JP2014188635A - ワークの支持装置及びワークのネジ締め装置並びにワークカセットの交換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークカセット装置の交換を正しく行えるようにする。
【解決手段】ネジ締め装置１は、ベース１２にワークカセット１１が取り付けられている。ワークカセット１１は、ワークＷを支持する支持台１５と、支持台１５上のワークＷを押さえ付けるカセット蓋１６とを有し、カセット蓋１６は回動軸１８によって支持台１５に対して回動自在に取り付けられている。回動軸１８は、カップリング２０，２５を結合させることによってロータリーアクチュエータ２２に連結される。蓋側カップリング２０は側面３２Ｂに開口部３８を１つ有する連結溝３７を有し、駆動側カップリング２５は連結溝３７に係合可能な突条４０を有する。カセット蓋１６を開いた状態でのみ、連結溝３７と突条４０を係合させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ワークの支持装置及びワークのネジ締め装置並びにワークカセットの交換方法に関する。

電気機器や情報端末などのワークの製造工場では、ワークの本体にケースなどの部品をネジ締めして固定する工程がある。ワークのケースをネジ締めするときには、ワークの本体をワークカセット装置に位置決めして載置し、ネジ締めドライバで部品をワークの本体にネジで固定する。ここで、ネジ締めドライバは、回動軸に連結されたドライバビットを有する。さらに、ドライバビットを覆うようにハウジングマウスピースが設けられており、マウスピースを通してネジを吸着可能になっている。

ワークの本体に部品をネジ固定するときは、最初にワーク上に部品を、ネジ孔を上に向けた状態でセットし、この後ワークをワークカセットに位置決めして保持させる。この状態で、ネジ締めドライバでネジをネジ孔に羅入する。部品をセットしたワークを保持するワークカセット装置は、ワークを載置するベースと、ワークの上面に被せるカセット蓋とを有し、カセット蓋をロータリーアクチュエータで開閉可能に構成されている。ワークを最初に載置するときには、ロータリーアクチュエータでカセット蓋を回動させ、ベース上から退避させる。ベース上にワークを載置したら、ロータリーアクチュエータを回動させてカセット蓋でワークを押さえ付けてネジ締めする。

特開２０１１−１８３４８９公報

ここで、ワークカセット装置は、ワークの種類に合わせた大きさや形状のものが用いられる。このために、ワークの種類に合わせてワークカセット装置を交換する作業が発生することがある。例えば、現在使用中のワークカセット装置をロータリーアクチュエータの回動軸から取り外し、新しいワークカセット装置をベースに対して開いた状態で回動軸に連結させる。このとき、作業者が誤ってカセット蓋をベースに対して閉じた状態で回動軸に連結させると、ロータリーアクチュエータを駆動させたときに、カセット蓋がベースにさらに押し付けられてしまい、カセット蓋やロータリーアクチュエータを破損する可能性がある。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ワークカセット装置の交換を正しく行えるようにすることを目的とする。

実施形態の一観点によれば、ワークを支持する支持台と、前記支持台上の前記ワークを上から押さえ付ける蓋体と、前記蓋体を前記支持台の上方の第１の位置と、前記蓋体を前記支持台の上方から退避させた第２の位置との間で回動させる回動装置と、前記蓋体の回動軸に取り付けられた蓋側カップリングと、前記蓋側カップリングに結合可能で、前記回動装置の出力軸に固定された駆動側カップリングと、を有し、前記蓋側カップリングに、前記第２の位置に相当する前記回動軸の回転角度及び前記出力軸の回転角度で前記駆動側カップリングに結合可能な結合部を設け、前記駆動側カップリングに、前記第２の位置に相当する前記回動軸の回転角度及び前記出力軸の回転角度で前記蓋側カップリングの前記結合部に結合可能な被結合部を設けたことを特徴とするワークの支持装置が提供される。

また、実施形態の別の観点によれば、ワークを載置する支持台に対して、前記支持台上のワークを上から押さえ付ける蓋体を開閉自在に取り付けたワークカセットを交換するにあたり、蓋体を支持台の上方から１８０°回動させた位置に配置し、前記蓋体を回動させる回動装置の出力軸の回転位置を、蓋体を支持台の上方から１８０°回動させた位置に相当する回転位置に設定することによって、前記蓋体の回動軸に取り付けられた前記蓋側カップリングの結合部と、前記回動装置の出力軸に取り付けられた駆動側カップリングの被結合部を係合可能な位置に配置し、前記結合部と前記被結合部を係合させることによって、前記蓋側カップリングと前記駆動側カップリングを結合させることを特徴とするワークカセットの交換方法が提供される。

係合溝と突条の所定の回転角度で係合可能な形状にしたので、ワークカセット装置を交換するときに、カセット蓋を閉じた状態でカップリングを結合させてしまうことを防止できる。

図１は、本発明の実施の形態に係るネジ締め装置の概略構成の一例を示す図だって、カセット蓋を閉じた状態を示す平面図である。 図２は、本発明の実施の形態に係るネジ締め装置であって、カセット蓋を開いた状態の一例を示す一部拡大図である。 図３は、本発明の実施の形態に係るネジ締め装置のカップリングの着脱工程の一例を説明する斜視図である。 図４は、本発明の実施の形態に係るネジ締め装置の蓋側カップリングの一例の分解斜視図である。 図５は、本発明の実施の形態に係るネジ締め装置の一例を示す図であって、図４のＡ矢視図である。 図６は、本発明の実施の形態に係るネジ締め装置の回動装置の構成の一例を示す図であって、（ａ）が上方から見た図であり、（ｂ）が（ａ）のＢ矢視図である。 図７は、本発明の実施の形態に係るネジ締め装置のネジ締めドライバの概略構成の一例を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態に係るネジ締め装置であって、カセット蓋を開いた状態の一例を示す図である。 図９は、本発明の実施の形態に係るネジ締め装置の蓋側カップリングの変形例を示す斜視図である。

発明の目的及び利点は、請求の範囲に具体的に記載された構成要素及び組み合わせによって実現され達成される。
前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明は、典型例及び説明のためのものであって、本発明を限定するためのものではない。

図１に示すように、ワーク支持装置を含むネジ締め装置１は、ワークＷを支持するワーク支持装置２と、ワーク支持装置２にセットしたワークＷをネジ締めするネジ締めドライバ３と、ワーク支持装置２及びネジ締めドライバ３を制御する制御装置４とを含んで構成されている。

ワーク支持装置２は、ワークＷを保持するワークカセット１１を有する。ワークカセット１１は、ベース２上に固定され、ワークＷを載置する支持台１５と、支持台１５上のワークＷの上面に押し付けられるカセット蓋１６（蓋体）とを有し、支持台１５に対してカセット蓋１６が開閉自在に取り付けられている。

支持台１５は、ワークＷを位置決めして載置するための凹部１５Ａが形成されている。カセット蓋１６は、ベース１２に対して開閉可能に一対設けられている。各カセット蓋１６は、ワークＷの形状に合わせて形成された本体部１６Ａを有し、本体部１６Ａには重量軽減のための開口部１６Ｂと、ネジを通す貫通孔１７とが形成されている。貫通孔１７は、ワークＷのネジ孔Ｗ１の位置、数、及び大きさに合わせて形成されている。各本体部１６Ａの一端部には、回動軸１８が１つずつ固定されている。回動軸１８は、支持台１５の凹部１５Ａを左右に挟むように１本ずつ、平行に配置されている。各回動軸１８は、カセット蓋１６の本体部１６Ａから側方に延在する固定部１６Ｃに固定されている。

さらに、図１と、カセット蓋１６を開いた状態における拡大図である図２とに示すように、回動軸１８は、固定部１６Ｃを挟むように配置された一対の支持片１９に内蔵されたベアリング１９Ａによって支持台１５に回動自在に支持されている。そして、回動軸１８の先端には、蓋側カップリング２０が取り付けられている。

また、ワークカセット１１は、カセット蓋１６を回動させる回動装置２１を有する。回動装置２１は、ベース１２に固定されたロータリーアクチュエータ２２を有する。ロータリーアクチュエータ２２は、カセット蓋１６が支持台１５の上方に配置され、ワークＷを上から押さえ付ける閉じた位置（第１の位置）と、閉じた位置から約１８０°回動した位置であって、カセット蓋１６が支持台１５の上方から退避した開いた位置（第２の位置）との間で往復移動するように出力軸２２Ａを回動させる。ロータリーアクチュエータ２２の出力軸２２Ａは、支持片２３に内蔵されたベアリング２３Ａによってベース１２に回動自在に支持されている。出力軸２２Ａの先端には、駆動側カップリング２５が取り付けられている。

図３に示すように、蓋側カップリング２０と駆動側カップリング２５は、切り離し可能になっており、２つのカップリング２０，２５の結合を解消させるとワークカセット１１を交換できる。一方、２つのカップリング２０，２５を結合させると、ロータリーアクチュエータ２２の出力軸２２Ａをカセット蓋１６の回動軸１８に連結させ、ロータリーアクチュエータ２２の回転をカセット蓋１６に伝達することが可能になる。

ここで、図４に分解した状態を示すように、蓋側カップリング２０は、回動軸１８に固定された金属製のカップリング本体３１と、カップリング本体３１に係合させた状態でネジ留めされるハウジング部材３２とを有する。
カップリング本体３１は、円柱形状を有し、先端面３１Ａには突条３５が形成されている。突条３５は、カップリング本体３１の回転中心を通り直径方向に延びており、その両端はカップリング本体３１の側面３１Ｂと一致している。

図４と、図４のＡ矢視図である図５に示すようにハウジング部材３２は、例えば樹脂で製造された円柱形状の部材からなり、カップリング本体３１に連結される基端面３２Ａに係合溝３６が形成されている。係合溝３６は、ハウジング部材３２の中心を通って直径方向に延び、側面３２Ｂまで貫通している。係合溝３６は、カップリング本体３１の突条３５と係合可能な位置及び大きさに形成されている。

また、駆動用カップリング２５に向けられる先端面３２Ｃには、結合部である連結溝３７が形成されている。連結溝３７は、ハウジング部材３２の中心を通り、直径方向に延びている。さらに、連結溝３７は、一方の側面３２Ｂ側では、側面３２Ｂまで延びて開口部３８を形成している。これに対して、他方の側面３２Ｂ側は側面３２Ｂに至る手前で止まっており、他方の側面３２Ｂ側は閉鎖されている。さらに、ハウジング部材３２の直径方向に平行な方向における連結溝３７の幅は、中心部分を除いて略一定である。中心部分は、ハウジング部材３２をカップリング本体３１にねじ留めするために使用することができる。図３に示すように、ハウジング部材３２の連結溝３７は、カセット蓋１６を支持台１５に対して開いたときに、開口部３８が下側に位置されるようにカップリング本体３１に固定される。ここで、ハウジング部材３２の基端面３２Ａ側の係合溝３６と、先端面３２Ｃ側の連結溝３７は、直交する向きに延びている。

図３及び図６に示すように、駆動用カップリング２５は、先端面２５Ａに被結合部である突条４０が形成されている。突条４０は、回転中心を通り直径方向に延びている。さらに、図６（ａ）のＢ矢視図である図６（ｂ）に示すように、突条４０の上端は、側面２５Ｂに対して下がっており、下端は側面２５Ｂに一致するまで延びている。突条４０の形状及び大きさは、連結溝３７と係合可能に形成されている。なお、図３及び図６には、出力軸２２Ａが、カセット蓋１６を開かせたときの回転角度であるときの駆動用カップリング２５の回転位置が示されている。

図７に示すように、ネジ締めドライバ３は、ネジ５０に係合して回転させるドライバビット５１を有し、ドライバビッド５１は駆動機構部５２から延びる出力軸５３に取り付けられている。駆動機構部５２は、例えば、モータと減速機構を有すると共に、ドライバビットを進退させるスライド機構が設けられている。また、駆動機構部５２には、マウスピース５５がドライバビッド５１を覆うように取り付けられている。マウスピース５５の内径は、ドライバビット５１の外径より大きくなっており、マウスピース５５とドライバピット５１の間には、隙間５６が形成されている。マウスピース５５は、ポンプ５７に接続されており、隙間５６を介してネジ５０を吸着保持することが可能である。

次に、実施形態の作用について説明する。最初に、ネジ締め装置１を用いたネジ締め工程について説明する。
図８に示すように、ネジ締め装置１は、初期状態では、ワークカセット装置２のワークカセット１１がカセット蓋１６を開いた位置で待機している。従って、開放されている支持台１５の凹部１５Ａに収まるようにワークＷをセットする。この状態で、制御装置４がロータリーアクチュエータ２２を駆動させ、出力軸２２Ａを１８０°回動させる。出力軸２２Ａにカップリング２０，２５によって結合されているカセット蓋１６の回動軸１８が回動する。この結果、図１に示すように、ワークＷを上から押さえ付ける。

この状態で、図７のネジ締めドライバ３のマウスピース５５でネジ５０を吸着保持した後、貫通孔１７の上に移動させ、ネジ５０を貫通孔１７に挿入する。貫通孔１７は、ネジ５０の外径より小さいが、マウスピース５５の外径より小さい。従って、マウスピース５５による吸着が解除され、ドライバビット５１によってネジ５０がワークＷのネジ孔Ｗ１に挿入される。この状態で、ドライバビット５１を回転させると、ネジ５０がネジ孔Ｗ１に螺入される。

ネジ５０をワークＷのネジ孔Ｗ１に螺入したら、制御装置４がネジ締めドライバ３を退避させた後、カセット蓋１６を開かせるので、作業者がワークＷを取り出す。以降は、同様の動作を繰り返し、ワークＷをネジ締めする。

次に、ワークカセット１１の交換作業について説明する。
ワークカセット１１は、ネジ締めするワークＷの種類が変更になった場合に実施される。具体的には、最初に、図２及び図８に示すように、回動軸１８を約１８０°回動させてカセット蓋１６を支持台１５の上方から退避させた開いた位置（第２の位置）に移動させる。図４（ａ）に示すように、カセット蓋１６を開いた状態では、駆動側カップリング２５の突条４０は略垂直に延びるように回動軸１８に接続されている。このために、ワークカセット１１を図３の矢印に示すように上方向に移動させるだけで、簡単にカップリング２０，２５の結合を解除し、ワークカセット１１をベース１２から取り外すことができる。

この後、次にネジ締めするワークＷの形状に合わせた別のワークカセット１１の蓋側カップリング２０を駆動側カップリング２５に結合させる。別のワークカセット１１は、ネジ締めするワークＷに合わせた形状を有する支持台１５及びカセット蓋１６が選択される。

ここで、別のワークカセット１１を装着するときには、図２及び図８に示すように、カセット蓋１６が支持台１５の上方から１８０°回動させた開いた状態に相当する回転位置に回転軸１８を設定する。これによって、図３に示すように、ハウジング部材３２の連結溝３７の向きが、駆動側カップリング２５の突条４０の回転位置と一致する。より詳細には、カセット蓋１６を開いておくと、蓋側カップリング２０のハウジング部材３２の連結溝３７と、駆動側カップリング２５の突条４０が係合可能な位置に配置される。このために、矢印に示すように、ワークカセット１１を下方向に移動させるだけで、蓋側カップリング２０の下側に配置された開口部３８から、駆動側カップリング２５の突条４０が連結溝３７に挿入され、連結溝３７と突条４０が係合し、カップリング２０，２５が連結される。

これに対して、カセット蓋１６を開いた位置以外、例えば、カセット蓋１６が閉じた位置（第１の位置）にあるときにワークカセット１１をベース１２に組み付けようとすると、カセット蓋１６を開いたときの蓋側カップリング２０のハウジング部材３２の連結溝３７の回転位置と、駆動側カップリング２５の突条４０の回転位置とが不一致、具体的には１８０°ずれた位置になる。この結果、駆動側カップリング２５の突条４０が、蓋側カップリング２０のハウジング部材３２の側面３２Ｂに干渉し、連結溝３７に突条４０を挿入できない。このために、カセット蓋１６が第２の位置以外の位置にあるときには、ワークカセット１１をベース１２に組み付けることはできない。従って、ワークカセット１１の誤組み付けが防止される。

ここで、図３に示すように、カセット蓋１６の回動軸１８には、カセット蓋１６を閉じたときに上向きに配置されるプレート６１が固定されている。このために、プレート６１の有無を確認することによって、ワークカセット１１の誤組み付けをさらに防止できる。

以上、説明したように、ネジ締め装置１では、結合部（連結溝３７）と被結合部（突条４０）を所定の回転角度でのみ係合可能な形状にしたので、ワークカセット１１を交換するときに、カセット蓋１６を閉じた状態でカップリング２０，２５を結合させてしまうことを防止できる。これによって、ワークカセット１１の誤組み付けを理由としてカセット蓋１６がベース２にさらに押し付けられることが防止される。
連結溝３７は、側面３２Ｂに１つだけ開口部３８を有する構成にしたので、簡単な構成でワークカセット１１の誤組みつけを防止できる。なお、結合部と被結合部の形状は、両者が所定の回転角度でのみ係合可能な形状であれば良く、溝と突条に限定されない。例えば、連結溝３７と突条４０の幅を、突条４０の挿入方向で変化させることによって、所定の回転角度でのみ係合可能にしても良い。また、蓋側カップリング２０に突条４０を設け、駆動側カップリング２５に連結溝３７を形成しても良い。結合部と被結合部は、連結溝３７及び突条４０の代わりに切り欠きと突部の組み合わせでも良い。また、ワークカセット１１は、カセット蓋１６を１つだけ有しても良いし、３つ以上有しても良い。

ここで、蓋側カップリング２５の変形例について説明する。
図９（ａ）に示すように、蓋側カップリング２５において、カップリング本体３１の突条３５Ａの一端部を側面３１Ｂに至る手前まで形成する。さらに、図９（ｂ）に示すように、これに対応するハウジング部材３２の溝３６Ａは、一方の側面３２Ｂのみに開口部７１を有し、他方の側面３２Ｂ側は閉鎖されている。突条３５Ａ及び係合溝３６Ａの位置は、カセット蓋１６を開いたときの回動軸１８の回転位置で、ハウジング部材３２の連結溝３７の開口部３８が下向きに配置されるように形成される。例えば、カセット蓋１６を開いた状態で、カップリング本体３１に、ハウジング部材３２を、開口部３８が上向きになるように組み付けようとすると、突条３５Ａと係合溝３６Ａが干渉する。これに対して、カセット蓋１６を開いた状態で、カップリング本体３１に、ハウジング部材３２を、開口部３８が下向きになるように組み付けようとすると、突条３５Ａを係合溝３６Ａに係合させることが可能になる。この結果、カップリング本体３１とハウジング部材３２の回転位置の組み付け間違いが防止されるので、ワークカセット１１の誤組み付けをさらに防止できる。

ここで挙げた全ての例及び条件的表現は、発明者が技術促進に貢献した発明及び概念を読者が理解するのを助けるためのものであり、ここで具体的に挙げたそのような例及び条件に限定することなく解釈するものであり、また、明細書におけるそのような例の編成は本発明の優劣を示すこととは関係ない。本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、それに対して種々の変更、置換及び変形を施すことができる。

１ ネジ締め装置
２ ワーク支持装置
３ ネジ締めドライバ
１５ 支持台
１６ カセット蓋（蓋体）
１８ 回動軸
２０ 蓋側カップリング
２１ 回動装置
２２Ａ 出力軸
２５ 駆動側カップリング
３７ 連結溝（結合部）
４０ 突条（被結合部）
Ｗ ワーク

Claims (4)

1. ワークを支持する支持台と、
   前記支持台上の前記ワークを上から押さえ付ける蓋体と、
   前記蓋体を前記支持台の上方の第１の位置と、前記蓋体を前記支持台の上方から退避させた第２の位置との間で回動させる回動装置と、
   前記蓋体の回動軸に取り付けられた蓋側カップリングと、
   前記蓋側カップリングに結合可能で、前記回動装置の出力軸に固定された駆動側カップリングと、
   を有し、
   前記蓋側カップリングに、前記第２の位置に相当する前記回動軸の回転角度及び前記出力軸の回転角度で前記駆動側カップリングに結合可能な結合部を設け、
   前記駆動側カップリングに、前記第２の位置に相当する前記回動軸の回転角度及び前記出力軸の回転角度で前記蓋側カップリングの前記結合部に結合可能な被結合部を設けたことを特徴とするワークの支持装置。
2. 前記結合部は、前記蓋側カップリングに形成された溝であり、前記溝は、前記第２の位置に相当する前記回動軸の回転角度及び前記出力軸の回転角度において、前記蓋側カップリングの回動中心を通って上方方向に延び、下端が前記蓋側カップリングの側面に開放されると共に上端が閉鎖されており、
   前記被結合部は、前記駆動用カップリングに形成され、前記溝に係合可能な突条であることを特徴とする請求項１に記載のワークの支持装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のワークの支持装置と、
   前記蓋体で前記支持台に押さえ付けた前記ワークをネジ締めするネジ締めドライバを有することを特徴とするワークのネジ締め装置。
4. ワークを載置する支持台に対して、前記支持台上のワークを上から押さえ付ける蓋体を開閉自在に取り付けたワークカセットを交換するにあたり、
   蓋体を支持台の上方から１８０°回動させた位置に配置し、前記蓋体を回動させる回動装置の出力軸の回転位置を、蓋体を支持台の上方から１８０°回動させた位置に相当する回転位置に設定することによって、前記蓋体の回動軸に取り付けられた前記蓋側カップリングの結合部と、前記回動装置の出力軸に取り付けられた駆動側カップリングの被結合部を係合可能な位置に配置し、前記結合部と前記被結合部を係合させることによって、前記蓋側カップリングと前記駆動側カップリングを結合させることを特徴とするワークカセットの交換方法。

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