(57)【要約】【課題】皿ビスを安定した姿勢で保持できるビス締め付け装置を提供すること。【解決手段】ビス締め付け装置２０Ａ、２０Ｂは、皿ビス１２を締め付ける。このビス締め付け装置２０Ａ、２０Ｂは、皿ビス１２の頭部に嵌合する嵌合部２１Ａ、２１Ｂと、この嵌合部２１Ａ、２１Ｂを回転させる回転部と、を備える。嵌合部２１Ａ、２１Ｂは、嵌合部本体３１と、この嵌合部本体３１に取り付けられて平坦な先端面３２Ａを有しかつ磁力を帯びた磁石３２と、この磁石３２の先端面３２Ａから回転軸ＲＡ、ＲＢに沿って突出しかつ皿ビス１２の頭部の溝に嵌合可能なプラスビット３３と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
皿ビスを締め付けるビス締め付け装置であって、
前記皿ビスの頭部に嵌合する嵌合部と、
当該嵌合部を回転させる回転駆動部と、を備え、
前記嵌合部は、基部と、
当該基部に取り付けられて平坦な先端面を有しかつ磁力を帯びた磁性体と、
当該磁性体の先端面から回転軸に沿って突出しかつ前記皿ビスの頭部の溝に嵌合可能な突出部と、を備えることを特徴とするビス締め付け装置。
【請求項２】
請求項１に記載のビス締め付け装置において、
前記磁石の先端面は、前記基部の先端面から突出していることを特徴とするビス締め付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビス締め付け装置に関する。詳しくは、皿ビスを締め付けるビス締め付け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車の製造工程では、ロボットアーム先端に取り付けられたビス締め付け装置により、部品をボディにビスで固定する。このビス締め付け装置は、例えば、ビスの頭部に嵌合する嵌合部と、この嵌合部を回転駆動する回転部と、を備える（特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、ビスの頭部は、鍋頭形状であり、このビスの頭部には、プラス形状の溝部が形成されている。
一方、ビス締め付け装置の嵌合部は、本体と、この本体に設けられたプラス形状の突起と、この突起の周囲に形成された磁化部材と、を備える。この嵌合部の先端面は、ビスの頭部の形状に合わせて、椀状に凹んでいる。
【０００４】
このビス締め付け装置によれば、突起をビスのプラス形状の溝部に嵌合させると、ビスの鍋頭形状の頭部が嵌合部の先端面に嵌合し、ビスが安定した姿勢で嵌合部に保持される。
【特許文献１】特開平８−２２９８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、自動車の製造工程では、ビスとして皿ビスが用いられる場合がある。この場合、上述のビス締め付け装置では、ビスの頭部の形状に応じて嵌合部の先端面を凹ませたので、この嵌合部で皿ビスを安定して保持することは困難であった。
【０００６】
本発明は、皿ビスを安定した姿勢で保持できるビス締め付け装置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】
【０００７】
本発明のビス締め付け装置（例えば、後述のビス締め付け装置２０Ａ、２０Ｂ）は、皿ビス（例えば、後述の皿ビス１２）を締め付けるビス締め付け装置であって、前記皿ビスの頭部に嵌合する嵌合部（例えば、後述の第１嵌合部２１Ａ、第２嵌合部２１Ｂ）と、当該嵌合部を回転させる回転駆動部（例えば、後述の低速回転部２２Ａ、高速回転部２２Ｂ）と、を備え、前記嵌合部は、基部（例えば、後述の嵌合部本体３１）と、当該基部に取り付けられて平坦な先端面（例えば、後述の先端面３２Ａ）を有しかつ磁力を帯びた磁性体（例えば、後述の磁石３２）と、当該磁性体の先端面から回転軸（例えば、後述の回転軸ＲＡ、ＲＢ）に沿って突出しかつ前記皿ビスの頭部の溝に嵌合可能な突出部（例えば、後述のプラスビット３３）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、皿ビスの頭部の溝に突出部を嵌合させると、皿ビスの頭部は、磁力により磁性体の先端面に吸引されて保持される。よって、皿ビスを安定した姿勢で保持できる。
特に、作業ラインでの皿ビス自動搬送および自動締め付け時に、皿ビスの落下および嵌合外れを防止して安定した姿勢を保持できる。
【０００９】
この場合、前記磁石の先端面は、前記基部の先端面（例えば、後述の先端面３１Ａ）から突出していることが好ましい。
【００１０】
この発明によれば、皿ビスを突出部に嵌合すると、皿ビスの頭部は磁性体の先端面に密着し、基部の先端面から離れた状態となる。よって、基部の先端面が皿ビスに接触したり、皿ビスの締め付け時に皿ビス締付部周辺に接触したりして、皿ビスや基部が損傷するのを防止できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、皿ビスの頭部の溝に突出部を嵌合させると、皿ビスの頭部は、磁力により磁性体の先端面に吸引されて保持される。よって、皿ビスを安定した姿勢で保持できる。特に、作業ラインでの皿ビス自動搬送および自動締め付け時に、皿ビスの落下および嵌合外れを防止して安定した姿勢を保持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るビス締め付け装置が適用されたビス締め付けシステムのワークであるドア１０およびドアロック１１の斜視図および分解斜視図である。
【００１３】
ドア１０の長さ方向一端側の角部には、ドアロック１１が仮固定されている。
具体的には、ドアロック１１には、３箇所に貫通孔１１１が形成されている。
ドア１０には、３箇所にビス穴１１２が形成されている。ここで、これら３箇所のビス穴１１２のうち１つを仮固定用ビス穴１１２Ａとし、残りを本固定用ビス穴１１２Ｂとする。仮固定用ビス穴１１２Ａには、ドアロック１１の貫通孔を通して皿ビス１２が仮締めされており、これにより、ドアロック１１は、ドア１０に仮固定されている。
【００１４】
図２および図３は、ビス締め付けシステム１の平面図および側面図である。
ビス締め付けシステム１は、このドア１０に仮固定されたドアロック１１を、ドア１０の既に仮固定された１箇所を含む２箇所に皿ビス１２を本締めして本固定するものである。
このビス締め付けシステム１は、ビス締め付け装置２と、このビス締め付け装置２の姿勢および３次元空間上の位置を変化させる７軸のロボットアーム３と、これらを制御する制御部４と、を備える。
【００１５】
ビス締め付け装置２は、第１嵌合部２１Ａを低速で回転させる低速ビス締め付け装置２０Ａと、第２嵌合部２１Ｂを高速で回転させる高速ビス締め付け装置２０Ｂと、ロボットアーム３に取り付けられて低速ビス締め付け装置２０Ａおよび高速ビス締め付け装置２０Ｂを支持する支持具２３と、で構成される。
【００１６】
低速ビス締め付け装置２０Ａは、皿ビス１２に嵌合可能な第１嵌合部２１Ａと、この第１嵌合部２１Ａを低速で回転させる低速回転部２２Ａと、を備える。
高速ビス締め付け装置２０Ｂは、皿ビス１２に嵌合可能な第２嵌合部２１Ｂと、この第２嵌合部２１Ｂを高速で回転させる高速回転部２２Ｂと、を備える。
低速回転部２２Ａおよび高速回転部２２Ｂは、それぞれ、第１嵌合部２１Ａおよび第２嵌合部２１Ｂを進退可能に支持する軸部２２１と、この軸部２２１を回転させる駆動部２２２と、第１嵌合部２１Ａおよび第２嵌合部２１Ｂを前進方向に付勢するコイルスプリング２２３と、を備える。
【００１７】
第１嵌合部２１Ａの先端面と第２嵌合部２１Ｂの先端面とは、同一平面Ｐ上に位置している。また、第１嵌合部２１Ａの軸部２２１の回転軸ＲＡと第２嵌合部２１Ｂの軸部２２１の回転軸ＲＢとは、平行になっている。
また、これら第１嵌合部２１Ａおよび第２嵌合部２１Ｂは、フローティング可能であり、外力が加わると、コイルスプリング２２３が変形して後退する。
【００１８】
図４および図５は、嵌合部２１Ａ、２１Ｂの側面図および分解斜視図である。
嵌合部２１Ａ、２１Ｂは、回転部２２Ａ、２２Ｂの回転軸に取り付けられる基部としての嵌合部本体３１と、この嵌合部本体３１の先端側に取り付けられる円筒状の磁性体としての磁石３２と、この磁石３２に挿通されて嵌合部本体３１に取り付けられる突出部としてのプラスビット３３と、を備える。
【００１９】
嵌合部本体３１は、平坦な先端面３１Ａを有しており、この先端面３１Ａには、回転軸ＲＡ、ＲＢに沿って凹部３１１が形成されている。この凹部３１１の底部側は、プラスビット３３の基端側が嵌合する断面六角形状のビット収容部３１１Ａであり、凹部３１１の開口部側は、磁石３２が嵌合する断面円形状の磁石収容部３１１Ｂとなっている。
また、嵌合部本体３１の外周面には、ビット収容部３１１Ａに至る雌ねじ部３１２が形成され、この雌ねじ部３１２には、いもねじ３１３が螺合される。
【００２０】
磁石３２は、平坦な先端面３２Ａを有しており、磁石３２が嵌合部本体３１の磁石収容部３１１Ｂに嵌合した状態では、磁石３２の先端面３２Ａは、嵌合部本体３１の先端面３１Ａよりも僅かに突出している。
【００２１】
プラスビット３３は、磁石３２の先端面３２Ａから回転軸ＲＡ、ＲＢに沿って突出し、このプラスビット３３の先端側は、皿ビス１２の頭部の溝に嵌合可能となっている。
皿ビス１２がプラスビット３３に嵌合すると、図４中破線で示すように、皿ビス１２の頭部は、磁石３２の先端面３２Ａに吸引されて密着し、嵌合部本体３１の先端面３１Ａから離れた状態となる。これにより、皿ビス１２が嵌合部２１Ａ、２１Ｂに安定した状態で保持される。
【００２２】
図２に戻って、支持具２３は、ロボットアーム３の先端フランジ面３Ａに設けられて高速ビス締め付け装置２０Ｂを支持する基部２３１と、この基部２３１に設けられて低速ビス締め付け装置２０Ａを支持するスライド部２３２と、このスライド部２３２を先端フランジ面３Ａに平行にスライドさせるシリンダ機構２３３と、を備える。
このシリンダ機構２３３を駆動することにより、低速ビス締め付け装置２０Ａは、図２中矢印方向にスライドする。
【００２３】
制御部４は、ロボットアーム３、シリンダ機構２３３、低速ビス締め付け装置２０Ａの低速回転部２２Ａ、および、高速ビス締め付け装置２０Ｂの高速回転部２２Ｂを制御する。
【００２４】
以上のビス締め付けシステムの動作は、以下のようになる。
まず、第２嵌合部２１Ｂに本固定用の皿ビス１２を嵌合させる。
次に、低速回転部２２Ａおよび高速回転部２２Ｂを駆動し、この状態で、ロボットアーム３を駆動して、図６に示すように、ビス締め付け装置２０Ａ、２０Ｂをドアロック１１に接近させる。すると、第１嵌合部２１Ａが仮固定用ビス穴１１２Ａの皿ビス１２に接近するとともに、第２嵌合部２１Ｂが本固定用ビス穴１１２Ｂに接近する。
第１嵌合部２１Ａの先端面と第２嵌合部２１Ｂの先端面とは、同一平面上に位置しているので、第２嵌合部２１Ｂに嵌合された本固定用の皿ビス１２は、本固定用ビス穴１１２Ｂに挿入され、高速で回転されて締め付けられる。同時に、第１嵌合部２１Ａは、既に仮固定された皿ビス１２に回転しながら接近して嵌合する。すると、この仮固定された皿ビス１２は、第１嵌合部２１Ａにより低速で回転されて締め付けられる。
【００２５】
制御部４は、このように本固定用の皿ビス１２の締め付けと仮固定された皿ビス１２の締め付けとが同時に完了するように、第１嵌合部２１Ａの回転数および第２嵌合部２１Ｂの回転数を設定する。
ここで、上述のように、第１嵌合部２１Ａおよび第２嵌合部２１Ｂはフローティング可能であるため、このフローティングによる後退量を考慮する。
【００２６】
なお、本実施形態では、第１嵌合部２１Ａおよび第２嵌合部２１Ｂをフローティング可能な構造としたが、本固定用の皿ビス１２の締め付けと仮固定された皿ビス１２の締め付けとが同時に完了できるのであれば、これに限らず、第１嵌合部２１Ａおよび第２嵌合部２１Ｂをフローティングしない構造としてもよい。
この場合、第１嵌合部２１Ａおよび第２嵌合部２１Ｂをフローティング可能とした場合に比べて、第１嵌合部２１Ａの仮固定された皿ビス１２に接近するタイミングは遅くなる。
【００２７】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）皿ビス１２の頭部の溝にプラスビット３３を嵌合させると、皿ビス１２の頭部は、磁力により磁石３２の先端面３２Ａに吸引されて保持される。よって、皿ビス１２を安定した姿勢で保持できる。特に、作業ラインでの皿ビス自動搬送および自動締め付け時に、皿ビス１２の落下および嵌合外れを防止して安定した姿勢を保持できる。
【００２８】
（２）皿ビス１２をプラスビット３３に嵌合すると、皿ビス１２の頭部は磁石３２の先端面３２Ａに密着し、嵌合部本体３１の先端面３１Ａから離れた状態となる。よって、嵌合部本体３１の先端面３１Ａが皿ビス１２に接触したり、皿ビス１２の締め付け時に仮固定用ビス穴１１２Ａや本固定用ビス穴１１２Ｂの周辺に接触したりして、皿ビス１２や嵌合部本体３１が損傷するのを防止できる。
【００２９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係るビス締め付け装置が適用されたビス締め付けシステムのワークの斜視図および分解斜視図である。
【図２】前記実施形態に係るビス締め付けシステムの平面図である。
【図３】前記実施形態に係るビス締め付けシステムの側面図である。
【図４】前記実施形態に係るビス締め付けシステムの嵌合部の側面図である。
【図５】前記実施形態に係るビス締め付けシステムの嵌合部の分解斜視図である。
【図６】前記実施形態に係るビス締め付けシステムの動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３１】
１２      皿ビス
２０Ａ    低速ビス締め付け装置
２０Ｂ    高速ビス締め付け装置
２１Ａ    第１嵌合部
２１Ｂ    第２嵌合部
２２Ａ    低速回転部（回転駆動部）
２２Ｂ    高速回転部（回転駆動部）
３１      嵌合部本体（基部）
３１Ａ    嵌合部本体の先端面
３２      磁石（磁性体）
３２Ａ    磁石の先端面
３３      プラスビット（突出部）
ＲＡ、ＲＢ  回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2009214191.tif 000006
【図５】
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【図６】
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