JP3960449B2 - 車両用灯具のボディ・レンズ間ねじ締結装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用灯具を構成するランプボディと前面レンズ間ねじ締結装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヘッドランプなどの灯具を組み付けるには、図１１（ａ）に示すように、ランプボディ１内にリフレクター等の所定の部材（図示省略）を収容した後、シール溝３に液体状のシール材４を装填し、図１１（ｂ）に示すように、シール脚６をシール溝３に係合させて、前面レンズ５をランプボディ１に圧着する。次に、図１１（ｃ）に示すように、前面レンズ５とランプボディ１の圧着体を上下逆さまにする。前面レンズ５のシール脚６の所定個所には、図１２に示すように、ねじ孔６ａが設けられており、ドライバー（ねじ回し）８を使って、上方から締結ねじ７をねじ孔６ａに螺合させることでねじ締結する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記した従来のねじ締結方法では、ねじ締結工程に先だって、前面レンズ５とランプボディ１の圧着体をランプボディ１側が上となるように反転させなければならず、それだけ作業が面倒であった。
【０００４】
さらに、ねじ締結工程は、シール溝３を下に向けた形態で行われるため、ねじ締結の際に、シール材４がシール溝３からたれるおそれがある。このため、図１１（ｂ）に示す圧着工程後、逆さまにしたとてもたれない程度にシール材４が固化するまで待たねばならず、それだけねじ締結工程がおくれるという問題もあった。
【０００５】
本発明は前記した従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、シール材をたれないようにして車両用灯具のボディ・レンズ間をねじ締結するねじ締結装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】
前記目的を達成するために、請求項１に係る車両用灯具のボディ・レンズ間ねじ締結装置においては、シール溝が上向きとなるようにランプボディを固定保持するボディ保持手段と、シール脚が下向きとなるように前面レンズを固定保持するとともに、前記ボディ保持手段により固定保持されているランプボディに対し、上方から前面レンズを下降させて、シール溝とシール脚間をシール材を介し圧着するレンズ保持手段と、前記ランプボディの下方から上方に向けて締結ねじを配設して、ランプボディと前面レンズ間をねじ締結するねじ締結機本体とを備えるように構成した。
シール溝が上方に開口した形態で、シール脚がシール溝に係合するようにランプボディと前面レンズとを圧着し、ランプボディの下方からねじ締結するので、シール溝内のシール材がシール溝外にたれるおそれがない。
従来の圧着・ねじ締結工程に見られるような、ランプボディと前面レンズとを組み付けた後に、これを上下反転させる工程が不要で、ランプボディに前面レンズを組み付けた後、直ちにねじ締結工程に移行できる。
また、請求項１においては、前記ねじ締結機本体は、昇降機構によって上下昇降動作可能な本体ケースと、前記本体ケースに回転可能に支承されて上方に延出し、ねじ頭部の係合溝と係合可能な係合突起が先端に形成された棒状の回転ビットと、前記本体ケースに上下方向摺動可能に組み付けられて前記回転ビットを包囲するように延在するとともに、上方にばね付勢された円筒状のビットホルダと、を備え、
前記ボディ保持手段における前記ランプボディのねじ締結予定位置の真下に、前記ビットホルダが昇降できるガイド通路を設け、
前記ビットホルダの先端側に、基端側のビットホルダ本体よりも口径の小さいねじホルダーを直線状に一体化するように構成した。
ボディ保持手段の下方であって、ランプボディにおけるねじ締結予定位置（シール脚に設けられている締結ねじ挿通孔）の真下において、ねじ締結機本体（ビットホルダ）が昇降機構によって上昇する。そしてビットホルダがガイド通路を上昇し、その先端部がガイド通路内の所定のビットホルダ当接部、またはガイド通路に露呈しているランプボディに当接すると、ビットホルダはこれ以上上昇できず、回転ビットが回転しながら、ビットホルダを付勢するばねの付勢力に抗して上昇する。ビットホルダ内に収容されている回転ビットの先端係合突起には、締結ねじ頭部の係合溝が係合して、回転ビットと締結ねじとが周方向に一体化されており、回転ビットが回転しつつ上昇することで、締結ねじは、ランプボディ（のシール溝形成壁）を突き破って前面レンズのシール脚に設けられている所定のねじ挿通孔に螺合される。
また、請求項２においては、請求項１に記載の車両用灯具のボディ・レンズ間ねじ締結装置において、前記ボディ保持手段は、ランプボディを上向きに固定保持する下治具と、前記下治具を担持する治具支持台と、を備え、
前記レンズ保持手段は、前面レンズを下向きに固定保持する上治具と、前記上治具を昇降動作させる昇降機構と、を備え、
前記治具支持台の下方に、前記ねじ締結機本体を昇降動作させるロッドレスエアシリンダを前記ねじ締結機本体と並行に配設するとともに、前記エアシリンダを水平揺動機構に支持させて、前記ねじ締結機本体を水平方向揺動可能に構成し、
前記ビットホルダ内に、供給された締結ねじを立った状態に保持するエア吸引手段を設け、
前記治具支持台における前記下治具から水平方向に離間した所定位置に、ねじ供給機から圧搾空気によって搬送される締結ねじをその頭部を下向きにして前記ねじ締結機本体のビットホルダ内先端部に上方から投下するねじ投下口を設けるように構成した。
なお、前記ねじ投下口には、請求項３に示すように、前記ねじ供給機によって供給された頭部上向きの締結ねじがねじ反転供給機構によって上下逆さまに反転された形態で供給されるように構成してもよい。
ねじ締結機本体は上下方向に所定のストロークを必要とするが、シリンダロッドの不要なロッドレスエアシリンダをねじ締結機本体と並行に配設することで、ねじ締結機本体とその昇降機構全体の上下高さを小さくできる。
また、水平揺動機構を駆動させることで、ねじ締結機本体を所定のねじ投下口位置と所定のねじ締結予定位置との間をスムーズに水平移動させることができる。
エア吸引手段によりビットホルダ内に形成されている下向きの空気流が、ビットホルダ内先端部に供給された締結ねじを立った状態に保持し、ねじ頭部の係合溝と回転ビットの先端係合突起間の係合を容易にする。
請求項４においては、請求項２に記載の車両用灯具のボディ・レンズ間ねじ締結装置において、前記エアシリンダに、前記ビットホルダを軸方向に摺動可能に支持するホルダガイドを設けるように構成した。
ビットホルダは、ボディ保持手段を上下に貫通してランプボディ（シール溝）に届くだけの十分な長さに形成されているため、ねじ締結機本体（ビットホルダ）が上昇する際にビットホルダ先端部がぶれやすく、ビットホルダ先端部を下治具のガイド通路に的確に導くことができないおそれがあるが、ロッドレスエアシリンダに設けたホルダガイドが、ビットホルダのぶれを抑制して、ビットホルダ先端部を下治具のガイド通路に的確に案内するべく作用する。
請求項５においては、請求項２に記載の車両用灯具のボディ・レンズ間ねじ締結装置において、前記水平揺動機構を、治具支持台に対し固定された第１の縦軸周りに水平揺動する第１のアームと、前記第１のアームの揺動先端部に設けられた第２の縦軸周りに水平揺動する第２のアームとを備えた２軸スカラロボットによって構成するようにした。
２軸スカラロボットの駆動制御部に、第１のアームと第２のアームの動作を予め入力設定しておくことで、ねじ締結機本体を所定のねじ投下口位置と所定のねじ締結予定位置間においてスムーズかつ効率よく水平移動させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の態様を実施例に基づいて説明する。
【０００８】
図１〜図９は、本発明の第１の実施例を示すもので、図１は第１の実施例であるヘッドランプ用のボディ・レンズ間圧着・自動ねじ締結装置の側面図、図２は同装置の正面図、図３は同装置に用いられる治具を示し、（ａ）は同治具の正面図、（ｂ）は治具の側面図、図４は同装置の要部であるねじ締結機本体の拡大断面図、図５はビットホルダー先端部に形成されているねじホルダーの拡大断面図で、（ａ）はねじホルダーの拡大縦断面図、（ｂ）はねじホルダーの水平断面図（図５（ａ）に示す線Ｖ−Ｖに沿う断面図）を示す。図６は同治具で支持されたランプボディのシール溝と前面レンズのシール脚間がねじ締結される様子を説明する断面図、図７はシール溝とシール脚間ねじ締結予定部の拡大断面図、図８は同装置の要部であるねじ反転供給機構を示す図で、（ａ）は同ねじ反転供給機構の全体構成図、（ｂ）はねじが反転される様子を示すねじ反転供給機構の要部断面図、図９は治具をセットした同装置の正面図である。
【０００９】
これらの図において、ヘッドランプ用のボディ・レンズ間圧着・自動ねじ締結装置は、正面および側面から見て、全体が矩形状のフレーム構造で、内部にねじ締結機本体３０が配置された矩形状の治具支持台１０には、下治具１２０を載置できる台板１２が設けられ、治具支持台１０の上方には、左右一対のサイドフレーム１６，１６によって支持された天板２０が設けられ、この天板２０には、昇降機構であるエアシリンダ２２によって上治具支持板２４が昇降可能に設けられている。
【００１０】
符号２３は、エアシリンダ２２のシリンダロッドで、シリンダロッド２３の下端部は上治具支持板２４に連結されている。符号２５は、天板２０と治具支持台１０間に配設されたガイドシャフトで、上治具支持板２４に設けられたガイド２６がこのガイドシャフト２５にスライド可能に組み付けられている。符号２８は、天板２０と上治具支持板２４間に配設された第２のガイドシャフトである。
【００１１】
また、上治具支持板２４のほぼ四隅には、上治具１１０を懸吊した状態に連結保持できる連結機構であるクランパー２７が設けられており、台板１２上所定位置に載置した治具１００に対し、上治具支持板２４を下降させて治具１００（上治具１１０）に当接させ、クランパー２７が上治具１１０の上板１１２をクランプすることで、上治具支持板２４に上治具１１０が連結一体化される。
【００１２】
また、上治具１１０の上板１１２には、プランジャピン１１６ａを上方に突出した状態に保持できる、複数のプランジャ１１６が設けられており、プランジャピン１１６ａが上治具支持板１１２側のピン係合孔１３に係合することで、上治具支持板１１２と上治具１１０が水平方向に位置決めされる。
【００１３】
台板１２上には、下治具１２０の底部四隅に設けられているコロ（図示せず）がそれぞれ係合できる穴（図示せず）が設けられており、それぞれのコロが穴に係合すると、下治具１２０底面が台板１２に接した状態になるとともに、下治具１２０は台板１２上所定位置に概略位置決めされる。また、下治具１２０の下板１２２には、プランジャピン１２６ａを下方に突出した状態に保持できる、複数のプランジャ１２６が設けられており、プランジャピン１２６ａを台板１２側ののピン係合孔１５に係合させることで、下治具１２０を台板１２上所定位置に正確に位置決めできる。
【００１４】
また、台板１２には、治具１００により支持されたランプボディ３００（のシール溝３０２）と前面レンズ２００（のシール脚２０２）間所定位置を、ねじ締結機本体３０を用いて下方からねじ締結するための開口部１３（図４，６参照）が設けられている。
【００１５】
また、この装置において使用される治具１００は、図３（ａ），（ｂ）に示されるように、同一寸法の平面視ほぼ矩形状の上板１１２と下板１２２とが４本の支柱１０２で連結された構造で、４本の支柱１０２は、それぞれ長手方向ほぼ中央部において、上下二分割できるように構成されている。
【００１６】
即ち、治具１００は、上板１１２から下方に４本の脚１１４が延出する上治具１１０と、下板１２２から上方に４本の脚１２４が延出する下治具１２０とから構成されており、上下の治具１１０，１２０の４本の脚１１４，１２４は、互いに整合する位置にある。そして、対角線位置にある支柱１０２（一対の脚１１４，１２４）は、軸方向に凹凸係合することで、上治具１１０と下治具１２０が位置決めされて、治具１００として一体になるように構成されている。符号１３０は、凹凸係合部を示し、下治具１２０の底部には、前記したように、コロが設けられて、台板１２上を走行させやすいようになっている。
【００１７】
上治具１１０には、前面レンズ２００の外周縁部を支持できる筒型のレンズ支持枠１１７が設けられており、そのシール脚２０２が下向きとなるように、下方から前面レンズ２００を支持枠１１７に嵌合させることができる。支持枠１１７の内側には、上板１１２に設けられた負圧発生ポート（図示せず）を介して負圧が作用するように構成されており、これにより、前面レンズ２００は支持枠１１７に吸着されて上治具１１０に懸吊支持された形態となる（図９参照）。
【００１８】
一方、下治具１２０には、ランプボディ３００の外周縁部を支持できる筒型のボディ支持枠１２７が設けられており、そのシール溝３０２が上向きとなるように、上方からランプボディ３００を支持枠１２７に嵌合させることができる。支持枠１２７には、嵌合したランプボディ３００の周縁部を固定する固定機構（図示せず）が設けられており、これにより、ランプボディ３００は支持枠１２７に固定されて下治具１２０に担持された形態となる（図９参照）。
【００１９】
前面レンズ２００のシール脚２０２は、前面レンズ２００の周縁に沿って周設されているが、周方向所定位置には、図７に拡大して示すように、締結ねじ４００を配設するためのねじ挿通孔２０４が設けられており、シール溝底面壁３０４側から、ねじ挿通孔２０４に締結ねじ４００が螺着されることで、シール脚２０２とシール溝３０２（前面レンズ２００とランプボディ３００）間が機械的に固定されるようになっている。
【００２０】
そして、下治具１２０の支持枠１２７は、図６に示されるように、治具支持台１０の台板１２の開口部１３より幾分大きく形成されており、支持枠１２７および下板１２２には、前面レンズ２００のシール脚２０２に設けられているねじ挿通孔２０４に対応する上下貫通孔１２８ａ，１２８ｂが設けられており、この上下貫通孔１２８ａ，１２８ｂを介して、ねじ締結機本体３０によるねじ締結が行われる。貫通孔１２８ａは、支持枠１２７に挿着一体化された金属製円筒体１２９によって構成されており、孔１２８ａは、後述するねじ締結機本体３０のビットホルダ３８が挿通できるビットホルダ挿通孔を構成している。
【００２１】
治具支持台１０の内部（台板１２の下方）には、２軸スカラロボット６０によって水平方向揺動可能に支持されたねじ締結機本体３０が配置されている。
【００２２】
ねじ締結機本体３０は、図４に示されるように、上下に延びる円筒形状の本体ケース３２と、本体ケース３２に回転可能に支承されるとともに、本体ケース３２前端開口部から上方に延出する細長いロッド状の回転ビット３３と、本体ケース３２内に収容され、回転ビット３３を回転駆動させる駆動モータ３６と、本体ケース３２に軸方向摺動可能に組み付けられて、回転ビット３３を包囲するように延出するビットホルダ３８と、から主として構成されている。
【００２３】
ビットホルダ３８の基端部と本体ケース３２内の軸受ホルダ３６ｂ間には、圧縮スプリング４０が介装されて、ビットホルダ３８が上方にばね付勢された形態に保持されている。符号４２は、ビットホルダ３８の基端側の掛止部３９が当接するストッパで、ビットホルダ３８を抜け止めする作用がある。
【００２４】
回転ビット３３は、カップリング３７を介してモータ３６の出力軸３６ａに連結された回転軸３４と、この回転軸３４の先端部にねじ締結されることで直線状に一体化されたビット本体３５と、から構成されている。符号３３ａは、回転軸３４とビット本体３５間の螺着連結部を示す。ビット本体３５の先端部には、図５に示すように、締結ねじ４００の頭部４０２の十字溝４０４に係合可能な係合突起３５ａが形成されており、十字溝４０４が係合突起３５ａに係合することで、締結ねじ４００がビット本体３５（回転ビット３３）と周方向に一体化される。
【００２５】
ビットホルダ３８の先端部側は、ねじホルダ３８ｂを構成しており、頭部４０２を下方に向けてビットホルダ３８（ねじホルダ３８ｂ）内に落下供給された締結ねじ４００は、ビットホルダ３８（ねじホルダ３８ｂ）に沿って頭部４０２を下向きにしたまま落下し、ねじ頭部４０２がビット本体３５の先端部に当接する。ビットホルダ３８内の下端部には、外部から負圧が作用する負圧吸引ポート４４（図４参照）が設けられて、ビットホルダ３８（ねじホルダー３８ｂ）内に負圧が作用するように構成されている。このため、ビットホルダ３８（ねじホルダー３８ｂ）内には、下向きの空気流れが生成されて、締結ねじ４００が立った状態に保持され、それだけ締結ねじ４００の十字溝４０４が係合突起３５ａに係合し易いようになっている。
【００２６】
なお、締結ねじ４００がビット本体３５先端部の係合突起３５ａと係合しない形態であっても、回転ビット３３を回転する際に、ねじ頭部４０２の十字溝４０４に係合突起３５ａが係合するので、何ら問題はない。
【００２７】
また、ビットホルダ３８は、ビットホルダ本体３８ａの先端部に、このビットホルダ本体３８ａより口径の小さいねじホルダ３８ｂが螺着一体化されて、直線状に形成されている。ねじホルダ３８ｂでは、ここに生成される下方空気流の作用を高めたり、締結ねじ４００を的確に案内する作用が奏されることが望ましく、このためには、締結ねじ４００（ビット本体３５）とねじホルダ３８ｂ間の隙間が、ある程度狭い方がよい。このため、ねじ頭部４０２（ビット本体３５）の外径とねじホルダ３８ｂの内径との差は、比較的小さく設定されている。
【００２８】
一方、ビットホルダ本体３８ａは、長さが長いビットホルダ３８全体のぶれを抑え、かつその強度を確保したり、回転ビット３３（回転軸３４）を負荷少なくスムーズに回転させたり、回転ビット３３に対して軸方向にスムーズに相対摺動させるためには、ビットホルダ本体３８ａを太くして、回転ビット３３とビットホルダ本体３８ａ間の隙間をある程度大きくした方がよい。このため、ビットホルダ本体３８ａの内径と回転軸３４の外径との差は、比較的大きく設定されている。
【００２９】
即ち、ねじホルダ３８ｂの口径を小さくすることで、締結ねじ４００とビット本体３５先端部とのスムーズな係合と、締結ねじ４００の的確な案内とが確保されるとともに、ビットホルダ本体３８ａの口径を大きくすることで、回転ビット３３のスムーズな回転と、ビットホルダ３８のスムーズな上下スライドと、ビットホルダ３８全体の強度の向上とが確保されている。
【００３０】
次に、ねじホルダ３８ｂの詳細な構造を、図５（ａ），（ｂ）を参照して説明する。
【００３１】
これらの図において、ねじホルダ３８ｂの厚肉に形成された後端部には、雄ねじ部３８ｂ1が設けられ、一方、ビットホルダ本体３８ａ上端部には、雌ねじ部３８ａ1が形成され、雄ねじ部３８ｂ1が雌ねじ部３８ａ1に螺合されることで、ビットホルダ本体３８ａにねじホルダ３８ｂが一体化されている。
【００３２】
ねじホルダ３８ｂの長手方向略中央部には、内周面に周方向等分６個所の縦溝３９ａが形成された、所定長さの小径部３９が設けられて、ねじホルダ３８ｂ内に、下方に向かう適正な空気流(層流)が生成されるようになっている。即ち、ビット本体３５がいずれかの方向に傾いてねじホルダ３８ｂの内周面と接触する形態となったとしても、ビット本体３５とねじホルダ３８ｂ内周面間には、この縦溝３９ａによって常に空気通路が確保され、しかもビット本体３５の周りには、常に複数の空気通路によって、下方に向かう空気整流が生成されるので、ねじホルダ３８ｂ内の締結ねじ４００は、頭部４０２を下向きにして確実に立った状態に保持されることになる。
【００３３】
また図５（ａ），（ｂ）には、各部位の寸法が記載されているが、ビット本体３５の外径は４．５ｍｍ、ねじホルダ３８ｂの内径（外径）は７（９）ｍｍ、ねじホルダ３８ｂの小径部３９の内径は、４．６ｍｍで、ビット本体３５とねじホルダ小径部３９間の隙は、０．１ｍｍと非常に小さい。一方、回転軸３４の外径は８ｍｍ、ビットホルダ本体３８ａの内径は８．５ｍｍで、回転軸３４とビットホルダ本体３８ａ間の隙は、０．５ｍｍと比較的大きい。
【００３４】
また、ねじ締結機本体３０は、図１，４に示されるように、二軸スカラロボット６０のアーム６８に支持された上下に延びるロッドレスエアシリンダ５０と並行に配設されており、ロッドレスエアシリンダ５０によって、ねじ締結機本体３０が昇降動作できるように構成されている。
【００３５】
ロッドレスエアシリンダ５０は、シリンダ本体５１の側面に縦スリット（図示せず）が設けられ、シリンダ本体５１内のピストン（図示せず）からヨークがこのスリットを貫通して延出して摺動子５２に連結されるとともに、金属シールによってスリットがシールされて、シリンダ本体５１内が密封された従来公知の構造である。そして、シリンダ本体５１に上下方向摺動可能に組み付けられている摺動子５２には、ねじ締結機本体３０の本体ケース３２が連結一体化されており、ロッドレスエアシリンダ５０の作動により、摺動子５２とともにねじ締結機本体３０が一体に昇降動作する。
【００３６】
次に、ねじ締結機本体３０が、ランプボディ３００のシール溝３０２と前面レンズ２００のシール脚２０２間をねじ締結する動作を説明する。
【００３７】
ランプボディ３００におけるねじ締結予定位置Ｐ2（ビットホルダ挿通孔１２８ａの真下）において、ロッドレスエアシリンダ５０が作動し、ねじ締結機本体３０（ビットホルダ３８）が上昇する。ビットホルダ３８が貫通孔（ビットホルダ挿通孔）１２８ａに挿通されて上昇し、その先端部が挿通孔１２８ａの先端段差部１２８ａ1（図６，７参照）に当接すると、ビットホルダ３８はこれ以上上昇できず、ねじ締結機本体３０のビットホルダ３８を除く部分が上昇する。このとき、ビットホルダ３８は本体ケース３２に対し相対的に後退し、所定量だけ後退すると、これが検出されて回転ビット３３が回転を開始する。そして、ねじ締結機本体３０は、ビットホルダ３８を付勢するばね４０の付勢力に抗して上昇する。ビットホルダ３８内に収容されている回転ビット３３の先端係合突起３５ａには、締結ねじ頭部４０２の十字溝４０４が係合して、回転ビット３３と締結ねじ４００とが周方向に一体化されており、回転ビット３３が回転しつつ上昇することで、ランプボディ３００（のシール溝底面壁３０４）を貫通して前面レンズ２００（のシール脚）の所定のねじ挿通孔２０４に締結ねじ４００が螺合される。
【００３８】
なお、ねじ締結機本体３０を昇降動作させるために、シリンダ本体内にシリンダロッドが配設されている通常のエアシリンダを用いた場合には、ねじ締結機本体３０とエアシリンダを直列に連結しなければならず、ねじ締結機本体の上下長さが大きくなって、それだけ治具支持台１０の高さが高くなるという問題がある。
【００３９】
しかし、本実施例では、ねじ締結機本体３０を昇降動作させるためのエアシリンダとして、シリンダロッドがないロッドレスエアシリンダ５０を用いて、ねじ締結機本体３０とロッドレスエアシリンダ５０とを並列に配置連結したので、ねじ締結機本体３０およびその昇降機構全体が上下方向にコンパクトとなって、それだけ治具支持台１０の高さが低くなり、治具１００を台板１２上で移動させる等の作業がし易い上に、ねじ締結装置全体の高さも低くできる。
【００４０】
また、ロッドレスエアシリンダ５０の上端部には、ホルダガイド５４（図４参照）が設けられ、ねじ締結機本体３０のビットホルダ３８（ねじホルダ３８ｂ）は、このホルダガイド５４に上下方向摺動可能に支持されている。
【００４１】
ビットホルダ３８は、下治具１２０の支持枠１２７を上下に貫通してランプボディ３００に届くだけの十分な長さに形成されているため、ねじ締結機本体３０（ビットホルダ３８）が上昇する際にビットホルダ３８の先端部がぶれやすく、ビットホルダ先端部を下治具１２０（支持枠１２７）の貫通孔（ガイド挿通孔）１２８ａに的確に案内することができないおそれがある。しかし、ビットホルダ３８は、ホルダガイド５４にガイドされているので、ぶれることなくその先端部が下治具１２０（支持枠１２７）の貫通孔（ガイド挿通孔）１２８ａに的確に案内される。
【００４２】
２軸スカラロボット６０は、図１に示されるように、治具支持台１０に対し固定された第１の縦軸６２周りに水平揺動する上下一対の第１のアーム６４と、第１のアーム６４の揺動先端部に設けられた第２の縦軸６６周りに水平揺動する第２のアーム６８とから構成された水平揺動機構６１を備えており、この水平揺動機構６１によって、ねじ締結機本体３０は、所定のねじ投下口位置Ｐ1と所定のねじ締結予定位置Ｐ2間をスムーズかつ効率よく水平移動できる。
【００４３】
即ち、２軸スカラロボット６０の駆動制御部（図示せず）には、第１のアーム６４と第２のアーム６８の動作手順が予め入力設定されており、ねじ締結機本体３０は、ビットホルダ３８に締結ねじ４００が投下されるねじ投下口位置Ｐ1と、所定のねじ締結予定位置Ｐ2とを往復動作して、ねじ締結作業が遂行される。
【００４４】
ねじ反転供給機構７０は、図１，８に示されるように、サイドフレーム１６の上部に固定され、締結ねじ４００を頭部上向きにして供給するねじ供給機７２と、ねじ供給機７２下方のサイドフレーム１６に固定され、ねじ供給機７２によって供給された頭部上向きの締結ねじ４００を上下逆さまに反転して、ねじ投下口７８から投下するねじ反転供給機８０とから、主として構成されている。符号７４，７６は、締結ねじ搬送用のホースである。
【００４５】
ねじ反転供給機８０は、図８に示されるように、ねじ供給孔８２，ねじ排出孔８３が側面に隣接して設けられたケーシング８１内に、ねじ収容孔８５を設けた摺動子８４が摺動可能に設けられた構造で、エアシリンダ８６により摺動子８４を左右方向に摺動させることで、ねじ収容孔８５がねじ供給孔８２に正対する位置と、ねじ排出孔８３に正対する位置とを択一的にとるように構成されている。
【００４６】
また、ケーシング８１には、ねじ供給孔８２，ねじ排出孔８３に正対するとともに、摺動子８４のねじ収容孔８５を介してこれらの孔８２，８３に連通する排気孔８７，吸気孔８８が設けられている。そして、ねじ供給機７２からホース７４に供給された圧搾空気がねじ供給孔８２およびねじ収容孔８５を通って排気孔８７から排気されることで、締結ねじ４００が頭部を上向きにしてホース７４内を圧搾空気によって搬送され、ねじ収容孔８５に頭部を上向きにして収容される。そして、図８（ｂ）に示されるように、摺動子８４が左方向に移動した場合には、吸気孔８８，ねじ収容孔８５，ねじ排出孔８３が連通した状態となり、圧搾空気が吸気孔８８を介してねじ収容孔８５内に供給され、ねじ収容孔８５に収容されている締結ねじ４００は圧搾空気によってホース７６内を頭部を進行方向にして搬送され、ねじ投下口７８から頭部を下向きにして投下される。ねじ投下口７８には、ねじ締結機本体３０のビットホルダー３８が待ち受けており、ビットホルダー３８のねじホルダー３８ｂ内に締結ねじ４００が頭部を下向きにして収容される。
【００４７】
符号９０は、一対の水平チャック９２を備え、台板１２に懸吊支持されて、ねじ投下口７８の近傍に設けられているエアチャック機構で、水平チャック９２がビットホルダ３８を把持し、ねじ投下口７８に対しビットホルダ３８（ねじホルダー３８ｂ）を位置決めする。即ち、ねじ締結機本体３０をねじ投下口７８の真下まで水平移動させた後、ねじ締結機本体３０（ビットホルダ３８）を上昇させた時に、このエアチャック機構９０が作動して、ビットホルダ３８をねじ投下口７８に整合する位置に保持する。
【００４８】
次に、本実施例に示す装置を用いて、ランプボディ３００と前面レンズ２００とを圧着し、ランプボディ３００の下方からねじ締結する、圧着・自動ねじ締結工程について説明する。
【００４９】
まず、上治具１１０と下治具１２０とを一体化した治具１００を下治具台１０の台板１２上に搬入し、台板１２に対し位置決め固定する。上治具支持板２４を下降させ、クランパー２７によって上治具支持板２４と上治具１１０を連結一体化する。上治具支持板２４（上治具１１０）を上昇させて、上治具１１０と下治具１２０間を大きく離間させる。上治具１１０（の支持枠１１７）に前面レンズ２００を、下治具１２０（の支持枠１２７）にランプボディ３００をそれぞれ嵌合してセットし、ランプボディ３００のシール溝３０２にシール材３０６を装填する。上治具支持板１２４（上治具１１０）を下降させて、シール脚２０２をシール溝３０２に係合させ、前面レンズ２００とランプボディ３００とを圧着する。
【００５０】
レンズ２００（シール脚２０２）とボディ３００（シール溝３０２）が圧着されると同時に、２軸スカラロボット６０が作動を開始する。即ち、ねじ投下口７８の真下において、ねじ締結機本体３０のビットホルダ３８に締結ねじ４００が投下され、締結ねじ４００を受け取ったねじ締結機本体３０は、水平揺動して所定のねじ締結予定位置Ｐ2の真下に位置する。ロッドレスエアシリンダ５０が作動して、ねじ締結機本体３０が上昇し、ビットホルダ３８が支持枠１２７の貫通孔（ビットホルダ挿通孔）１２８ａに挿通される。そして、回転ビット３３（ビット本体３５）が回転し、回転ビット３３と一体に回転しながら上昇する締結ねじ４００がシール溝３０２を突き破り、シール脚２０２のねじ挿通孔２０４に螺合し、シール脚２０２とシール溝３０２間がねじ締結される。
【００５１】
なお、前記した実施例では、ビットホルダ挿通孔１２８ａ内に、上昇するビットホルダホルダ３８が当接するホルダ当接部（段差部）１２８ａ1が設けられていたが、図１０に示されるように、ビットホルダ挿通孔１２８ａ内にホルダ当接部を設けずに、ランプボディ３００のシール溝形成壁３０４にビットホルダ３８の先端部が直接当接するような構造であってもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に係る車両用灯具のボディ・レンズ間ねじ締結装置によれば、ねじ締結工程において、シール溝内のシール材がシール溝外にたれるおそれがないので、シール材を十分に固化させるまでもなく、ねじ締結工程に移行でき、ランプボディと前面レンズの圧着からねじ締結までに要す時間を短縮できる。
また、ランプボディと前面レンズとを組み付けた後に、これを上下反転させる必要がないので、それだけねじ締結工程における装置構造を簡潔にできる。
また、ボディ保持手段の下方に配設されたねじ締結機本体によって、ランプボディと前面レンズ間所定位置に締結ねじが確実に螺合されるので、ねじ締結作業が容易となる。
請求項２によれば、ビットホルダ内先端部に供給された締結ねじが回転ビットの先端係合突起と容易に係合し、ねじ締結をスムーズに遂行できる。
また、ねじ締結機本体を所定のねじ投下口位置と所定のねじ配設予定位置間をスムーズに水平移動させることができるので、ねじ締結をスムーズに遂行できる。
ねじ締結機本体とその昇降機構全体の上下高さを小さくできるので、下治具台の台の高さを低くでき、それだけ作業がしやすくなる。
また、請求項４によれば、ねじ締結機本体（ビットホルダ）の上昇時に、ビットホルダは、ホルダガイドに案内されて下治具のガイド通路に的確に挿通されるので、ねじ締結作業をスムーズに遂行できる。
また、請求項５によれば、２軸スカラロボットによって、ねじ締結機本体を所定のねじ投下口位置と所定のねじ配設予定位置間をスムーズかつ効率よく水平移動させることができるので、ねじ締結を確実にしかもスムーズに遂行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例であるヘッドランプ用のボディ・レンズ間圧着・自動ねじ締結装置の側面図
【図２】同装置の正面図
【図３】（ａ）同装置に用いられる治具の正面図
（ｂ）同治具の側面図
【図４】同装置の要部であるねじ締結機本体周辺の拡大断面図
【図５】（ａ）ビットホルダー先端部に形成されているねじホルダーの拡大縦断面図、（ｂ）ねじホルダーの水平断面図（図５（ａ）に示す線Ｖ−Ｖに沿う断面図）
【図６】治具で支持されたランプボディのシール溝と前面レンズのシール脚間がねじ締結される様子を説明する断面図
【図７】シール溝とシール脚間ねじ締結予定部の拡大断面図
【図８】（ａ）同装置の要部であるねじ反転供給機構の全体構成図
（ｂ）ねじが反転される様子を示すねじ反転供給機構の要部断面図
【図９】治具をセットした同装置の正面図
【図１０】本発明の第２の実施例であるヘッドランプ用のボディ・レンズ間圧着・自動ねじ締結装置の要部拡大断面図
【図１１】従来の圧着・ねじ締結工程を説明する説明図
【図１２】従来のシール溝とシール脚間のねじ締結作業を説明する説明図
【符号の説明】
１０ ボディ保持手段を構成する治具支持台
２２ 上治具昇降機構であるエアシリンダ
２４ レンズ保持手段を構成する上治具支持板
２７ 連結機構であるクランパー
３０ ねじ締結機本体
３２ 本体ケース
３３ 回転ビット
３４ 回転軸
３５ ビット本体
３５ａ 係合突起
３８ ビットホルダ
３８ａ ビットホルダ本体
３８ｂ ねじホルダ
４０ 圧縮コイルスプリング
４４ エア吸引手段を構成する負圧吸引ポート
５０ 下治具昇降機構であるロッドレスエアシリンダ
６０ ２軸スカラロボット
６１ 水平揺動機構
６２ 第１の縦軸
６４ 第１のアーム
６６ 第２の縦軸
６８ 第２のアーム
７２ ねじ供給機
７８ ねじ投下口
８０ ねじ反転供給機構
１００ 治具
１１０ レンズ保持手段を構成する上治具
１１７ レンズ保持手段を構成する支持枠
１２７ ボディ保持手段を構成する支持枠
１２８ａ ガイド挿通孔
１２０ ボディ保持手段を構成する下治具
２００ 前面レンズ
２０２ シール脚
２０４ ねじ挿通孔
３００ ランプボディ
３０２ シール溝
３０６ シール材
４００ 締結ねじ
４０２ ねじ頭部
４０４ 十字溝
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用灯具を構成するランプボディと前面レンズ間ねじ締結装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヘッドランプなどの灯具を組み付けるには、図１１（ａ）に示すように、ランプボディ１内にリフレクター等の所定の部材（図示省略）を収容した後、シール溝３に液体状のシール材４を装填し、図１１（ｂ）に示すように、シール脚６をシール溝３に係合させて、前面レンズ５をランプボディ１に圧着する。次に、図１１（ｃ）に示すように、前面レンズ５とランプボディ１の圧着体を上下逆さまにする。前面レンズ５のシール脚６の所定個所には、図１２に示すように、ねじ孔６ａが設けられており、ドライバー（ねじ回し）８を使って、上方から締結ねじ７をねじ孔６ａに螺合させることでねじ締結する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記した従来のねじ締結方法では、ねじ締結工程に先だって、前面レンズ５とランプボディ１の圧着体をランプボディ１側が上となるように反転させなければならず、それだけ作業が面倒であった。
【０００４】
さらに、ねじ締結工程は、シール溝３を下に向けた形態で行われるため、ねじ締結の際に、シール材４がシール溝３からたれるおそれがある。このため、図１１（ｂ）に示す圧着工程後、逆さまにしたとてもたれない程度にシール材４が固化するまで待たねばならず、それだけねじ締結工程がおくれるという問題もあった。
【０００５】
本発明は前記した従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、シール材をたれないようにして車両用灯具のボディ・レンズ間をねじ締結するねじ締結装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】
前記目的を達成するために、請求項１に係る車両用灯具のボディ・レンズ間ねじ締結装置においては、シール溝が上向きとなるようにランプボディを固定保持するボディ保持手段と、シール脚が下向きとなるように前面レンズを固定保持するとともに、前記ボディ保持手段により固定保持されているランプボディに対し、上方から前面レンズを下降させて、シール溝とシール脚間をシール材を介し圧着するレンズ保持手段と、前記ランプボディの下方から上方に向けて締結ねじを配設して、ランプボディと前面レンズ間をねじ締結するねじ締結機本体とを備えるように構成した。
シール溝が上方に開口した形態で、シール脚がシール溝に係合するようにランプボディと前面レンズとを圧着し、ランプボディの下方からねじ締結するので、シール溝内のシール材がシール溝外にたれるおそれがない。
従来の圧着・ねじ締結工程に見られるような、ランプボディと前面レンズとを組み付けた後に、これを上下反転させる工程が不要で、ランプボディに前面レンズを組み付けた後、直ちにねじ締結工程に移行できる。
また、請求項１においては、前記ねじ締結機本体は、昇降機構によって上下昇降動作可能な本体ケースと、前記本体ケースに回転可能に支承されて上方に延出し、ねじ頭部の係合溝と係合可能な係合突起が先端に形成された棒状の回転ビットと、前記本体ケースに上下方向摺動可能に組み付けられて前記回転ビットを包囲するように延在するとともに、上方にばね付勢された円筒状のビットホルダと、を備え、
前記ボディ保持手段における前記ランプボディのねじ締結予定位置の真下に、前記ビットホルダが昇降できるガイド通路を設け、
前記ビットホルダの先端側に、基端側のビットホルダ本体よりも口径の小さいねじホルダーを直線状に一体化するように構成した。
ボディ保持手段の下方であって、ランプボディにおけるねじ締結予定位置（シール脚に設けられている締結ねじ挿通孔）の真下において、ねじ締結機本体（ビットホルダ）が昇降機構によって上昇する。そしてビットホルダがガイド通路を上昇し、その先端部がガイド通路内の所定のビットホルダ当接部、またはガイド通路に露呈しているランプボディに当接すると、ビットホルダはこれ以上上昇できず、回転ビットが回転しながら、ビットホルダを付勢するばねの付勢力に抗して上昇する。ビットホルダ内に収容されている回転ビットの先端係合突起には、締結ねじ頭部の係合溝が係合して、回転ビットと締結ねじとが周方向に一体化されており、回転ビットが回転しつつ上昇することで、締結ねじは、ランプボディ（のシール溝形成壁）を突き破って前面レンズのシール脚に設けられている所定のねじ挿通孔に螺合される。
また、請求項２においては、請求項１に記載の車両用灯具のボディ・レンズ間ねじ締結装置において、前記ボディ保持手段は、ランプボディを上向きに固定保持する下治具と、前記下治具を担持する治具支持台と、を備え、
前記レンズ保持手段は、前面レンズを下向きに固定保持する上治具と、前記上治具を昇降動作させる昇降機構と、を備え、
前記治具支持台の下方に、前記ねじ締結機本体を昇降動作させるロッドレスエアシリンダを前記ねじ締結機本体と並行に配設するとともに、前記エアシリンダを水平揺動機構に支持させて、前記ねじ締結機本体を水平方向揺動可能に構成し、
前記ビットホルダ内に、供給された締結ねじを立った状態に保持するエア吸引手段を設け、
前記治具支持台における前記下治具から水平方向に離間した所定位置に、ねじ供給機から圧搾空気によって搬送される締結ねじをその頭部を下向きにして前記ねじ締結機本体のビットホルダ内先端部に上方から投下するねじ投下口を設けるように構成した。
なお、前記ねじ投下口には、請求項３に示すように、前記ねじ供給機によって供給された頭部上向きの締結ねじがねじ反転供給機構によって上下逆さまに反転された形態で供給されるように構成してもよい。
ねじ締結機本体は上下方向に所定のストロークを必要とするが、シリンダロッドの不要なロッドレスエアシリンダをねじ締結機本体と並行に配設することで、ねじ締結機本体とその昇降機構全体の上下高さを小さくできる。
また、水平揺動機構を駆動させることで、ねじ締結機本体を所定のねじ投下口位置と所定のねじ締結予定位置との間をスムーズに水平移動させることができる。
エア吸引手段によりビットホルダ内に形成されている下向きの空気流が、ビットホルダ内先端部に供給された締結ねじを立った状態に保持し、ねじ頭部の係合溝と回転ビットの先端係合突起間の係合を容易にする。
請求項４においては、請求項２に記載の車両用灯具のボディ・レンズ間ねじ締結装置において、前記エアシリンダに、前記ビットホルダを軸方向に摺動可能に支持するホルダガイドを設けるように構成した。
ビットホルダは、ボディ保持手段を上下に貫通してランプボディ（シール溝）に届くだけの十分な長さに形成されているため、ねじ締結機本体（ビットホルダ）が上昇する際にビットホルダ先端部がぶれやすく、ビットホルダ先端部を下治具のガイド通路に的確に導くことができないおそれがあるが、ロッドレスエアシリンダに設けたホルダガイドが、ビットホルダのぶれを抑制して、ビットホルダ先端部を下治具のガイド通路に的確に案内するべく作用する。
請求項５においては、請求項２に記載の車両用灯具のボディ・レンズ間ねじ締結装置において、前記水平揺動機構を、治具支持台に対し固定された第１の縦軸周りに水平揺動する第１のアームと、前記第１のアームの揺動先端部に設けられた第２の縦軸周りに水平揺動する第２のアームとを備えた２軸スカラロボットによって構成するようにした。
２軸スカラロボットの駆動制御部に、第１のアームと第２のアームの動作を予め入力設定しておくことで、ねじ締結機本体を所定のねじ投下口位置と所定のねじ締結予定位置間においてスムーズかつ効率よく水平移動させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の態様を実施例に基づいて説明する。
【０００８】
図１〜図９は、本発明の第１の実施例を示すもので、図１は第１の実施例であるヘッドランプ用のボディ・レンズ間圧着・自動ねじ締結装置の側面図、図２は同装置の正面図、図３は同装置に用いられる治具を示し、（ａ）は同治具の正面図、（ｂ）は治具の側面図、図４は同装置の要部であるねじ締結機本体の拡大断面図、図５はビットホルダー先端部に形成されているねじホルダーの拡大断面図で、（ａ）はねじホルダーの拡大縦断面図、（ｂ）はねじホルダーの水平断面図（図５（ａ）に示す線Ｖ−Ｖに沿う断面図）を示す。図６は同治具で支持されたランプボディのシール溝と前面レンズのシール脚間がねじ締結される様子を説明する断面図、図７はシール溝とシール脚間ねじ締結予定部の拡大断面図、図８は同装置の要部であるねじ反転供給機構を示す図で、（ａ）は同ねじ反転供給機構の全体構成図、（ｂ）はねじが反転される様子を示すねじ反転供給機構の要部断面図、図９は治具をセットした同装置の正面図である。
【０００９】
これらの図において、ヘッドランプ用のボディ・レンズ間圧着・自動ねじ締結装置は、正面および側面から見て、全体が矩形状のフレーム構造で、内部にねじ締結機本体３０が配置された矩形状の治具支持台１０には、下治具１２０を載置できる台板１２が設けられ、治具支持台１０の上方には、左右一対のサイドフレーム１６，１６によって支持された天板２０が設けられ、この天板２０には、昇降機構であるエアシリンダ２２によって上治具支持板２４が昇降可能に設けられている。
【００１０】
符号２３は、エアシリンダ２２のシリンダロッドで、シリンダロッド２３の下端部は上治具支持板２４に連結されている。符号２５は、天板２０と治具支持台１０間に配設されたガイドシャフトで、上治具支持板２４に設けられたガイド２６がこのガイドシャフト２５にスライド可能に組み付けられている。符号２８は、天板２０と上治具支持板２４間に配設された第２のガイドシャフトである。
【００１１】
また、上治具支持板２４のほぼ四隅には、上治具１１０を懸吊した状態に連結保持できる連結機構であるクランパー２７が設けられており、台板１２上所定位置に載置した治具１００に対し、上治具支持板２４を下降させて治具１００（上治具１１０）に当接させ、クランパー２７が上治具１１０の上板１１２をクランプすることで、上治具支持板２４に上治具１１０が連結一体化される。
【００１２】
また、上治具１１０の上板１１２には、プランジャピン１１６ａを上方に突出した状態に保持できる、複数のプランジャ１１６が設けられており、プランジャピン１１６ａが上治具支持板１１２側のピン係合孔１３に係合することで、上治具支持板１１２と上治具１１０が水平方向に位置決めされる。
【００１３】
台板１２上には、下治具１２０の底部四隅に設けられているコロ（図示せず）がそれぞれ係合できる穴（図示せず）が設けられており、それぞれのコロが穴に係合すると、下治具１２０底面が台板１２に接した状態になるとともに、下治具１２０は台板１２上所定位置に概略位置決めされる。また、下治具１２０の下板１２２には、プランジャピン１２６ａを下方に突出した状態に保持できる、複数のプランジャ１２６が設けられており、プランジャピン１２６ａを台板１２側ののピン係合孔１５に係合させることで、下治具１２０を台板１２上所定位置に正確に位置決めできる。
【００１４】
また、台板１２には、治具１００により支持されたランプボディ３００（のシール溝３０２）と前面レンズ２００（のシール脚２０２）間所定位置を、ねじ締結機本体３０を用いて下方からねじ締結するための開口部１３（図４，６参照）が設けられている。
【００１５】
また、この装置において使用される治具１００は、図３（ａ），（ｂ）に示されるように、同一寸法の平面視ほぼ矩形状の上板１１２と下板１２２とが４本の支柱１０２で連結された構造で、４本の支柱１０２は、それぞれ長手方向ほぼ中央部において、上下二分割できるように構成されている。
【００１６】
即ち、治具１００は、上板１１２から下方に４本の脚１１４が延出する上治具１１０と、下板１２２から上方に４本の脚１２４が延出する下治具１２０とから構成されており、上下の治具１１０，１２０の４本の脚１１４，１２４は、互いに整合する位置にある。そして、対角線位置にある支柱１０２（一対の脚１１４，１２４）は、軸方向に凹凸係合することで、上治具１１０と下治具１２０が位置決めされて、治具１００として一体になるように構成されている。符号１３０は、凹凸係合部を示し、下治具１２０の底部には、前記したように、コロが設けられて、台板１２上を走行させやすいようになっている。
【００１７】
上治具１１０には、前面レンズ２００の外周縁部を支持できる筒型のレンズ支持枠１１７が設けられており、そのシール脚２０２が下向きとなるように、下方から前面レンズ２００を支持枠１１７に嵌合させることができる。支持枠１１７の内側には、上板１１２に設けられた負圧発生ポート（図示せず）を介して負圧が作用するように構成されており、これにより、前面レンズ２００は支持枠１１７に吸着されて上治具１１０に懸吊支持された形態となる（図９参照）。
【００１８】
一方、下治具１２０には、ランプボディ３００の外周縁部を支持できる筒型のボディ支持枠１２７が設けられており、そのシール溝３０２が上向きとなるように、上方からランプボディ３００を支持枠１２７に嵌合させることができる。支持枠１２７には、嵌合したランプボディ３００の周縁部を固定する固定機構（図示せず）が設けられており、これにより、ランプボディ３００は支持枠１２７に固定されて下治具１２０に担持された形態となる（図９参照）。
【００１９】
前面レンズ２００のシール脚２０２は、前面レンズ２００の周縁に沿って周設されているが、周方向所定位置には、図７に拡大して示すように、締結ねじ４００を配設するためのねじ挿通孔２０４が設けられており、シール溝底面壁３０４側から、ねじ挿通孔２０４に締結ねじ４００が螺着されることで、シール脚２０２とシール溝３０２（前面レンズ２００とランプボディ３００）間が機械的に固定されるようになっている。
【００２０】
そして、下治具１２０の支持枠１２７は、図６に示されるように、治具支持台１０の台板１２の開口部１３より幾分大きく形成されており、支持枠１２７および下板１２２には、前面レンズ２００のシール脚２０２に設けられているねじ挿通孔２０４に対応する上下貫通孔１２８ａ，１２８ｂが設けられており、この上下貫通孔１２８ａ，１２８ｂを介して、ねじ締結機本体３０によるねじ締結が行われる。貫通孔１２８ａは、支持枠１２７に挿着一体化された金属製円筒体１２９によって構成されており、孔１２８ａは、後述するねじ締結機本体３０のビットホルダ３８が挿通できるビットホルダ挿通孔を構成している。
【００２１】
治具支持台１０の内部（台板１２の下方）には、２軸スカラロボット６０によって水平方向揺動可能に支持されたねじ締結機本体３０が配置されている。
【００２２】
ねじ締結機本体３０は、図４に示されるように、上下に延びる円筒形状の本体ケース３２と、本体ケース３２に回転可能に支承されるとともに、本体ケース３２前端開口部から上方に延出する細長いロッド状の回転ビット３３と、本体ケース３２内に収容され、回転ビット３３を回転駆動させる駆動モータ３６と、本体ケース３２に軸方向摺動可能に組み付けられて、回転ビット３３を包囲するように延出するビットホルダ３８と、から主として構成されている。
【００２３】
ビットホルダ３８の基端部と本体ケース３２内の軸受ホルダ３６ｂ間には、圧縮スプリング４０が介装されて、ビットホルダ３８が上方にばね付勢された形態に保持されている。符号４２は、ビットホルダ３８の基端側の掛止部３９が当接するストッパで、ビットホルダ３８を抜け止めする作用がある。
【００２４】
回転ビット３３は、カップリング３７を介してモータ３６の出力軸３６ａに連結された回転軸３４と、この回転軸３４の先端部にねじ締結されることで直線状に一体化されたビット本体３５と、から構成されている。符号３３ａは、回転軸３４とビット本体３５間の螺着連結部を示す。ビット本体３５の先端部には、図５に示すように、締結ねじ４００の頭部４０２の十字溝４０４に係合可能な係合突起３５ａが形成されており、十字溝４０４が係合突起３５ａに係合することで、締結ねじ４００がビット本体３５（回転ビット３３）と周方向に一体化される。
【００２５】
ビットホルダ３８の先端部側は、ねじホルダ３８ｂを構成しており、頭部４０２を下方に向けてビットホルダ３８（ねじホルダ３８ｂ）内に落下供給された締結ねじ４００は、ビットホルダ３８（ねじホルダ３８ｂ）に沿って頭部４０２を下向きにしたまま落下し、ねじ頭部４０２がビット本体３５の先端部に当接する。ビットホルダ３８内の下端部には、外部から負圧が作用する負圧吸引ポート４４（図４参照）が設けられて、ビットホルダ３８（ねじホルダー３８ｂ）内に負圧が作用するように構成されている。このため、ビットホルダ３８（ねじホルダー３８ｂ）内には、下向きの空気流れが生成されて、締結ねじ４００が立った状態に保持され、それだけ締結ねじ４００の十字溝４０４が係合突起３５ａに係合し易いようになっている。
【００２６】
なお、締結ねじ４００がビット本体３５先端部の係合突起３５ａと係合しない形態であっても、回転ビット３３を回転する際に、ねじ頭部４０２の十字溝４０４に係合突起３５ａが係合するので、何ら問題はない。
【００２７】
また、ビットホルダ３８は、ビットホルダ本体３８ａの先端部に、このビットホルダ本体３８ａより口径の小さいねじホルダ３８ｂが螺着一体化されて、直線状に形成されている。ねじホルダ３８ｂでは、ここに生成される下方空気流の作用を高めたり、締結ねじ４００を的確に案内する作用が奏されることが望ましく、このためには、締結ねじ４００（ビット本体３５）とねじホルダ３８ｂ間の隙間が、ある程度狭い方がよい。このため、ねじ頭部４０２（ビット本体３５）の外径とねじホルダ３８ｂの内径との差は、比較的小さく設定されている。
【００２８】
一方、ビットホルダ本体３８ａは、長さが長いビットホルダ３８全体のぶれを抑え、かつその強度を確保したり、回転ビット３３（回転軸３４）を負荷少なくスムーズに回転させたり、回転ビット３３に対して軸方向にスムーズに相対摺動させるためには、ビットホルダ本体３８ａを太くして、回転ビット３３とビットホルダ本体３８ａ間の隙間をある程度大きくした方がよい。このため、ビットホルダ本体３８ａの内径と回転軸３４の外径との差は、比較的大きく設定されている。
【００２９】
即ち、ねじホルダ３８ｂの口径を小さくすることで、締結ねじ４００とビット本体３５先端部とのスムーズな係合と、締結ねじ４００の的確な案内とが確保されるとともに、ビットホルダ本体３８ａの口径を大きくすることで、回転ビット３３のスムーズな回転と、ビットホルダ３８のスムーズな上下スライドと、ビットホルダ３８全体の強度の向上とが確保されている。
【００３０】
次に、ねじホルダ３８ｂの詳細な構造を、図５（ａ），（ｂ）を参照して説明する。
【００３１】
これらの図において、ねじホルダ３８ｂの厚肉に形成された後端部には、雄ねじ部３８ｂ1が設けられ、一方、ビットホルダ本体３８ａ上端部には、雌ねじ部３８ａ1が形成され、雄ねじ部３８ｂ1が雌ねじ部３８ａ1に螺合されることで、ビットホルダ本体３８ａにねじホルダ３８ｂが一体化されている。
【００３２】
ねじホルダ３８ｂの長手方向略中央部には、内周面に周方向等分６個所の縦溝３９ａが形成された、所定長さの小径部３９が設けられて、ねじホルダ３８ｂ内に、下方に向かう適正な空気流(層流)が生成されるようになっている。即ち、ビット本体３５がいずれかの方向に傾いてねじホルダ３８ｂの内周面と接触する形態となったとしても、ビット本体３５とねじホルダ３８ｂ内周面間には、この縦溝３９ａによって常に空気通路が確保され、しかもビット本体３５の周りには、常に複数の空気通路によって、下方に向かう空気整流が生成されるので、ねじホルダ３８ｂ内の締結ねじ４００は、頭部４０２を下向きにして確実に立った状態に保持されることになる。
【００３３】
また図５（ａ），（ｂ）には、各部位の寸法が記載されているが、ビット本体３５の外径は４．５ｍｍ、ねじホルダ３８ｂの内径（外径）は７（９）ｍｍ、ねじホルダ３８ｂの小径部３９の内径は、４．６ｍｍで、ビット本体３５とねじホルダ小径部３９間の隙は、０．１ｍｍと非常に小さい。一方、回転軸３４の外径は８ｍｍ、ビットホルダ本体３８ａの内径は８．５ｍｍで、回転軸３４とビットホルダ本体３８ａ間の隙は、０．５ｍｍと比較的大きい。
【００３４】
また、ねじ締結機本体３０は、図１，４に示されるように、二軸スカラロボット６０のアーム６８に支持された上下に延びるロッドレスエアシリンダ５０と並行に配設されており、ロッドレスエアシリンダ５０によって、ねじ締結機本体３０が昇降動作できるように構成されている。
【００３５】
ロッドレスエアシリンダ５０は、シリンダ本体５１の側面に縦スリット（図示せず）が設けられ、シリンダ本体５１内のピストン（図示せず）からヨークがこのスリットを貫通して延出して摺動子５２に連結されるとともに、金属シールによってスリットがシールされて、シリンダ本体５１内が密封された従来公知の構造である。そして、シリンダ本体５１に上下方向摺動可能に組み付けられている摺動子５２には、ねじ締結機本体３０の本体ケース３２が連結一体化されており、ロッドレスエアシリンダ５０の作動により、摺動子５２とともにねじ締結機本体３０が一体に昇降動作する。
【００３６】
次に、ねじ締結機本体３０が、ランプボディ３００のシール溝３０２と前面レンズ２００のシール脚２０２間をねじ締結する動作を説明する。
【００３７】
ランプボディ３００におけるねじ締結予定位置Ｐ2（ビットホルダ挿通孔１２８ａの真下）において、ロッドレスエアシリンダ５０が作動し、ねじ締結機本体３０（ビットホルダ３８）が上昇する。ビットホルダ３８が貫通孔（ビットホルダ挿通孔）１２８ａに挿通されて上昇し、その先端部が挿通孔１２８ａの先端段差部１２８ａ1（図６，７参照）に当接すると、ビットホルダ３８はこれ以上上昇できず、ねじ締結機本体３０のビットホルダ３８を除く部分が上昇する。このとき、ビットホルダ３８は本体ケース３２に対し相対的に後退し、所定量だけ後退すると、これが検出されて回転ビット３３が回転を開始する。そして、ねじ締結機本体３０は、ビットホルダ３８を付勢するばね４０の付勢力に抗して上昇する。ビットホルダ３８内に収容されている回転ビット３３の先端係合突起３５ａには、締結ねじ頭部４０２の十字溝４０４が係合して、回転ビット３３と締結ねじ４００とが周方向に一体化されており、回転ビット３３が回転しつつ上昇することで、ランプボディ３００（のシール溝底面壁３０４）を貫通して前面レンズ２００（のシール脚）の所定のねじ挿通孔２０４に締結ねじ４００が螺合される。
【００３８】
なお、ねじ締結機本体３０を昇降動作させるために、シリンダ本体内にシリンダロッドが配設されている通常のエアシリンダを用いた場合には、ねじ締結機本体３０とエアシリンダを直列に連結しなければならず、ねじ締結機本体の上下長さが大きくなって、それだけ治具支持台１０の高さが高くなるという問題がある。
【００３９】
しかし、本実施例では、ねじ締結機本体３０を昇降動作させるためのエアシリンダとして、シリンダロッドがないロッドレスエアシリンダ５０を用いて、ねじ締結機本体３０とロッドレスエアシリンダ５０とを並列に配置連結したので、ねじ締結機本体３０およびその昇降機構全体が上下方向にコンパクトとなって、それだけ治具支持台１０の高さが低くなり、治具１００を台板１２上で移動させる等の作業がし易い上に、ねじ締結装置全体の高さも低くできる。
【００４０】
また、ロッドレスエアシリンダ５０の上端部には、ホルダガイド５４（図４参照）が設けられ、ねじ締結機本体３０のビットホルダ３８（ねじホルダ３８ｂ）は、このホルダガイド５４に上下方向摺動可能に支持されている。
【００４１】
ビットホルダ３８は、下治具１２０の支持枠１２７を上下に貫通してランプボディ３００に届くだけの十分な長さに形成されているため、ねじ締結機本体３０（ビットホルダ３８）が上昇する際にビットホルダ３８の先端部がぶれやすく、ビットホルダ先端部を下治具１２０（支持枠１２７）の貫通孔（ガイド挿通孔）１２８ａに的確に案内することができないおそれがある。しかし、ビットホルダ３８は、ホルダガイド５４にガイドされているので、ぶれることなくその先端部が下治具１２０（支持枠１２７）の貫通孔（ガイド挿通孔）１２８ａに的確に案内される。
【００４２】
２軸スカラロボット６０は、図１に示されるように、治具支持台１０に対し固定された第１の縦軸６２周りに水平揺動する上下一対の第１のアーム６４と、第１のアーム６４の揺動先端部に設けられた第２の縦軸６６周りに水平揺動する第２のアーム６８とから構成された水平揺動機構６１を備えており、この水平揺動機構６１によって、ねじ締結機本体３０は、所定のねじ投下口位置Ｐ1と所定のねじ締結予定位置Ｐ2間をスムーズかつ効率よく水平移動できる。
【００４３】
即ち、２軸スカラロボット６０の駆動制御部（図示せず）には、第１のアーム６４と第２のアーム６８の動作手順が予め入力設定されており、ねじ締結機本体３０は、ビットホルダ３８に締結ねじ４００が投下されるねじ投下口位置Ｐ1と、所定のねじ締結予定位置Ｐ2とを往復動作して、ねじ締結作業が遂行される。
【００４４】
ねじ反転供給機構７０は、図１，８に示されるように、サイドフレーム１６の上部に固定され、締結ねじ４００を頭部上向きにして供給するねじ供給機７２と、ねじ供給機７２下方のサイドフレーム１６に固定され、ねじ供給機７２によって供給された頭部上向きの締結ねじ４００を上下逆さまに反転して、ねじ投下口７８から投下するねじ反転供給機８０とから、主として構成されている。符号７４，７６は、締結ねじ搬送用のホースである。
【００４５】
ねじ反転供給機８０は、図８に示されるように、ねじ供給孔８２，ねじ排出孔８３が側面に隣接して設けられたケーシング８１内に、ねじ収容孔８５を設けた摺動子８４が摺動可能に設けられた構造で、エアシリンダ８６により摺動子８４を左右方向に摺動させることで、ねじ収容孔８５がねじ供給孔８２に正対する位置と、ねじ排出孔８３に正対する位置とを択一的にとるように構成されている。
【００４６】
また、ケーシング８１には、ねじ供給孔８２，ねじ排出孔８３に正対するとともに、摺動子８４のねじ収容孔８５を介してこれらの孔８２，８３に連通する排気孔８７，吸気孔８８が設けられている。そして、ねじ供給機７２からホース７４に供給された圧搾空気がねじ供給孔８２およびねじ収容孔８５を通って排気孔８７から排気されることで、締結ねじ４００が頭部を上向きにしてホース７４内を圧搾空気によって搬送され、ねじ収容孔８５に頭部を上向きにして収容される。そして、図８（ｂ）に示されるように、摺動子８４が左方向に移動した場合には、吸気孔８８，ねじ収容孔８５，ねじ排出孔８３が連通した状態となり、圧搾空気が吸気孔８８を介してねじ収容孔８５内に供給され、ねじ収容孔８５に収容されている締結ねじ４００は圧搾空気によってホース７６内を頭部を進行方向にして搬送され、ねじ投下口７８から頭部を下向きにして投下される。ねじ投下口７８には、ねじ締結機本体３０のビットホルダー３８が待ち受けており、ビットホルダー３８のねじホルダー３８ｂ内に締結ねじ４００が頭部を下向きにして収容される。
【００４７】
符号９０は、一対の水平チャック９２を備え、台板１２に懸吊支持されて、ねじ投下口７８の近傍に設けられているエアチャック機構で、水平チャック９２がビットホルダ３８を把持し、ねじ投下口７８に対しビットホルダ３８（ねじホルダー３８ｂ）を位置決めする。即ち、ねじ締結機本体３０をねじ投下口７８の真下まで水平移動させた後、ねじ締結機本体３０（ビットホルダ３８）を上昇させた時に、このエアチャック機構９０が作動して、ビットホルダ３８をねじ投下口７８に整合する位置に保持する。
【００４８】
次に、本実施例に示す装置を用いて、ランプボディ３００と前面レンズ２００とを圧着し、ランプボディ３００の下方からねじ締結する、圧着・自動ねじ締結工程について説明する。
【００４９】
まず、上治具１１０と下治具１２０とを一体化した治具１００を下治具台１０の台板１２上に搬入し、台板１２に対し位置決め固定する。上治具支持板２４を下降させ、クランパー２７によって上治具支持板２４と上治具１１０を連結一体化する。上治具支持板２４（上治具１１０）を上昇させて、上治具１１０と下治具１２０間を大きく離間させる。上治具１１０（の支持枠１１７）に前面レンズ２００を、下治具１２０（の支持枠１２７）にランプボディ３００をそれぞれ嵌合してセットし、ランプボディ３００のシール溝３０２にシール材３０６を装填する。上治具支持板１２４（上治具１１０）を下降させて、シール脚２０２をシール溝３０２に係合させ、前面レンズ２００とランプボディ３００とを圧着する。
【００５０】
レンズ２００（シール脚２０２）とボディ３００（シール溝３０２）が圧着されると同時に、２軸スカラロボット６０が作動を開始する。即ち、ねじ投下口７８の真下において、ねじ締結機本体３０のビットホルダ３８に締結ねじ４００が投下され、締結ねじ４００を受け取ったねじ締結機本体３０は、水平揺動して所定のねじ締結予定位置Ｐ2の真下に位置する。ロッドレスエアシリンダ５０が作動して、ねじ締結機本体３０が上昇し、ビットホルダ３８が支持枠１２７の貫通孔（ビットホルダ挿通孔）１２８ａに挿通される。そして、回転ビット３３（ビット本体３５）が回転し、回転ビット３３と一体に回転しながら上昇する締結ねじ４００がシール溝３０２を突き破り、シール脚２０２のねじ挿通孔２０４に螺合し、シール脚２０２とシール溝３０２間がねじ締結される。
【００５１】
なお、前記した実施例では、ビットホルダ挿通孔１２８ａ内に、上昇するビットホルダホルダ３８が当接するホルダ当接部（段差部）１２８ａ1が設けられていたが、図１０に示されるように、ビットホルダ挿通孔１２８ａ内にホルダ当接部を設けずに、ランプボディ３００のシール溝形成壁３０４にビットホルダ３８の先端部が直接当接するような構造であってもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に係る車両用灯具のボディ・レンズ間ねじ締結装置によれば、ねじ締結工程において、シール溝内のシール材がシール溝外にたれるおそれがないので、シール材を十分に固化させるまでもなく、ねじ締結工程に移行でき、ランプボディと前面レンズの圧着からねじ締結までに要す時間を短縮できる。
また、ランプボディと前面レンズとを組み付けた後に、これを上下反転させる必要がないので、それだけねじ締結工程における装置構造を簡潔にできる。
また、ボディ保持手段の下方に配設されたねじ締結機本体によって、ランプボディと前面レンズ間所定位置に締結ねじが確実に螺合されるので、ねじ締結作業が容易となる。
請求項２によれば、ビットホルダ内先端部に供給された締結ねじが回転ビットの先端係合突起と容易に係合し、ねじ締結をスムーズに遂行できる。
また、ねじ締結機本体を所定のねじ投下口位置と所定のねじ配設予定位置間をスムーズに水平移動させることができるので、ねじ締結をスムーズに遂行できる。
ねじ締結機本体とその昇降機構全体の上下高さを小さくできるので、下治具台の台の高さを低くでき、それだけ作業がしやすくなる。
また、請求項４によれば、ねじ締結機本体（ビットホルダ）の上昇時に、ビットホルダは、ホルダガイドに案内されて下治具のガイド通路に的確に挿通されるので、ねじ締結作業をスムーズに遂行できる。
また、請求項５によれば、２軸スカラロボットによって、ねじ締結機本体を所定のねじ投下口位置と所定のねじ配設予定位置間をスムーズかつ効率よく水平移動させることができるので、ねじ締結を確実にしかもスムーズに遂行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例であるヘッドランプ用のボディ・レンズ間圧着・自動ねじ締結装置の側面図
【図２】同装置の正面図
【図３】（ａ）同装置に用いられる治具の正面図
（ｂ）同治具の側面図
【図４】同装置の要部であるねじ締結機本体周辺の拡大断面図
【図５】（ａ）ビットホルダー先端部に形成されているねじホルダーの拡大縦断面図、（ｂ）ねじホルダーの水平断面図（図５（ａ）に示す線Ｖ−Ｖに沿う断面図）
【図６】治具で支持されたランプボディのシール溝と前面レンズのシール脚間がねじ締結される様子を説明する断面図
【図７】シール溝とシール脚間ねじ締結予定部の拡大断面図
【図８】（ａ）同装置の要部であるねじ反転供給機構の全体構成図
（ｂ）ねじが反転される様子を示すねじ反転供給機構の要部断面図
【図９】治具をセットした同装置の正面図
【図１０】本発明の第２の実施例であるヘッドランプ用のボディ・レンズ間圧着・自動ねじ締結装置の要部拡大断面図
【図１１】従来の圧着・ねじ締結工程を説明する説明図
【図１２】従来のシール溝とシール脚間のねじ締結作業を説明する説明図
【符号の説明】
１０ ボディ保持手段を構成する治具支持台
２２ 上治具昇降機構であるエアシリンダ
２４ レンズ保持手段を構成する上治具支持板
２７ 連結機構であるクランパー
３０ ねじ締結機本体
３２ 本体ケース
３３ 回転ビット
３４ 回転軸
３５ ビット本体
３５ａ 係合突起
３８ ビットホルダ
３８ａ ビットホルダ本体
３８ｂ ねじホルダ
４０ 圧縮コイルスプリング
４４ エア吸引手段を構成する負圧吸引ポート
５０ 下治具昇降機構であるロッドレスエアシリンダ
６０ ２軸スカラロボット
６１ 水平揺動機構
６２ 第１の縦軸
６４ 第１のアーム
６６ 第２の縦軸
６８ 第２のアーム
７２ ねじ供給機
７８ ねじ投下口
８０ ねじ反転供給機構
１００ 治具
１１０ レンズ保持手段を構成する上治具
１１７ レンズ保持手段を構成する支持枠
１２７ ボディ保持手段を構成する支持枠
１２８ａ ガイド挿通孔
１２０ ボディ保持手段を構成する下治具
２００ 前面レンズ
２０２ シール脚
２０４ ねじ挿通孔
３００ ランプボディ
３０２ シール溝
３０６ シール材
４００ 締結ねじ
４０２ ねじ頭部
４０４ 十字溝
Claims (5)
- シール溝が上向きとなるようにランプボディを固定保持するボディ保持手段と、シール脚が下向きとなるように前面レンズを固定保持するとともに、前記ボディ保持手段により固定保持されているランプボディに対し、上方から前面レンズを下降させて、シール溝とシール脚間をシール材を介し圧着するレンズ保持手段と、前記ランプボディの下方から上方に向けて締結ねじを配設して、ランプボディと前面レンズ間をねじ締結するねじ締結機本体とを備えた車両用灯具のボディ・レンズ間ねじ締結装置であって、
前記ねじ締結機本体は、昇降機構によって上下昇降動作可能な本体ケースと、前記本体ケースに回転可能に支承されて上方に延出し、ねじ頭部の係合溝と係合可能な係合突起が先端に形成された棒状の回転ビットと、前記本体ケースに上下方向摺動可能に組み付けられて前記回転ビットを包囲するように延在するとともに、上方にばね付勢された円筒状のビットホルダと、を備え、
前記ボディ保持手段における前記ランプボディのねじ締結予定位置の真下には、前記ビットホルダが昇降できるガイド通路が設けられ、
前記ビットホルダの先端側には、基端側のビットホルダ本体よりも口径の小さいねじホルダーが直線状に一体化されたことを特徴とする車両用灯具のボディ・レンズ間ねじ締結装置。 - 前記ボディ保持手段は、ランプボディを上向きに固定保持する下治具と、前記下治具を担持するフレーム構造の治具支持台と、を備え、
前記レンズ保持手段は、前面レンズを下向きに固定保持する上治具と、前記上治具を昇降動作させる昇降機構とを備え、
前記治具支持台の内部には、前記ねじ締結機本体を昇降動作させる前記昇降機構であるロッドレスエアシリンダが前記ねじ締結機本体と並行に配設されるとともに、前記エアシリンダが水平揺動機構に支持されて、前記ねじ締結機本体が水平方向揺動可能に構成され、
前記ビットホルダ内には、供給された締結ねじを立った状態に保持するエア吸引手段が設けられ、
前記治具支持台における前記下治具から水平方向に離間した所定位置には、ねじ供給機から圧搾空気によって搬送される締結ねじをその頭部を下向きにして前記ねじ締結機本体のビットホルダ内先端部に上方から投下するねじ投下口が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具のボディ・レンズ間ねじ締結装置。 - 前記ねじ投下口には、前記ねじ供給機によって供給された頭部上向きの締結ねじがねじ反転供給機構によって上下逆さまに反転された形態で投下されることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具のボディ・レンズ間ねじ締結装置。
- 前記エアシリンダには、前記ビットホルダを軸方向に摺動可能に支持するホルダガイドが設けられことを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具のボディ・レンズ間ねじ締結装置。
- 前記水平揺動機構は、治具支持台に対し固定された第１の縦軸周りに水平揺動する第１のアームと、前記第１のアームの揺動先端部に設けられた第２の縦軸周りに水平揺動する第２のアームとを備えた２軸スカラロボットによって構成されたことを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具のボディ・レンズ間ねじ締結装置。
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