させることにより、筒部２５ｄの開口部２５ｇをねじ５１の頭部５１ａに近づける。また、本体部５２における吸引口よって吸引部３１の内部空間３１ｂの排気が開始される。
【００５８】
ねじ５１の頭部５１ａが筒部２５ｄの内部空間２５ｅに進入すると、筒部２５ｄの開口部２５ｇの大部分がねじ５１の頭部５１ａによって塞がれる。このため、ねじ５１は、吸引部３１の内部空間３１ｂにおける負圧と大気圧との圧力差によって上方への力が加えられ、頭部５１ａが下面２５ａに接するまで押し上げられる。
【００５９】
図８は、マウスピースの断面図であって、ばね式可動部２５が、ビット部材１２とねじ５１とが係合するまでコイルばね１６を圧縮しながら上昇した状態を示す断面図である。
【００６０】
図１および図８に示されるように、ねじ５１の頭部５１ａが下面２５ａに接した状態では、貫通孔２５ｂが塞がれているため、ねじ５１およびばね式可動部２５は、吸引部３１の内部空間３１ｂにおける負圧と大気圧との圧力差によって上方への力が加えられて上昇する。たとえば、ねじ５１およびばね式可動部２５が上昇する際に、本体部５２における駆動源がビット部材１２を回転させることにより、ビット部材１２の先端部１２ａとねじ５１の頭部５１ａにおける十字穴５１ｂとが良好に係合する。
【００６１】
ここで、マウスピース３３の内部空間３３ｃにおいて内側ストッパ１３が設けられる位置、およびコイルばね１６のばね定数について説明する。内側ストッパ１３の位置およびコイルばね１６のばね定数は、下面２５ａと接したねじ５１の頭部５１ａとビット部材１２の先端部１２ａとが貫通孔２５ｂを介して良好に係合する状態でばね式可動部２５の本体部５２側への移動を停止することができるように設定される。すなわち、ねじ５１の頭部５１ａとビット部材１２の先端部１２ａとが貫通孔２５ｂを介して係合した状態において、ねじ５１およびばね式可動部２５に対して鉛直上方へ加えられる正味の力とコイルばね１６の反発力とが釣り合っている。ここで、内側ストッパ１３およびコイルばね１６は、マウスピース３３の開口部３３ａからビット部材１２に向かう方向のばね式可動部２５の移動を制限する第１制限部として機能している。
【００６２】
そして、本体部５２が締結対象物の上方へ移動し、下降する。この際、マウスピース３３の第２端が締結対象物に接触すると、太管部３２がばねの作用により本体部５２の内部に入り込みながら、ねじ５１が締結対象物のねじ穴と接触する。本体部５２における駆動源が、ねじ５１が締まる方向へビット部材１２を回転させることにより、ねじ５１が締結対象物に締結される。
【００６３】
＜（２）変形例＞
図９は、実施形態２の自動ねじ締め機の変形例におけるマウスピースの断面図である。図９に示されるように、実施形態２の自動ねじ締め機１の変形例では、吸引部３１は、アタッチメント部３４をさらに含んで構成される。アタッチメント部３４は、接続管部３４ｄおよび延長マウスピース３４ｅを含んで構成される。
【００６４】
＜内側ストッパ１３およびばね式可動部２５＞
内側ストッパ１３およびばね式可動部２５は、延長マウスピース３４ｅの内部空間３４ｃに設けられている。詳細には、ばね式可動部２５は、下面２５ａが開口部３４ａと対向する向きで延長マウスピース３４ｅの内部空間３４ｃに設けられる。内側ストッパ１３は、下面２５ａと接したねじ５１の頭部５１ａとビット部材１２の先端部１２ａとが貫通孔２５ｂを介して良好に係合する状態で、ばね式可動部２５の本体部５２側への移動を、コイルばね１６を介して停止することができる位置に設けられる。
【００６５】
上記構成の自動ねじ締め機では、コイルばね１６が、内側ストッパ１３に対して開口部３３ａ側へばね式可動部２５を付勢するため、ねじ５１を吸着固定していない状態のばね式可動部２５を、重力にかかわらず開口部３３ａの近傍に位置させることができる。これにより、たとえば、開口部３３ａが水平または上に向いている場合でも、ねじ５１の頭部５１ａと下面２５ａとの間の距離を短くすることができるので、ねじ５１が、傾いた状態でばね式可動部２５に吸着固定されてしまうことを抑制することができる。
【００６６】
＜３．比較例＞
＜（１）方式１＞
図１０は、自動ねじ締め機の比較例におけるマウスピースの断面図である。図１０には、方式１を用いたマウスピース３３の断面が示される。マウスピース３３の内面３３ｂには、開口部３３ａからねじ５１の長さを超えて離れた位置に円環部６１が固定される。円環部６１には、ビット部材１２を貫通可能であり、かつねじ５１の頭部５１ａの外径より小さい径の貫通孔６１ａが形成される。
【００６７】
図１および図１０に示されるように、本体部５２を下降させることにより、マウスピース３３の開口部３３ａをねじ５１の頭部５１ａに近づける。また、本体部５２における吸引口よって吸引部３１の内部空間３１ｂの排気が開始される。
【００６８】
ねじ５１の頭部５１ａがマウスピース３３の内部空間３３ｃに進入すると、開口部３３ａの大部分がねじ５１の頭部５１ａによって塞がれる。このため、ねじ５１は、マウスピース３３の内部空間３３ｃにおける負圧と大気圧との圧力差によって上方への力が加えられ、円環部６１の開口部３３ａ側の面である下面６１ｂに頭部５１ａが接するまで押し上げられる。しがしながら、ねじ５１が上昇する際に、ねじ５１の軸が回転軸Ｒｂから傾いてしまうことがある。このような場合、ねじ５１は、軸が回転軸Ｒｂから傾いたまま円環部６１に吸着固定されてしまう。長いねじ５１の場合、ねじ５１の軸が回転軸Ｒｂから傾く可能性がより高くなる。これに対して、マウスピース３３の内径を小さくする方法が考えられるが、ねじ５１の頭部５１ａの外径のばらつきによって、ねじ５１がマウスピース３３の内部空間３３ｃに詰まることがある。
【００６９】
仮に、ねじ５１が円環部６１の所定位置に正常に吸着固定された場合、ねじ５１の全体が、マウスピース３３の内部空間３３ｃに収容される。そして、本体部５２が締結対象物の上方へ移動し、下降する。この際、駆動源が、ねじ５１が締まる方向へビット部材１２を回転させる。マウスピース３３の第２端が締結対象物に接触すると、太管部３２がばねの作用により本体部５２の内部に入り込みながら、ねじ５１が締結対象物のねじ穴と接触する。本体部５２がさらに下降すると、ビット部材１２の先端部１２ａが回転しながらねじ５１の頭部５１ａにおける十字穴５１ｂに係合することで、ねじ５１が締まる方向へビット部材１２を回転させる。これにより、ねじ５１が締結対象物に締結される。
【００７０】
＜（２）方式２＞
図１１は、自動ねじ締め機の比較例におけるマウスピースの断面図である。図１１には、方式２を用いたマウスピース３３の断面が示される。マウスピース３３の内面３３ｂには、開口部３３ａからねじ５１の長さ未満離れた位置に円環部６２が固定される。円環部６２には、ビット部材１２を貫通可能であり、かつねじ５１の頭部５１ａの外径より小さい径の貫通孔６２ａが形成される。
【００７１】
図１および図１１に示されるように、本体部５２を下降させることにより、マウスピース３３の開口部３３ａをねじ５１の頭部５１ａに近づける。また、本体部５２における吸引口よって吸引部３１の内部空間３１ｂの排気が開始される。
【００７２】
ねじ５１の頭部５１ａがマウスピース３３の内部空間３３ｃに進入すると、開口部３３ａの大部分がねじ５１の頭部５１ａによって塞がれる。このため、ねじ５１は、マウスピース３３の内部空間３３ｃにおける負圧と大気圧との圧力差によって上方への力が加えられ、円環部６２の開口部３３ａ側の面である下面６２ｂに頭部５１ａが接するまで押し上げられる。方式２の場合は、方式１と比べて、ねじ５１が上昇する際にねじ５１の軸が回転軸Ｒｂから傾く可能性が低い。
【００７３】
仮に、ねじ５１が円環部６２の所定位置に正常に吸着固定された場合、ねじ５１の一部が、マウスピース３３の内部空間３３ｃに収容される。また、マウスピース３３の内部空間３３ｃにおける負圧のために、太管部３２が本体部５２の内部に入り込む。この際、駆動源がビット部材１２を回転させることで、ビット部材１２の先端部１２ａとねじ５１の頭部５１ａにおける十字穴５１ｂとが係合する。
【００７４】
そして、本体部５２が締結対象物の上方へ移動し、下降する。この際、駆動源が、ねじ５１が締まる方向へビット部材１２を回転させることで、ねじ５１が締結対象物のねじ穴と接触した後、ねじ５１が締結対象物に締結される。
【００７５】
方式２では、マウスピース３３の内部空間３３ｃにおける負圧のために、太管部３２が本体部５２の内部に入り込む。しかしながら、太管部３２の可動域が制限されることがある。また、ねじ５１が円環部６２の所定位置に正常に吸着固定された状態において、ねじ５１がマウスピース３３の開口部３３ａから外部へはみ出してしまう。たとえば、ねじ５１の長さが長い場合、太管部３２の移動だけではねじ５１を十分に持ち上げることが困難なため、ねじ５１の供給装置からねじ５１を抜き出す際に、ねじ５１の先端が供給装置に残った状態になってしまう。このため、本体部５２の上昇動作、および当該供給装置の回避動作などの余分な動作が求められる。また、ねじ５１の長さが長くなるほど、ねじ５１を吸着固定してから締結するまでの一連の動作に要する時間が長くなる。
【００７６】
＜４．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明では、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。
【００７７】
実施形態１，２の自動ねじ締め機では、自重式可動部１５およびばね式可動部２５が、それぞれ筒部１５ｄおよび筒部２５ｄを有する構成について説明したが、自重式可動部１５およびばね式可動部２５は、それぞれ筒部１５ｄおよび筒部２５ｄを有しない構成であってもよい。具体的には、自重式可動部１５およびばね式可動部２５は、たとえば、筒部を有さない円環状であっても、簡素な構成で、ビット部材１２の先端部１２ａをねじ５１の頭部５１ａにより確実に差し込むという本発明の目的を達成することが可能である。
【００７８】
また、実施形態１，２の自動ねじ締め機では、吸引部３１が、互いに連結された太管部３２およびマウスピース３３を有する構成について説明したが、吸引部３１は、マウスピース３３のみを含む構成であってもよい。
【００７９】
また、実施形態１，２の自動ねじ締め機では、マウスピース３３が、円筒形状を有する構成について説明したが、マウスピース３３は、円筒形状以外の形状を有する部材、たとえば四角形、六角形および八角形などの多角形またはその他の形状の断面を有する筒状の部材であってもよい。
【００８０】
また、実施形態１，２の自動ねじ締め機では、ビット部材１２が本体部５２に固定され、吸引部３１が本体部５２に対して相対的に移動可能な構成について説明したが、吸引部３１が本体部５２に固定され、ビット部材１２が本体部５２に対して相対的に移動可能な構成であってもよい。
【００８１】
また、実施形態１の自動ねじ締め機では、自重式可動部１５における側面１５ｃは、マウスピース３３の内面３３ｂと全周にわたって対向する構成について説明したが、側面１５ｃは、マウスピース３３の内面３３ｂと全周にわたって対向せずに、内面３３ｂと対向しない部分を有する構成であってもよい。
【００８２】
また、実施形態２の自動ねじ締め機では、ばね式可動部２５における側面２５ｃは、マウスピース３３の内面３３ｂと全周にわたって対向する構成について説明したが、側面２５ｃは、マウスピース３３の内面３３ｂと全周にわたって対向せずに、内面３３ｂと対向しない部分を有する構成であってもよい。
【００８３】
また、実施形態１，２の自動ねじ締め機では、内側ストッパ１３は、円筒形状の部材であり、側面がマウスピース３３の内面と隙間なく接続される構成について説明したが、マウスピース３３の開口部３３ａからビット部材１２に向かう方向の自重式可動部１５の移動を制限する部品であれば、内側ストッパ１３の代わりに当該部品が設けられてもよい。具体的には、たとえば、マウスピース３３の内面３３ｂに突起部が設けられた構成、またはマウスピース３３の内面３３ｂの一部において、内径を小さくする加工が施された構成などであってもよい。
【００８４】
また、実施形態１の自動ねじ締め機では、外側ストッパ１４は、円筒形状の部材であり、外縁部がマウスピース３３の先端面と隙間なく接続される構成について説明したが、ビット部材１２からマウスピース３３の開口部３３ａに向かう方向の自重式可動部１５の移動を制限する部品であれば、外側ストッパ１４の代わりに当該部品が設けられてもよい。具体的には、たとえば、マウスピース３３の第２端において内面３３ｂに突起部が設けられた構成、またはマウスピース３３の第２端の内面３３ｂの一部において、内径を小さくする加工が施された構成などであってもよい。
【００８５】
また、実施形態１の自動ねじ締め機では、外側ストッパ１４が、マウスピース３３に固定される構成について説明したが、外側ストッパ１４は、交換可能な構成であってもよい。これにより、たとえば、ねじ５１の頭部５１ａの大きさに応じた自重式可動部１５および外側ストッパ１４に交換することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、ねじを用いて部品同士を締結する製造装置に好適に利用される。
【符号の説明】
【００８７】
１…自動ねじ締め機
１２…ビット部材
１２ａ…先端部
１３…内側ストッパ
１３ａ…貫通孔
１４…外側ストッパ
１４ａ…貫通孔
１５…自重式可動部
１５ａ…下面
１５ｂ…貫通孔
１５ｃ…側面
１５ｄ…筒部
１５ｅ…内部空間
１５ｆ…上面
１５ｇ…開口部
１５ｈ…円環部
１６…コイルばね
２５…ばね式可動部
２５ａ…下面
２５ｂ…貫通孔
２５ｃ…側面
２５ｄ…筒部
２５ｅ…内部空間
２５ｆ…上面
２５ｇ…開口部
２５ｈ…円環部
３１…吸引部
３１ｂ…内部空間
３２…太管部
３３…マウスピース
３３ａ…開口部
３３ｂ…内面
３３ｃ…内部空間
３４…アタッチメント部
３４ａ…開口部
３４ｂ…内面
３４ｃ…内部空間
３４ｄ…接続管部
３４ｅ…延長マウスピース
５１…ねじ
５１ａ…頭部
５１ｂ…十字穴
５２…本体部
６１…円環部
６１ａ…貫通孔
６１ｂ…下面
６２…円環部
６２ａ…貫通孔
６２ｂ…下面
Ｒｂ…回転軸
【図１】
2019123034.tif 000003
【図２】
2019123034.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019123034.tif 000006
【図５】
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【図６】
2019123034.tif 000008
【図７】
2019123034.tif 000009
【図８】
2019123034.tif 000010
【図９】
2019123034.tif 000011
【図１０】
2019123034.tif 000012
【図１１】
2019123034.tif 000013