JP2629905B2 - 自動ネジ締付装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ネジ給送孔を通じて給送されたネジをビッ
トの押出し下降動によりワークに締付ける自動ネジ締付
装置に関する。

（従来の技術） 従来のネジ締め付け装置（例えば実公昭62−31222
号、特開昭57−54039号、米国特許第2989996号）は、ネ
ジを給送するネジ給送孔、ネジを保持する保持器、ネジ
をネジ回しするビット、このビットを回転する駆動源等
を備えている。ネジ締め時、保持器でネジ頭を保持しな
がらビット先端をネジ頭に押付け、ビットを回転させて
ネジ回しし、ネジをワークに対し締付ける。

例えば第４図（Ａ）（Ｂ）に示すように、ホルダ１の
案内筒２に形成されるネジ給送孔３から挿入したネジ５
のネジ頭5aにビット６を押付け、このビット６を回転さ
せてネジ回しし、ネジ５をワークに対し締付ける。この
時、ネジ頭5aは顎状の一対の保持器８、９により保持さ
れている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、従来のネジ締付装置よると、ネジの締付開始
から締付完了までの間ネジ頭が保持器に接触しているた
め、ネジ頭が非丸形状のネジの場合、ビットが回転する
とネジ頭に接触する保持器が振動し、この振動により騒
音が発生するだけでなく、ネジ頭に傷がつきやすく、ネ
ジの締付トルクが安定しない、保持器の寿命が短縮され
る等の問題が生じる。

また、前記特開昭57−54039号公報に記載されるビッ
トがネジを押出す直前に作用杆によって保持器を開くタ
イプのネジ締付装置よると、保持器によるネジの保持を
解除するタイミングをとるのが難しい。例えば、解除の
タイミングが遅いと保持器の振動を伴う前述した種々の
弊害が生じ、また解除のタイミングが速いとネジが倒れ
て締付不能になるという問題がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、ネジ締付時に保持器によるネジからの解離タ
イミングを適切に設定可能とすることにより、ネジ頭が
保持器に接触する時間を短縮し、長時間の回転接触に伴
う振動が原因であった前述した問題を解決するようにし
た自動ネジ締付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） そのために、本発明の自動ネジ締付装置は、ネジを挿
入するネジ給送孔を有する案内筒と、この案内筒の一端
に給送されたネジ頭を保持する一対のキャッチャと、前
記案内筒に挿入され、前記ネジのネジ頭を押し付けネジ
回しするビットとを備え、前記キャッチャに保持される
ネジを前記ビットの押出し回転によりワークに締付ける
ようにした自動締付装置において、前記一対のキャッチ
ャを互いに連動させる連係手段と、ビットの回転押出に
よりネジがワークに押込まれていくに従い、前記ネジ頭
の下端に接触しながら前記キャッチャを閉位置から次第
に開位置に開動させるキャッチャ傾斜面と、前記ネジの
締付途中で前記キャッチャが所定開度に達すると、前記
ビットの下降動作に連動せずに、且つ前記連係手段と連
動する前記カムに当接するコロが前記カム面上死点を乗
り越えて、バネの付勢力により前記キャッチャを急開さ
せるカム手段とを備え、前記キャッチャ傾斜面を前記ネ
ジ頭の押圧による力点とし、前記カムの回転中心を支点
とし、前記カム面を作用点とすることで前記キャッチャ
を開動し、ネジの締付完了後に前記カム手段の解除によ
り前記キャッチャを閉動することを特徴とする。

（作用） 本発明の自動ネジ締付装置によれば、ネジ給送孔から
供給されたネジのネジ頭にビットが押付けられ回転を開
始すると、キャッチャでネジ頭が保持されるネジがワー
クに締込まれる。このとき、ネジの締込みが進行するに
したがいネジのネジ頭によってキャッチャ傾斜面が押し
開かれ、キャッチャが次第に拡開される。キャッチャの
開度が所定開度に達すると、キャッチャに連動する連係
手段を介してカム手段のカムに当接するコロがカム上死
点を乗り超え、このコロの変位によりバネの付勢力によ
って連係手段を介してキャッチャが急開し、それまでネ
ジを保持していたキャッチャがネジから離れる。その
後、ネジ頭がキャッチャから解離された状態でネジがビ
ットの回転によりワークに締付けられていく。

（実施例） 本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

第１図および第２図に示すように、案内筒10の側壁に
後述するカム機構を復帰状態に駆動するためのエアーシ
リンダ11が取付けられている。案内筒10の筒内を通して
ネジを自由落下させて給送するネジ給送孔10aを設け、
このネジ給送孔10aはビット12を挿通する遊挿穴を兼ね
ている。ビット12の先端にはネジを押出しネジ回しする
ための十字先端部12aが形成されている。

案内筒10の下端に延びるガイド部10bは、被締付部で
あるワークに対しネジの締付位置を設定するための案内
板の役割もある。案内筒10の側壁に固定されるホルダ15
は、その腕部15aが水平方向に延び、その先端でＬ字状
に上方にレバー支持部15bが立ち上げられている。レバ
ー支持部15bの側壁に固定される内固定ピン16aに揺動自
在にレバー17が設けられている。レバー支持部15bの側
壁に固定される外固定ピン16bには捩りコイルバネ18が
取り付けられ、その一端18aはレバー17の上突起17aに当
接し、上突起17aを案内筒10から遠ざかる方向に付勢し
ている。他端18bはレバー支持部15bに固定されている。
レバー17の下突起17bの先端には、固定軸20に対し回転
自在なコロ21が設けられている。

案内筒10の下端側壁からＬ字形に突き出される固定ピ
ン23、24に回動自在に設けられる保持器26は、固定ピン
23、24を中心軸にして互いに噛みあう一対の同期ギア3
0、31と、これらの同期ギア30、31からそれぞれ延びる
一対のキャッチャ28、29と、これらのキャッチャ28、29
を閉じる方向に付勢する引張スプリング38を取付けるス
プリング支持部32、33とがそれぞれ一体に形成されてい
る。

キャッチャ29および同期ギヤ31と一体に設けられる板
カム35は、そのカム面35aに前述した捩りコイルバネ18
の付勢力によりコロ21が当接している。ネジ締付開始前
の第２図に示す状態では、ネジ25を保持するキャッチャ
28、29の内壁に形成されるキャッチャ傾斜面28a、29aの
ネジ頭25aの下端を着座させている。

ネジ頭25aがビット12の押出回転により第２図の下方
に回転しながら進行すると、ネジ頭25aが傾斜面28a、29
aを押出し、固定ピン23、24を中心軸としてキャッチャ2
8、29が拡開される。そしてキャッチャ28、29の開度が
所定の開度に達すると、カム35に当接するコロ21がカム
面35aを下り、捩りコイルバネ18の付勢力によりレバー1
7を介してコロ21の押圧力がカム35を押圧し、キャッチ
ャ28、29が軸23、24を中心として急速に開動される。

キャッチャ28、29を閉側位置に復帰させるときは、駆
動源となるエアーシリンダ11の伸長によって駆動復帰カ
ム40が第２図で下降し、捩りコイルバネ18に抗して上突
起17aの斜面17dを下方に押圧し、内固定ピン16aを中心
軸として反時計方向にレバー17を回転し、コロ21のカム
35への押圧力を解除し、これにともない引張スプリング
38の引張力によりキャッチャ28、29が第２図に示す状態
に閉じられる。

次に前述した実施例の動作について説明する。

まず案内筒10のネジ給送孔10aにネジを挿通し、ネジ
頭25aをキャッチャ傾斜面28a、29aに係止する。すると
第２図に示す状態になる。そしてビット12を下降し、第
３図（Ａ）に示すように、ビット12の十字先端部12aを
ネジ頭25aに押付ける。

次いで、ビット12をネジ25に押付けながら回転し、ネ
ジ25をワークＷのネジ穴にネジ回しする。すると、ネジ
25がワークＷに締付けられるにしたがいネジ頭25aの下
端が傾斜面28a、29aを次第に押出し、第３図（Ｂ）に示
すように、キャッチャ28、29が矢印方向に次第に開いた
状態になる。キャッチャ28、29がさらに開度を大きくす
ると、固定ピン24の回りを回動するカム35のカム面35a
からカム面35bにコロ20がカム山を下り始め、カム35と
一体のキャッチャ28およびキャッチャ29をそれぞれ固定
ピン23、24を中心軸として第３図（Ｂ）に示す矢印Ａ方
向に急速に回動させる。この時点でキャッチャ28、29へ
のネジ頭25aの接触が解除される。このとき、ネジ25が
下降する速度よりもキャッチャ28、29が急開する速度の
方がかなり速い。すなわち、ネジ25のネジ込み進行速度
に対しキャッチャ28、29が先走って矢印方向に回動され
る。

それ以降は、ネジ25がキャッチャ28、29から開放され
た状態でビット12による安定した締付トルクによりネジ
25がワークＷに次第にネジ回しされながら締付けられて
いく。ビット25の押付け回転によりネジ25がワークＷに
締付完了されると、第３図（Ｃ）に示す状態となる。こ
の状態でビット12の回転が停止され、ネジ締めが完了と
なる。

キャッチャ28、29を位置をもとの閉側位置に復帰する
時は、エアーシリンダ11の駆動力により駆動復帰カム40
を下降させると、駆動復帰カム40に当接される傾斜面17
dをもつレバー17が内固定ピン16bを中心として第３図
（Ｃ）で矢印Ｂ方向に回転され、レバー支持部17bの先
端のコロ21をカム35から解離する。すると、引張スプリ
ング38の引張力によりスプリング支持部32、33が互いに
近づく方向に引張られ、キャッチャ28、29が第３図
（Ａ）に示す位置に閉じられる。これによりキャッチャ
28、29が元の位置に復帰される。

前述した実施例によれば、ネジが締付けられる途中に
おけるネジの進行方向の推力を利用してキャッチャが押
し開かれ、その途中でキャッチャ28、29がネジ頭25aか
ら解離される。したがって、カム35のカム輪郭等の設定
によってネジ頭25aにキャッチャ28、29を押圧する時間
を最小限に短縮することが可能となり、ネジの回転にと
もなう接触時のキャッチャの振動が極僅かな時間とな
り、これにより騒音が低減され、ネジ頭の傷が減らさ
れ、キャッチャの摩耗、疲労等による破損、破壊を回避
され、そのキャッチャの寿命が向上される。またネジが
締め込まれる途中でキャッチャがネジ頭から離れること
から、ビットによる締付けトルクも従来よりもかなり安
定するという効果がある。

従来のネジ締付装置の場合、ネジ頭に接触する部分の
振動によりネジ頭に傷が付きやすく、締付トルク等が安
定しないなどの欠点があったが、この実施例によると、
このような欠点は解消され、キャッチャによるネジ頭を
保持する時間が短いので、振動にともなう種々の弊害が
解消される。特に非丸型状のネジ頭をもつネジであって
も振動等を最小限に抑えてネジを締付ることができる。

なお、前述した実施例では、同期ギアを用いて一対の
キャッチャを駆動させたが、キャッチャを駆動する同期
機構はこれに限られず、レバー、カムなどを用いること
もできる。また一対のキャッチャを互いに引張る手段は
引張スプリングに限られず、圧縮バネ板バネを用いるこ
ともできる。レバーの駆動手段は捩りコイルバネに限ら
れず他の駆動手段でもよい。またレバーの復帰動作の駆
動手段はエアーシリンダに限らず他の駆動手段によって
もよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の自動ネジ締付装置によ
れば、ネジを保持するキャッチャを互いに連動させる連
係手段と、ビットの回転押出によりネジがワークに押込
まれていくにしたがい前記ネジ頭の下端に接触しながら
前記キャッチャを閉位置から次第に開位置に開動させる
キャッチャ傾斜面と、前記ネジの締付途中でキャッチャ
が所定開度に達すると、前記連係手段と連動するカムに
当接するコロがカム面上死点を乗り超えてバネの付勢力
により前記キャッチャを急開させるカム手段とを備えた
構成にしたため、ネジが締付けられる途中でネジ頭から
キャッチャが短時間で解離されるので、キャッチャに伝
達される振動、騒音が最小限に抑えられ、ネジ頭、キャ
ッチャ等の損傷を最小限に減らし、非丸型のネジ頭をも
つネジであっても安定した締付トルクによってネジの締
付を行なうことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を表わす部分切欠斜視図、第２
図は第１図に示す実施例の断面図、第３図（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）は本発明の実施例の動作を経時的に表わした説明
図、第４図は従来例を説明するための概略部分構成図で
ある。 10……案内筒、 10a……ネジ給送孔、 11……エアーシリンダ、 12……ビット、 17……レバー、 18……捩りコイルスプリング（バネ）、 25……ネジ、 26……保持器、 28、29……キャッチャ、 28a、29a……キャッチャ傾斜面、 30、31……同期ギア、 35……板カム、 38……引張スプリング。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ネジを挿入するネジ給送孔を有する案内筒
   と、 この案内筒の一端に給送されたネジ頭を保持する一対の
   キャッチャと、前記案内筒に挿入され、前記ネジのネジ
   頭を押し付けネジ回しするビットとを備え、 前記キャッチャに保持されるネジを前記ビットの押出し
   回転によりワークに締付けるようにした自動締付装置に
   おいて、 前記一対のキャッチャを互いに連動させる連係手段と、 前記ビットの回転押出によりネジがワークに押込まれて
   いくに従い、前記ネジ頭の下端に接触しながら前記キャ
   ッチャを閉位置から次第に開位置に開動させるキャッチ
   ャ傾斜面と、 前記ネジの締付途中で前記キャッチャが所定開度に達す
   ると、前記ビットの下降動作に連動せずに、且つ前記連
   係手段と連動する前記カムに当接するコロが前記カム面
   上死点を乗り越えて、バネの付勢力により前記キャッチ
   ャを急開させるカム手段とを備え、 前記キャッチャ傾斜面を前記ネジ頭の押圧による力点と
   し、前記カムの回転中心を支点とし、前記カム面を作用
   点とすることで前記キャッチャを開動し、 ネジの締付完了後に前記カム手段の解除により前記キャ
   ッチャを閉動することを特徴とする自動ネジ締付装置。