JPH0796174B2 - 自動ドライバ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は各種機器のねじ締め作業に使用される自動ドラ
イバに関する。

［従来の技術］ 時計、カメラ等の精密機器、コンピュータ、ディスク装
置等の電子機器等の各種産業における組立て作業におい
て、ねじ締め作業は最も基本的なものである。このねじ
締め作業は、モータ動力によりねじ締めを行う自動ドラ
イバを用いて行われる。

従来、自動ドライバを用いるねじ締め作業においては、
作業者が自動ドライバを手で持ってねじ締めを行ってい
た。このため、ねじ締めしようとするねじが変形してい
たり少しずれて取付けられていたりしても、作業者が手
加減して自動ドライバを当てる位置を微妙に変えること
により支障なくねじ締め作業を行うことができた。

近年、ねじ締め作業を効率化するために、自動ドライバ
を自動組立機や組立ロボットに搭載して使用することが
多くなってきている。自動組立機や組立ロボットに搭載
した場合、自動ドライバは予め入力されたねじ位置に正
確に位置決めされ、軸方向に正確に下ろされてねじ締め
が行われる。

自動組立機や組立ロボットは、作業者のように位置を微
妙に変えるような微調整はできないため、ねじの取付け
位置がずれていたり、ねじが変形してねじ頭の穴溝の位
置がずれていたりすると、自動ドライバのビット先端が
ねじ頭の穴溝に完全に噛合わずにねじ締め回転すること
になり、ねじ頭の穴溝からビット先端が外れたり、ねじ
頭の穴溝が破壊されたり、ねじ山が破壊されたりすると
いう問題があった。また、自動組立機や組立ロボットに
より自動ドライバを動かすようにすると、自動ドライバ
のビットがねじ頭に接触するときに衝撃が加わり、ねじ
頭を変形させたり、ねじの位置ずれをおこさせたりする
という問題があった。

［発明が解決しようとする課題］ このように、従来の自動ドライバを自動組立機や組立ロ
ボットにより操作すると、ビットがねじ頭の穴溝から外
れてねじ締めが行えなかったり、ねじ頭の穴溝やねじ山
を破壊したり、ビット接触時のショックでねじを変形さ
せたりして、ねじ締め作業の信頼性が低下するという問
題があった。

このような問題点を解決するため、従来から自動ドライ
バが搭載される自動組立機や組立ロボット側で駆動制御
方法の改良が試みられているが、複雑な機構を用いて複
雑な制御をしなくてはならず、自動組立機や組立ロボッ
トのコストアップを招くという問題があった。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、ねじの取
付け位置が多少ずれていたり、ねじが多少変形していた
りしても、自動組立機や組立ロボットに搭載して十分に
高い信頼性をもってねじ締め作業を行うことができる自
動ドライバ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］ 上記目的は、モータにより回転される回転軸と、前記回
転軸に取り付けられ、先端でねじを回転するビット部材
と、前記ビット部材を支持する支持部材と、前記支持部
材と前記ビット部材の間に挿入され、前記ビット部材の
先端が微動し得るように前記ビット部材を弾性的に支持
する第１弾性部材と、前記第１弾性部材の前記支持部材
との間に介在し、前記支持部材に対して前記第１弾性部
材と前記ビット部材とを回動し得るように支持するベア
リングとを有することを特徴とする自動ドライバによっ
て達成される。

また、上記目的は、モータにより回転される回転軸と、
前記回転軸に取り付けられ、先端でねじを回転するビッ
ト部材と、前記ビット部材を支持する支持部材と、前記
支持部材と前記ビット部材の間に挿入され、前記ビット
部材の先端が微動し得るように前記ビット部材を弾性的
に支持する第１弾性部材と、前記回転軸と前記ビット部
材の間に配置され、前記回転軸に対して前記ビット部材
を弾性的に支持する第２弾性部材とを有することを特徴
とする自動ドライバによって達成される。

更に、上記目的は、前記第１弾性部材と前記支持部材と
の間に介在し、前記支持部材に対して前記第１弾性部材
と前記ビット部材との回動し得るように支持するベアリ
ングを有することを特徴とする自動ドライバによって達
成される。

［作用］ 本発明は、モータにより回転される回転軸と、前記回転
軸に取り付けられ、先端でねじを回転するビット部材
と、前記ビット部材を支持する支持部材と、前記支持部
材と前記ビット部材の間に挿入され、前記ビット部材の
先端が微動し得るように前記ビット部材を弾性的に支持
する第１弾性部材と、前記第１弾性部材と前記支持部材
との間に介在し、前記支持部材に対して前記第１弾性部
材と前記ビット部材とを回動し得るように支持するベア
リングとを有するので、ねじの取付け位置が多少ずれて
いたり、ねじが多少変形していたりしても、ねじ頭の穴
溝やねじを破壊したりすることなくねじ締めを行うこと
ができ、第１弾性部材の回動が許容されるので、第１弾
性部材の消耗を防止することができる。

また、モータにより回転される回転軸と、前記回転軸に
取り付けられ、先端でねじを回転するビット部材と、前
記ビット部材を支持する支持部材と、前記支持部材と前
記ビット部材の間に挿入され、前記ビット部材の先端が
微動し得るように前記ビット部材を弾性的に支持する第
１弾性部材と、前記回転軸と前記ビット部材の間に配置
され、前記回転軸に対して前記ビット部材を弾性的に支
持する第２弾性部材とを有するので、ねじの取付け位置
が多少ずれていたり、ねじが多少変形していたりして
も、ねじ頭の穴溝やねじを破壊したりすることなくねじ
締めを行うことができ、ビット部材に軸方向の衝撃が加
わった場合でも、弾性変形力によりそれを吸収すること
ができ、ビット部材の軸垂直方向へのずれが発生した場
合にも、自在支点を形成することとなって、ビット部材
をずれに柔軟に対応させることができる。

［実施例］ 本発明の第１の実施例による自動ドライバを第１図乃至
第３図を用いて説明する。

第１図は自動ドライバの全体を示す断面図、第２図は第
１図の上方から自動ドライバの主要部を見た図であり、
第３図は自動ドライバの組立て状態の説明図である。

自動ドライバの駆動源であるモータ10の回転軸12に、結
合部材14が固定されている。結合部材14は円筒形状をし
ており、回転軸12側の部分の内径が相対的に小さく、連
結部材18側の部分の内径が相対的に大きく形成されてい
る。

モータ10の回転軸12は、結合部材14の相対的に小さい内
径の部分に挿入され、２本のビス16a、16bにより固定さ
れる。結合部材14の相対的に大きい内径の部分の端部に
は、第３図に示すように、円周方向に沿って４つの凸部
14a〜14dが形成されている。

連結部材18は中央につばが形成された形状をしており、
第３図に示すように、つばの周囲が切込まれて凹部18a
〜18dが形成されている。これら凹部18a〜18dが結合部
材14の凸部14a〜14dにはめ込まれるように、連結部材18
を組立てることにより結合部材14の回転運動を連結部材
18に伝達する。

第１図に示すように、結合部材14の相対的に大きい内径
の部分には、連結部材18の軸が挿入されるが、奥にスペ
ーサ20が収納されると共に、軸周囲の空間に第２弾性部
材である弾性体リング22が収納される。これにより、連
結部材18が軸方向に衝撃を受けても、結合部材14及び回
転軸12に直接伝わらないようにしている。

第３図に示すように、連結部材18の軸の端部は下部が切
り欠かれ、ビット部材であるビット24の根本側の端部は
上部が切り欠かれていて、これら切り欠きが相互に補う
ように連結部材18とビット24を係合させることにより、
連結部材18の回転運動がビット24に伝達される。

第１図及び第２図に示すように、ビットホルダ26は円筒
形状をしており、一端から挿入された連結部材18にビス
18により固定される。ビットホルダ26の上部に切込み26
aが形成され、この切込み26aにローラ30が載置される。
第２図に示すように、ローラガイド32によりローラ30を
案内することにより、ローラ30が動いて外れることを防
止している。ローラばね34によりローラ30が押され、ビ
ット24を強く保持する力が働いている。ローラガイド32
及びローラばね34は共にビス28によりビットホルダ26に
固定されている。なお、第３図に示すようにビット24の
ローラ30が当たる位置の軸周囲にはわずかな凹み24aが
形成され、ビット24が装着位置から外れることを防止し
ている。

自動ドライバ全体を覆う支持部材であるカバー36の先端
のビット出口内部にはボールベアリング38が収納されて
いる。このボールベアリング38とビットホルダ26の間に
第１弾性部材である弾性体リング40が収納されている。
そして、ボールベアリング38は、弾性体リング40が回動
するのを積極的に助勢するベアリングとして機能する。
このようにビットホルダ26が弾性体リング40により支持
されているので、ビット24の先端を微動させることがで
きる。また、ボールベアリング38によって、弾性体リン
グ40はビット24と共に回転することができる。なお、弾
性体リング40が外れないように、ビットホルダ26の先端
周囲に止めリング42がはめられている。

自動ドライバを自動組立機や組立ロボットに搭載するた
めに、モータ10に取付部44が設けられている。この取付
部44は自動ドライバを横向きにも縦向きにも固定できる
ようにするため、軸方向及び軸に垂直な方向に取付穴44
a、44bが形成されている。カバー36は取付部44にねじこ
むことにより固定される。

次に、本実施例の自動ドライバの使用方法について説明
する。

搭載すべき自動組立機や組立ロボットの所定位置に取付
部44を利用して自動ドライバを取付ける。対象とするね
じに応じたビット24を選択し、ビット24の根本の切り欠
きの向きに注意しながら、自動ドライバのビットホルダ
26に挿入する。ビット24が所定位置まで挿入されない場
合には、ビット24を回転させて、ビット24の切り欠きの
向きと連結部材18の軸の端部の切り欠きの向きを合わせ
る。ビット24が所定位置まで挿入されると、ローラばね
34に押されたローラ30がビット24の凹み24aに入り固定
される。

自動ドライバが移動されて締めるべきねじの上方に到達
すると、自動ドライバが降下してビット24の先端がねじ
頭に接触する。このときビット24には軸方向の衝撃が加
わるが、弾性体リング22の弾性変形力により衝撃が吸収
される。

また、ねじの取付け位置が多少ずれていたり、ねじが変
形してねじ頭の穴溝の位置が多少ずれていたとしても、
ビット24の先端が弾性体リング40により、軸方向に対し
てほぼ直交する方向である軸垂直方向にわずかにずれる
ことができるので、ねじ頭の穴溝に適切に噛み合った状
態になる。このとき、ビット24の回転に連れて共に回転
する弾性体リング40は、回転しないカバー36との間に介
在するボールベアリング38によりその回転が積極的に助
勢されるので、弾性体リング40が擦れて消耗するのを防
止することができる。

この状態でモータ10により回転軸12を回転させると、回
転軸12の回転が、結合部材14、連結部材18を介してビッ
トホルダ26及びビット24に伝達され、ビット24が回転し
て、ねじを締める。このとき、ビット24の先端が少しず
れている場合は、ビット24はモータ10の回転軸12がずれ
たまま回転することになるが、連結部材18の軸周囲に設
けられた弾性リング22により自在支点を形成して適切に
回転させることができる。即ち、自在支点を形成する弾
性体リング22とずれを許容する弾性体リング40とが互い
に機能し合ってビット24をずれに柔軟に対応させ、ビッ
ト24を適切且つ正確に回転させることができる。

ねじ締めが終了するとモータ10が停止し、自動ドライバ
は上昇して次のねじに向かって移動し、上記動作を繰り
返す。

本実施例の自動ドライバは、対象となるねじの種類に応
じてビット24を交換することができる。交換する際には
ビット24を強く引っ張ってローラ30を凹み24aからはず
してビット24を引き抜く。逆にビット24を強く押し込む
ことによりクリック感をもって装着できる。このように
極めて簡単にビット24を交換できる。

このように本実施例によれば、弾性体リング40により、
ねじの取付け位置が多少ずれていたり、ねじが多少変形
していたりしても、ねじ頭の穴溝やねじを破壊したりす
ることなくねじ締めを行うことができる。

また、ボールベアリング38により、弾性体リング40とビ
ット24を回動し得るように支持されているので、弾性体
リング40の消耗を防止することができる。

更に、弾性体リング22により、回転軸12に対してビット
24を弾性的に支持するようにしているので、ビット24に
軸方向の衝撃が加わった場合でも、弾性変形力によりそ
れを吸収することができ、ビット24の軸垂直方向へのず
れが発生した場合にも、自在支点を形成することとなっ
て、ビット24をずれに柔軟に対応させることができる。

本発明の第２の実施例による自動ドライバを第４図に示
す。第１の実施例と同一の構成要素には同一の符号を付
して説明を省略する。

本実施例はビットが交換できないタイプの自動ドライバ
である。ビット50は、第１の実施例のビット24と連結部
材18を一体に形成したものである。ビット50の根本には
つばが形成され、そのつばの周囲に、結合部材14の凸部
14a〜14dに係合する凹部が形成されている。

ビット50の先端はカバー36の先端のビット出口から出て
いる。ビット出口内部にはボールベアリング38が収納さ
れ、このボールベアリング38とビット50の間に弾性体リ
ング40が収納されている。弾性体リング40が外れないよ
うに、ビット50の先端周囲に止めリング42がはめられて
いる。

なお、ビット50が外れないように、ビット50の周囲にボ
ールベアリング38に係止する止め輪51が設けられてい
る。

本実施例はビットを交換しないので、少ない部品点数で
自動ドライバを構成できる。

本発明は上記実施例に限らず種々の変形が可能である。

例えば、上記実施例では回転軸への衝撃を吸収するため
に弾性体リングを設けたが、必ずしも設けなくともよ
い。また、ビット先端が微動し得るようにするために、
上記実施例では弾性体リングを設けたが、弾性的にビッ
トを支持することができれば、必ずしもリング形状でな
くともよい。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、ねじの取付け位置が多少
ずれていたり、ねじが多少変形していたりしても、ねじ
頭の穴溝やねじ山を破壊したりすることなく適切にねじ
締めを行うことができ、また、第１弾性部材が擦れて消
耗するのを防止することができる。更に、ビット部材に
加わる軸方向の衝撃を第２弾性部材により吸収すること
ができ、その上、自在支点を形成する第２弾性部材とず
れを許容する第１弾性部材とが互いに機能し合って、ビ
ット部材を適切且つ正確に回転させることができる。従
って、特に自動組立機や組立ロボットに搭載した場合に
十分に高い信頼性をもってねじ締め作業を行うことがで
きる

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による自動ドライバを示
す断面図、 第２図は同自動ドライバの主要部の平面図、 第３図は同自動ドライバの組立て状態の説明図、 第４図は本発明の第２の実施例による自動ドライバを示
す断面図である。 図において、 10……モータ 12……回転軸 14……結合部材 14a〜14d……凸部 16a、16b……ビス 18……連結部材 18a〜18d……凹部 20……スペーサ 22……弾性体リング 24……ビット 24a……凹み 26……ビットホルダ 26a……切り込み 28……ビス 30……ローラ 32……ローラガイド 34……ローラばね 36……カバー 38……ボールベアリング 40……弾性体リング 42……止めリング 44……取付部 44a、44b……取付穴 50……ビット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 栄三 東京都港区虎ノ門２丁目10番１号 日本鉱 業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−150121（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−21528（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータにより回転される回転軸と、 前記回転軸に取り付けられ、先端でねじを回転するビッ
   ト部材と、 前記ビット部材を支持する支持部材と、 前記支持部材と前記ビット部材の間に挿入され、前記ビ
   ット部材の先端が微動し得るように前記ビット部材を弾
   性的に支持する第１弾性部材と、 前記第１弾性部材と前記支持部材との間に介在し、前記
   支持部材に対して前記第１弾性部材と前記ビット部材と
   を回動し得るように支持するベアリングと を有することを特徴とする自動ドライバ。
2. 【請求項２】モータにより回転される回転軸と、 前記回転軸に取り付けられ、先端でねじを回転するビッ
   ト部材と、 前記ビット部材を支持する支持部材と、 前記支持部材と前記ビット部材の間に挿入され、前記ビ
   ット部材の先端が微動し得るように前記ビット部材を弾
   性的に支持する第１弾性部材と、 前記回転軸と前記ビット部材の間に配置され、前記回転
   軸に対して前記ビット部材を弾性的に支持する第２弾性
   部材と、 前記第１弾性部材と前記支持部材との間に介在し、前記
   支持部材に対して前記第１弾性部材と前記ビット部材と
   を回動し得るように支持するベアリングと を有することを特徴とする自動ドライバ。