WO2013136595A1 - ネジ締め装置 - Google Patents

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WO2013136595A1
WO2013136595A1 PCT/JP2012/079944 JP2012079944W WO2013136595A1 WO 2013136595 A1 WO2013136595 A1 WO 2013136595A1 JP 2012079944 W JP2012079944 W JP 2012079944W WO 2013136595 A1 WO2013136595 A1 WO 2013136595A1
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WO
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screw
screw tightening
unit
support
advance
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/079944
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
田中 武彦
Original Assignee
住友電装株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友電装株式会社 filed Critical 住友電装株式会社
Publication of WO2013136595A1 publication Critical patent/WO2013136595A1/ja

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • B23P19/06Screw or nut setting or loosening machines

Definitions

  • the present invention relates to a screw fastening technique for a screw used in a wire harness.
  • parts such as ground terminals and fuses may be fixed to the box body with bolts and nuts.
  • Such screw tightening of bolts and nuts may be performed using a screw tightening device using an electric screw tightening portion.
  • Patent Document 1 discloses a screw fastening device. This screw tightening device lowers the rotational drive part by an up-and-down mechanism equipped with an electric motor, and the bolt and nut mounted on the mounting table with one of the bolts and nuts fitted on the bit. In this state, the bit is rotated by the rotation driving unit and the one component is screwed into the other component while being pressed against the other component.
  • Patent Documents 2 and 3 disclose a hand-type screw tightening machine configured by suspending a screw tightening tool from a flexible shaft that transmits rotational driving of a motor.
  • a horizontal moving mechanism may be provided in addition to the vertical mechanism in the screw tightening device as in Patent Document 1. Further, when there are a plurality of screw tightening locations, there is a request for positioning the electric screw tightening portion for each screw tightening location.
  • an object of the present invention is to determine a screw tightening position with a simpler configuration.
  • a 1st aspect is the 2nd member which has the other of a male screw part and a female screw part with respect to the 1st member provided with two or more screw fixing parts which have one of a male screw part and a female screw part.
  • a screw tightening device for screwing the first member and a screw capable of supporting the second member and screwing to the screw fixing portion of the first member A tightening portion, a moving mechanism portion that supports the screw tightening portion relative to the support portion so as to be movable back and forth and movable along a plane orthogonal to the advancing and retreating direction, a regulated portion, and the support
  • the first member supported by the portion is provided at a position corresponding to the plurality of screw fixing portions and contacts the restricted portion in a direction along a plane perpendicular to the advance / retreat direction to position the restricted portion.
  • a restricting portion including a plurality of restrictable planar position restricting portions;
  • a positioning unit wherein one of the regulated portion and the regulating portion is disposed so as not to move relative to the screw tightening portion, and the other is disposed relative to the supporting portion so as not to move relatively. Is done.
  • a 2nd aspect is the screw fastening apparatus which concerns on a 1st aspect, Comprising: As for a moving mechanism part, the said screw fastening part and one of the said to-be-regulated part and the said control part are fixed, The said screw fastening part And a connecting / moving portion supported so as to be rotatable about an axis along the advancing / retreating direction and movable in a direction orthogonal to the advancing / retreating direction.
  • a 3rd aspect is a screw fastening apparatus concerning the 1st or 2nd aspect, Comprising:
  • the said to-be-regulated part is arrange
  • the advancing / retreating direction of the said screw fastening part Formed in a columnar shape protruding toward the advance side, the plurality of planar position restricting portions are disposed so as not to move relative to the support portion, and the restricted portions can be inserted through the advancing and retracting directions. It is formed in a hole shape.
  • the fourth aspect is a screw tightening device according to the third aspect, wherein the regulated portion has a tip formed in a tapered shape.
  • a fifth aspect is the screw tightening device according to the third or fourth aspect, wherein the planar position restricting portion is formed in a shape that gradually expands toward the retracting end portion in the advance / retreat direction of the screw tightening portion. Has been.
  • a sixth aspect is the screw tightening device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the restricting portion is in contact with the restricted portion in the advancing / retreating direction of the screw tightening portion.
  • a plurality of advancing position restricting sections capable of restricting the position of the parts are included.
  • a seventh aspect is the screw tightening device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the positioning unit is capable of detecting that the position of the regulated part is regulated by the regulating part. including.
  • the eighth aspect is the screw tightening device according to any one of the first to seventh aspects, wherein the moving mechanism part includes a lock mechanism part capable of restricting movement of the screw tightening part.
  • a ninth aspect is the screw tightening device according to any one of the first to eighth aspects, wherein the balancer mechanism can maintain the position of the screw tightening part supported by the moving mechanism part against gravity.
  • the unit is further provided.
  • a tenth aspect is the screw tightening device according to any one of the first to ninth aspects, wherein the balancer mechanism unit moves the screw tightening part to retract after the rotational drive at the advanced position. It is configured.
  • the screw tightening portion in a state where the second member is supported is relative to the position where the restricted portion is position-regulated by any one of the plurality of planar position restricting portions.
  • the second member By moving the second member, the second member is disposed at a position corresponding to one corresponding to one planar position restricting portion that restricts the position of the restricted portion of the plurality of screw fixing portions of the first member. Can do.
  • the screw tightening position can be determined with a simpler configuration without using an automatic positioning device.
  • the screw tightening portion is connected to the connecting moving portion supported so as to be rotatable around an axis along the advance / retreat direction of the screw tightening portion and movable in a direction orthogonal to the advance / retreat direction. Since one of the regulated part and the regulated part is fixed, the screw tightening part can be positioned by regulating the regulated part by the regulating part in the direction along the plane orthogonal to the advancing / retreating direction. it can.
  • the regulated portion is disposed so as not to be relatively movable with respect to the screw tightening portion, and is formed in a columnar shape protruding toward the advancing / retreating direction advance side of the screw tightening portion. Therefore, the structure moved by the moving mechanism portion becomes lighter, and the positioning workability of the screw tightening position can be improved.
  • the plurality of planar position restricting portions are disposed so as not to move relative to the support portion, and are formed in a hole shape that can be inserted into the restricted portion while penetrating in the advancing and retreating direction.
  • the regulated portion can be regulated in all directions along the plane, and the screw tightening portion can be positioned more accurately.
  • the tip of the regulated portion is formed in a tapered shape, it is possible to improve the positioning workability of the screw tightening position.
  • the planar position restricting portion is formed in a shape that gradually expands toward the retracting end portion in the advance / retreat direction of the screw tightening portion. Can be improved.
  • the restricting portion includes a plurality of advance position restricting portions that can abut the restricted portion and restrict the position of the restricted portion in the advancing and retreating direction of the screw tightening portion. Even when the height positions of the plurality of screw fixing portions of one member are different, the second member can be more accurately screwed into the screw fixing portion. Further, the height position of the screw tightening can be determined with a simpler configuration.
  • the positioning unit since the positioning unit includes the detection unit that can detect that the position of the restricted portion is regulated by the regulating portion, it is confirmed that the screw fastening portion has been positioned. Can do.
  • the moving mechanism unit since the moving mechanism unit includes the lock mechanism unit that can restrict the movement of the screw tightening unit, the position of the positioned screw tightening unit can be maintained.
  • the screw tightening portion since the balancer mechanism portion that can maintain the position of the screw tightening portion supported by the moving mechanism portion against gravity is provided, the screw tightening portion moves due to its own weight. This can be suppressed and the positioning workability of the screw tightening position can be improved.
  • the balancer mechanism portion is configured to retract the screw tightening portion after the rotational drive at the advanced position, so that the next screw tightening operation can be performed more efficiently. It can be carried out.
  • the screw fastening device 10 is an apparatus for screwing a member having a male screw part and a member having a female screw part used in a wire harness. More specifically, the screw fastening device 10 has a male screw portion and a female screw portion with respect to the first member 12 provided with a plurality of screw fixing portions 13 having one of a male screw portion and a female screw portion. It is comprised so that the 2nd member 14 which has the other of them can be screwed together.
  • the member to be screwed is a wiring box such as a relay box and a fusible link block incorporated in the wire harness. That is, the screw tightening device 10 has a terminal (grounding terminal or the like) disposed in the box body portion in the wiring box, a fixing target member 15 such as a bolt fixing type fuse, etc., on the screw fixing portion provided in the box body portion. Fix it by tightening bolts, nuts, etc.
  • the first member 12 is a box body part of the wiring box or a part of the box body part.
  • the first member 12 is provided with a plurality of screw fixing portions 13 having female screw portions.
  • the second member 14 is a bolt (hereinafter described as an example of a hexagonal bolt) and is formed so as to be capable of being screwed to the screw fixing portion 13 of the first member 12.
  • the fixing target member 15 is formed with a through-hole portion through which the male screw portion of the second member 14 can be inserted, or a concave portion that communicates with one side and can be provided with the male screw portion inside. ing.
  • the second member 14 is inserted into the through-hole portion of the male screw portion and sandwiches the fixing target member 15, and is screwed into one of the plurality of screw fixing portions 13, thereby fixing the fixing target member. 15 is fixed to the first member 12 (see FIG. 3).
  • the screw tightening device 10 includes a support unit 20, a screw tightening unit 30, a moving mechanism unit 40, a balancer mechanism unit 60, a positioning unit 70, and a control unit 90.
  • the screw tightening device 10 supports the first member 12 by the support portion 20, and supports the second member 14 by the screw tightening portion 30 that is movably supported by the moving mechanism portion 40.
  • the member 14 is configured to screw the first member 12 to the screw fixing portion 13 when the screw fastening portion 30 is moved to a position facing one of the plurality of screw fixing portions 13 of the first member 12. Has been.
  • the screw tightening device 10 is configured to be able to position the screw tightening portion 30 at a position where the second member 14 faces one screw fixing portion 13 by using the positioning unit 70. In the screw tightening device 10, the screw tightening portion 30 is moved and positioned manually by an operator.
  • the screw tightening device 10 is configured such that each of the above portions is disposed on a base portion 18 configured by assembling a plurality of metal frames.
  • the screw fastening apparatus 10 is demonstrated by the example which screws in the perpendicular direction, the use attitude
  • the support part 20 is a part which supports the 1st member 12 (refer FIG. 4, FIG. 5).
  • the support portion 20 includes a plurality of support pieces 22 and a support pressing portion 26.
  • the plurality of support pieces 22 are formed so that the outer peripheral edge portion of the first member 12 can be placed thereon.
  • the plurality of support pieces 22 are erected on the base portion 18 so as to surround the first member 12 to be supported. More specifically, the plurality of support pieces 22 are disposed so as to support the outer peripheral edge portion of the first member 12 at each of the four sides.
  • the support piece 22 has a mounting surface 23 facing upward, and a protrusion 24 that is provided on the distal end side and can contact the side end of the first member 12. That is, the first member 12 is placed on each placement surface 23 by disposing the first member 12 inside each protrusion 24 of the plurality of support pieces 22. Further, the protrusion 24 is formed in a shape having a curved surface gradually moving from the inner side toward the outer side toward the tip at the tip side portion. Thereby, it is easy to arrange the first member 12 inside each projection 24 of the plurality of support pieces 22.
  • the placement surface 23 is provided inside the protrusion 24 and is formed in a planar shape along the horizontal direction.
  • the support pressing portion 26 is a portion for pressing the first member 12 supported on the plurality of support pieces 22 to one side to align the support position. More specifically, the support pressing portion 26 is disposed so as to press the first member 12 in a direction in which the first member 12 is pressed against at least one support piece 22 (projection portion 24 thereof). Yes.
  • an air cylinder capable of advancing and retracting the advancing / retreating rod is employed as the support pressing portion 26.
  • the supporting pressing portion 26 is supported on the base portion 18 via a supporting member or the like.
  • the support pressing unit 26 is preferably connected to a control unit 90 (described later) so as to be able to receive a control signal, and configured to operate in response to the control signal.
  • the screw fastening portion 30 is a portion for screwing the second member 14 to the screw fixing portion 13 of the first member 12.
  • the screw fastening part 30 has a socket part 32 and a main body part 34 (see FIG. 1).
  • the direction in which the second member 14 advances toward the screw fixing portion 13 A direction along the central axis of the second member 14 at the time of screwing will be referred to as an advancing / retreating direction.
  • the socket portion 32 is a portion that supports the second member 14.
  • the socket portion 32 supports the second member 14 in a posture in which the male screw portion faces downward.
  • the socket part 32 is formed in a rod shape having a fitting recess 33 into which the head part (head part of the bolt) of the second member 14 can be fitted at the tip part.
  • the fitting recess 33 is formed in a shape along the external shape of the head of the second member 14. More specifically, the fitting recess 33 is formed in a size having an internal space that is the same as or slightly larger than the external shape of the head of the second member 14.
  • the fitting recess 33 is formed so as not to be relatively rotatable (there may be some play) around the central axis of the second member 14 in a state where the head of the second member 14 is fitted.
  • the socket portion 32 may support the second member 14 by fitting the head portion, or may be provided with a magnet strong enough to support the second member 14 and supported by its magnetic force. Good.
  • the main body 34 is a portion that rotationally drives the socket 32 around the central axis (around the central axis of the supported second member 14).
  • the main body 34 is configured by arranging a motor, a gear, and the like (not shown) inside a columnar (here, columnar) casing. Further, the main body portion 34 supports the socket portion 32 at the distal end portion so that the socket portion 32 can be rotationally driven and moved forward and backward.
  • the main body part 34 has a biasing part (not shown) that biases the socket part 32 supported so as to be movable back and forth toward the advance side.
  • the main body portion 34 is configured to be able to rotate the socket portion 32 while pressing the second member 14 supported by the socket portion 32 against the screw fixing portion 13 of the first member 12 by the urging force of the urging portion. ing. Since the first portion 12 is gradually screwed into the screw fixing portion 13 during the screw tightening operation, the socket portion 32 gradually moves forward by the biasing force of the biasing portion while being driven to rotate.
  • the screw tightening section 30 is preferably connected to a control section 90 described later so as to be able to receive a control signal, and is configured to operate at a predetermined torque and rotational speed in response to the control signal.
  • the moving mechanism portion 40 is a portion that supports the screw fastening portion 30 relative to the support portion 20 so as to be movable back and forth and movable along a plane orthogonal to the forward and backward direction (see FIGS. 1 and 2). ).
  • the advancing / retreating movement refers to movement in a direction along the rotation axis of the screw tightening portion 30.
  • the advancing / retreating direction is a direction along the vertical direction
  • the rotation axis of the screw tightening portion 30 along the advancing / retreating direction is arranged along the vertical direction.
  • the direction along the plane orthogonal to the advance / retreat direction is the horizontal direction.
  • the screw tightening device 10 may be disposed so that the moving mechanism unit 40 is movably supported in a posture in which the rotation axis of the screw tightening unit 30 intersects the vertical direction.
  • the movement mechanism unit 40 includes a support shaft 41, an advance / retreat rotation unit 42, a linear movement guide unit 52, a guide rail 54, a screw tightening unit support unit 56, a regulated portion support unit 57, and an operation handle unit 58.
  • the guide rail 54, the screw tightening portion support portion 56, and the restricted portion support portion 57 are portions that constitute a connection moving portion.
  • the screw fastening part 30 and the restricted part support part 57 are fixed, the screw fastening part 30 is movable in the advancing / retreating direction, is rotatable around the axis along the advancing / retreating direction, and is orthogonal to the advancing / retreating direction. Is supported so as to be movable.
  • the connecting and moving part is a part that supports and supports the screw tightening part 30 and the restricted part 72 so as not to be relatively movable.
  • the support shaft 41 is formed in a cylindrical shape and is erected on the base portion 18 in a posture along the vertical direction.
  • the support shaft 41 is fixed to the base portion 18 at a position where the through hole formed in the base portion 18 communicates with the internal space.
  • a wire 62 of a balancer mechanism portion 60 to be described later is inserted into the support shaft 41 through a through hole of the base portion 18.
  • the forward / backward rotation portion 42 is a portion that is supported so as to be movable up and down and rotatable with respect to the support shaft 41. More specifically, the advancing / retreating rotating portion 42 is configured by fixing the moving main body 44 to the slide bearing 43 fitted to the support shaft 41.
  • the moving main body 44 is formed in a plate shape and is fixed to the pair of slide bearings 43 in a posture along the vertical direction.
  • the linear movement guide part 52 is a part that guides the guide rail 54 linearly.
  • the linear movement guide part 52 is fixed to the movement main body part 44 of the advance / retreat rotation part 42.
  • the guide rail 54 is formed in a long bar shape extending linearly.
  • the linear movement guide portion 52 is formed so that the guide rail 54 is movably supported with the longitudinal direction of the guide rail 54 in a posture along the horizontal direction.
  • the guide rail 54 is formed in a substantially rectangular shape in a cross-sectional view orthogonal to the longitudinal direction, and has groove portions formed along the longitudinal direction on two opposing side surfaces.
  • the linear movement guide part 52 is formed in a concave shape in which a portion near one side surface of the guide rail 54 can be disposed, and protrudes from the opposing inner wall part to be fitted into each groove part of the guide rail 54. It has a protruding part.
  • a pair of guide rails 54 are provided.
  • two (four in total) linear movement guide portions 52 are provided for each guide rail 54.
  • the two sets of linear movement guide portions 52 are fixed to one surface side of the moving main body portion 44 so as to support the pair of guide rails 54 in a form in which the pair of guide rails 54 are vertically arranged.
  • the screw tightening portion support portion 56 is a portion that supports the screw tightening portion 30. More specifically, the screw tightening portion support portion 56 supports the screw tightening portion 30 in a posture in which the central axis is along the central axis (vertical direction) of the support shaft 41.
  • the screw tightening portion support portion 56 has a first plate-like portion fixed in a posture parallel to the moving main body portion 44 to each one end portion of the pair of guide rails 54, and a posture orthogonal to the first plate-like portion. And a second plate-like portion to which the screw fastening portion 30 is fixed. Fixing of the screw tightening portion 30 to the screw tightening portion support portion 56 may be performed by screwing the main body portion 34 or the like.
  • the regulated portion support portion 57 is a portion that supports the regulated portion 72 described later. More specifically, the restricted portion support portion 57 supports the restricted portion 72 in a posture in which the central axis is along the central axis of the support shaft 41.
  • the regulated portion support portion 57 is orthogonal to the first plate-like portion fixed in a posture parallel to the movable body portion 44 with respect to each other end portion of the pair of guide rails 54. And a second plate-like portion to which the screw tightening portion 30 is fixed.
  • the regulated portion 72 may be fixed to the regulated portion support portion 57 by screwing the base end portion of the regulated portion 72 or the like.
  • the operation handle portion 58 is a portion that is operated when the screw fastening portion 30 is moved.
  • the operation handle portion 58 is fixed to the screw tightening portion support portion 56.
  • the operation handle 58 is formed in a substantially D shape.
  • the operation handle part 58 should just be able to be gripped by an operator and to move the screw fastening part 30, and can employ
  • the moving mechanism 40 includes a lock mechanism that can restrict the movement of the screw fastening portion 30.
  • the lock mechanism portion includes an advance / retreat rotation lock portion 46 and a linear movement lock portion 48 (see FIGS. 1 and 2).
  • the advance / retreat rotation lock part 46 is a part that regulates the up / down movement and rotation of the advance / retreat rotation part 42 with respect to the support shaft 41.
  • the forward / backward rotation lock portion 46 is fixed to the moving main body 44 of the forward / backward rotation portion 42, and is configured to be able to lock the forward / backward rotation portion 42 with respect to the support shaft 41 so that the forward / backward movement and rotation cannot be performed. ing.
  • the advance / retreat rotation lock portion 46 has a pair of advance / retreat drive portions formed so as to be able to advance and retract the advance / retreat portion toward the outer peripheral surface of the support shaft 41 by air pressure or hydraulic pressure (here, air pressure). Yes.
  • the forward / backward rotation lock portion 46 is fixed to the moving main body portion 44 at a position where the pair of forward / backward drive portions are disposed on both sides of the support shaft 41. That is, when the both advancing and retreating parts are moved forward, the support shaft 41 is pressed against the outer peripheral surface, and the advancing / retreating rotating part 42 is locked to the support shaft 41 so as not to move up and down and rotate.
  • the linear movement lock part 48 is a part that regulates horizontal movement of the guide rail 54 with respect to the linear movement guide part 52 (advance / retreat rotation part 42).
  • the linear movement lock portion 48 is fixed to the moving main body portion 44 of the advance / retreat rotation portion 42, and is configured to be able to lock the guide rail 54 with respect to the advance / retreat rotation portion 42 so as not to move horizontally by sandwiching the guide rail 54. .
  • This linear movement lock unit 48 can also employ the same configuration as the forward / backward rotation lock unit 46. That is, the linear movement lock part 48 has a pair of advance / retreat drive parts capable of advancing / retracting the advance / retreat part that can advance / retreat toward the side surface of the guide rail 54 by air pressure or hydraulic pressure (here, air pressure). And the linear movement lock part 48 is a position arrange
  • air is supplied to the advance / retreat rotation lock unit 46 and the linear movement lock unit 48 through one electromagnetic valve 101. That is, the advance / retreat rotation lock unit 46 and the linear movement lock unit 48 simultaneously perform locking and unlocking operations.
  • forward / backward rotation lock unit 46 and the linear movement lock unit 48 are connected to a control unit 90, which will be described later, so as to be able to receive a control signal. It is good to be configured to do so.
  • the balancer mechanism portion 60 is a portion that suppresses the screw tightening portion 30 supported by the moving mechanism portion 40 so as to be movable from being arbitrarily moved by gravity. That is, the balancer mechanism unit 60 is configured to be able to maintain the position of the screw tightening unit 30 supported by the moving mechanism unit 40 against gravity (see FIG. 6).
  • the balancer mechanism unit 60 includes a wire 62, a pair of pulleys 64, and an air cylinder 66 as a drive unit.
  • the balancer mechanism unit 60 includes a wire 62 fixed to an advance / retreat rotation unit 42 that substantially supports the screw tightening unit 30, and is pulled by a pair of pulleys 64 and pulled by an air cylinder 66. 42 is configured to maintain the current position.
  • the air cylinder 66 is fixed to the base portion 18 (here, the portion on the opposite side of the support shaft 41 with the through-hole portion interposed therebetween).
  • the air cylinder 66 includes a cylinder main body portion 67 fixed to the base portion 18, and an advancing / retreating rod 68 that is driven forward / backward by air pressure with respect to the cylinder main body portion 67.
  • the air cylinder 66 is disposed such that the forward / backward drive direction is along the radial direction with respect to the central axis of the support shaft 41 and the forward / backward rod 68 is directed toward the central axis.
  • wire 62 (stainless steel wire here) is fixed to the advance / retreat rotary part 42 (here, the moving main body part 44), and the other end is fixed to the advance / retreat rod 68 of the air cylinder 66. Yes. More specifically, the wire 62 is wired through the through hole portion of the base portion 18 and the inside of the support shaft 41. The wires 62 are hung on the pulleys 64 at a position above the support shaft 41 and a position below the support shaft 41 (below the through hole portion of the base portion 18).
  • One of the pair of pulleys 64 is rotatably supported on the upper end portion of the support shaft 41 and the other is supported on the base portion 18 below the support shaft 41 via a support piece or the like. Further, the pair of pulleys 64 is disposed so as to be rotatable around an axis (here, each axis is parallel) orthogonal to the central axis of the support shaft 41.
  • On one (upper) pulley 64 a wire 62 drawn upward from the support shaft 41 is hung so as to bend downward. Further, a wire 62 drawn downward from the support shaft 41 is hung on the other (lower) pulley 64 so as to bend in the forward / backward drive direction of the forward / backward rod 68 of the air cylinder 66. That is, the other end of the wire 62 is fixed to an advancing / retreating rod 68 that is driven to advance / retreat by the air cylinder 66, and the advancing / retreating rotating part 42 is suspended from one end facing downward.
  • the air cylinder 66 is biased in a direction for retracting and moving the advance / retreat rod 68. More specifically, in the air cylinder 66, the air pressure on the forward / backward rod 68 side of the cylinder body 67 is set larger than that on the opposite side.
  • the set pressure (hereinafter referred to as the first set pressure) of the air cylinder 66 is such that the forward / backward rotation portion 42 and the portion substantially supported by the forward / backward rotation portion 42 are prevented from moving downward in a state where no external force is applied (preferably It is set to a size that does not move up and down.
  • the parts that are substantially supported by the advance / retreat rotation part 42 include the linear movement guide part 52, the guide rail 54, the advance / retraction rotation lock part 46, the linear movement lock part 48, the screw tightening part support part 56, and the regulated part.
  • a support portion 57, an operation handle portion 58, and a regulated portion 72 of a positioning unit 70 described later are included.
  • the balancer mechanism 60 maintains the pressure on the forward / backward rod 68 side of the cylinder body 67 at the first set pressure even when the screw fastening portion 30 is moved up and down and the forward / backward rod 68 of the air cylinder 66 moves forward / backward. It is comprised so that. That is, the first regulator 102 capable of adjusting the air pressure is provided on the upstream side of the air supply path of the air cylinder 66.
  • the balancer mechanism unit 60 is configured to retreat the screw tightening unit 30 after being rotationally driven at the advanced position. More specifically, the balancer mechanism unit 60 is configured to move the air pressure of the air cylinder 66 up and down the advance / retreat rotary unit 42 and the portion substantially supported by the second set (greater than the first set pressure). The pressure can be adjusted. That is, on the upstream side of the air supply path of the air cylinder 66, a second regulator 103 capable of adjusting the air pressure is provided in parallel to the first regulator 102 (see FIG. 7).
  • the balancer mechanism 60 is configured such that the air pressure of the air cylinder 66 can be changed between a first set pressure by the first regulator 102 and a second set pressure by the second regulator 103. More specifically, the balancer mechanism 60 switches between the air supply through the first regulator 102 and the air supply through the second regulator 103 between the first regulator 102 and the second regulator 103 and the air cylinder 66.
  • a possible solenoid valve 104 is provided.
  • the balancer mechanism unit 60 (solenoid valve 104) is connected to a control unit 90, which will be described later, so as to be able to receive a control signal, and receives the control signal to maintain the position of the screw tightening unit 30 (advance / retreat rotation unit 42). And it is good to be comprised so that it may drive upward.
  • the positioning unit 70 is a portion for manually positioning the screw tightening position of the screw tightening portion 30 supported by the moving mechanism portion 40 so as to be movable.
  • the positioning unit 70 has a regulated portion 72 and a regulating portion 74 (see FIGS. 8 to 10).
  • the restricted portion 72 is a portion whose movement is restricted by the restricting portion 74.
  • the regulated portion 72 is fixed so as not to move relative to the screw tightening portion 30, and the screw tightening portion 30 moves as the screw tightening portion 30 supported by the moving mechanism portion 40 is moved. Move accordingly.
  • the regulated portion 72 is formed in a columnar shape (here, a columnar shape) that protrudes toward the advancing direction advance side (downward) of the screw tightening portion 30.
  • the regulated portion 72 is formed in such a shape that its diameter is reduced in the middle of the protruding direction, and the distal end side portion has a smaller diameter than the proximal end portion.
  • the to-be-regulated part 72 is formed in the taper shape in the front-end
  • the regulated portion 72 is supported by a plate-like support member fixed to each other end of the pair of guide rails 54.
  • the regulated portion 72 is provided so that the central axis is located on a straight line connecting the central axis (rotating axis) of the screw tightening portion 30 and the central axis of the support shaft 41 in plan view.
  • the regulating part 74 is a part that regulates the position of the regulated part 72.
  • the restricting portion 74 is disposed so as not to move relative to the support portion 20, and restricts the position of the restricted portion 72 that moves together with the screw tightening portion 30 that can move relative to the support portion 20.
  • the screw tightening portion 30 is positioned with respect to the screw fixing portion 13 of the first member 12 supported by the first member 12.
  • the restricting portion 74 includes a plurality of planar position restricting portions 76, a plurality of advance position restricting portions 82 corresponding thereto, and a restricting guide portion 79.
  • the planar position restricting portion 76 is a portion formed so as to be capable of restricting the position of the restricted portion 72 by contacting the restricted portion 72 in a direction (horizontal direction) along a plane orthogonal to the advancing / retreating direction of the screw fastening portion 30. .
  • the planar position restricting portion 76 is formed in a hole shape (here, a circular hole shape) that penetrates the screw tightening portion 30 in the advancing / retreating direction (vertical direction) and into which the tip side portion of the restricted portion 72 can be inserted. More specifically, the planar position restricting portion 76 is set to have a diameter that is the same as or larger than the diameter of the restricted portion 72 (here, slightly larger).
  • planar position restricting portion 76 is formed in a shape that gradually expands toward the retreat side (entrance side and upper side) end of the screw tightening portion.
  • the plurality of planar position restricting portions 76 are formed by punching a plate-like member.
  • the plate-like member on which the plurality of planar position restricting portions 76 are formed is supported by a base portion 75 that is erected on the base portion 18.
  • the plurality of planar position restricting portions 76 are respectively provided at positions corresponding to the plurality of screw fixing portions 13 in the first member 12 supported by the support portion 20.
  • the positions corresponding to the plurality of screw fixing portions 13 are each position on the central axis of the restricted portion 72 in a state where the rotation axis of the screw fastening portion 30 overlaps the central axis of each screw fixing portion 13 ( (See FIG. 8).
  • the plurality of planar position restricting portions 76 are straight lines passing through the central axis of the support shaft 41 with respect to the plurality of screw fixing portions 13 of the first member 12 supported by the support portion 20 in plan view. It is formed at a position above the predetermined distance. That is, the distance between the screw fixing portion 13 and the plane position restricting portion 76 corresponding thereto is the same as the distance between the rotation axis of the screw tightening portion 30 and the central axis of the restricted portion 72 in plan view (the allowable error range is Included).
  • the positional relationship between the plurality of planar position restricting portions 76 in plan view and the positional relationship between the plurality of screw fixing portions 13 are point-like similarities with respect to the central axis of the support shaft 41.
  • the regulating guide portion 79 is a portion that guides the regulated portion 72 to the area around the upper side of the plurality of planar position regulating portions 76 (see FIG. 9).
  • the restricting guide portion 79 is provided on the upper surface of the plate-like member on which the plurality of planar position restricting portions 76 are formed, and the plurality of planar position restricting portions 76 are formed in a groove shape existing at the bottom.
  • the restricting guide portion 79 is guided to a position above the plurality of planar position restricting portions 76 when the side wall portion abuts against the restricted portion 72 from the side.
  • the advancing position restricting portion 82 is a portion formed so as to be able to restrict the position by abutting against the tip end portion of the restricted portion 72 in the forward / backward direction (vertical direction) of the screw fastening portion 30.
  • the plurality of advance position restricting portions 82 are provided at positions immediately below the respective plane position restricting portions 76. That is, the advance position restricting portion 82 abuts on the tip end portion of the restricted portion 72 inserted into the planar position restricting portion 76 and restricts the downward movement of the restricted portion 72. More specifically, the advance position restricting portion 82 has a contact surface 83 facing upward.
  • the plurality of advance position restricting portions 82 are supported by the base portion 75.
  • the plurality of advance position restricting portions 82 are provided at height positions corresponding to the height positions of the plurality of screw fixing portions 13 in the first member 12 supported by the support portion 20.
  • the height of the advance position restricting portion 82 is such that the restricted portion 72 contacts the contact surface 83 in a state where the screw tightening portion 30 presses the second member 14 against the screw fixing portion 13 of the first member 12. It is good to be set.
  • the advanced position restricting portion 82 is a height at which the restricted portion 72 abuts in a state where the socket portion 32 of the screw tightening portion 30 is pushed into the main body portion 34 against the urging force of the urging portion (for example, 1 cm is pushed in).
  • a contact surface 83 is provided at this position.
  • the plurality of advance position restriction units 82 are each configured by a part of the plurality of detection units 80.
  • the plurality of detection units 80 are portions that detect that the restricted portion 72 is restricted from horizontal movement and vertical movement by the restriction portion 74 (see FIG. 10).
  • a stopper switch is employed as the detection unit 80.
  • the detection unit 80 is a switch that is disposed in a form in which the switch unit 84 protrudes from the contact surface 83 so as to protrude and retract. That is, the detection unit 80 detects that the position of the restricted portion 72 is restricted by the tip portion of the restricted portion 72 coming into contact with the contact surface 83 and the switch portion 84 being pushed. At this time, the regulated portion 72 that is in contact with the contact surface 83 of the detection unit 80 is restricted from moving downward.
  • the plurality of detection parts 80 are supported with respect to the base part 75 in a form in which the contact surface 83 faces upward and the tip side part protrudes from the base part 75.
  • a portion of the detection unit 80 that protrudes from the base 75 is the advance position restriction unit 82.
  • the plurality of detection units 80 are connected so as to transmit detection signals to the control unit 90 described later.
  • the control unit 90 is configured by a computer in which a CPU, a ROM, a RAM, an external storage device, and the like are interconnected via a bus line.
  • the ROM stores a basic program for starting up the computer, and the RAM is used as a work area when the CPU performs processing according to a predetermined procedure.
  • the external storage device is configured by a nonvolatile storage device such as a flash memory or a hard disk device.
  • the control unit 90 is connected to the support unit 20, the screw tightening unit 30, the advance / retreat rotation lock unit 46, the linear movement lock unit 48, and the balancer mechanism unit 60 so that a control signal can be output, and a plurality of detection units 80. Is connected to be able to receive a detection signal.
  • the external storage device stores an OS (operation system), an operation program, and the like. Then, the CPU as the main control unit operates each unit by executing the operation program.
  • OS operation system
  • operation program operation program
  • the screw tightening device 10 may include a screw tightening start switch 92 for starting the tightening of the second member 14 with respect to the screw fixing portion 13 by the screw tightening portion 30.
  • the screw tightening start switch 92 may be connected to the control unit 90 so that a screw tightening start signal can be output. When the operator presses the screw tightening start switch 92, a screw tightening start signal is input to the CPU of the control unit 90.
  • the screw fastening device 10 may include a support switch 94 that operates the support pressing portion 26 in order to align the first member 12 supported by the support portion 20.
  • the support switch 94 may be connected to the control unit 90 so that a support signal can be output. When the support switch 94 is pushed by the operator, a support signal is input to the CPU of the control unit 90.
  • the CPU of the control unit 90 outputs a control signal for advancing or retracting the advance / retreat rod to the support pressing unit 26.
  • the advancing / retreating rod of the supporting pressing portion 26 can be moved back and forth to align the position of the first member 12 in the supporting portion 20.
  • the forward / backward rotation lock portion 46 and the linear movement lock portion 48 (the electromagnetic valve 101). ) Output an operation signal (open / close signal).
  • the advance / retreat rotation lock unit 46 locks the up / down movement and rotation of the advance / revolution rotation unit 42
  • the linear movement lock unit 48 locks the horizontal movement of the guide rail 54.
  • the CPU outputs a control signal for rotating the socket portion 32 to the screw tightening portion 30.
  • the CPU operates on the balancer mechanism unit 60 (electromagnetic valve 104) after a predetermined time has elapsed from the start of rotational driving of the screw tightening unit 30 (otherwise, an output signal may be received from a sensor for detecting completion of screw tightening). A signal (supply switching signal) is output. As a result, air of the second set pressure is supplied to the air cylinder 66 through the second regulator 103. Then, after a lapse of a predetermined time from the output of the operation signal (may also receive an output signal from the sensor for detecting completion of other completion), an operation signal (supply switching signal) is sent to the balancer mechanism unit 60 (electromagnetic valve 104). Output. As a result, air having the first set pressure is supplied to the air cylinder 66 through the first regulator 102.
  • the operator sets the first member 12 with respect to the support portion 20.
  • the advancing / retracting rod of the support pressing portion 26 moves forward, and the first member 12 is moved to a position close to one side of the support portion 20. Arranged. At this time, the first member 12 may be sandwiched between the support pressing portion 26 and the support piece 22 in the pressing direction.
  • the operator sets the second member 14 with respect to the socket part 32 of the screw fastening part 30. More specifically, the head of the second member 14 is fitted into the fitting recess 33 of the socket part 32.
  • the operator holds the operation handle portion 58 and the screw tightening portion 30 above the screw fixing portion 13 of the first member 12 for screwing the second member 14 supported to the socket portion 32. Move. At this time, the operator inserts the screw tightening portion 30 into the planar position restricting portion 76 corresponding to the screw fixing portion 13 of the restricted portion 72. Thereby, the screw fastening part 30 is positioned in a horizontal direction. Further, the operator further moves the screw tightening portion 30 downward from the state where the restricted portion 72 is inserted into the planar position restricting portion 76 so that the restricted portion 72 is brought into contact with the contact surface 83 of the advance position restricting portion 82. Make contact. Thereby, the screw fastening part 30 is positioned in the height direction.
  • the switch portion 84 of the detection portion 80 is pushed.
  • air is supplied to the advance / retreat rotation lock unit 46 and the linear movement lock unit 48 by the electromagnetic valve 101, and the advance / retreat rotation lock unit 46 and the linear movement lock unit 48 perform a locking operation. That is, the advance / retreat rotation part 42 is fixed to the support shaft 41 so as not to move up and down and cannot rotate, and the guide rail 54 is fixed to the advance / retreat rotation lock part 46 so as not to move horizontally. Thereby, the screw fastening part 30 is maintained immovable.
  • the operator holds the operation handle portion 58, and the screw fastening portion 30 is located above the screw fixing portion 13 of the first member 12 for screwing the second member 14 supported to the socket portion 32. Move. Thereafter, similarly to the above, the restricted portion 72 is restricted by the restricting portion 74 to position the screw fastening portion 30, and the screw fastening operation is performed.
  • the screw tightening process for the other first member 12 may be performed by repeating the above steps.
  • the restricted portion 72 of the screw tightening portion 30 in a state in which the second member 14 is supported is restricted by any one of the plurality of planar position restricting portions 76.
  • the second member 14 By moving the second member 14 to the position where the restricted portion 72 of the plurality of screw fixing portions 13 of the first member 12 is restricted. It can arrange
  • the screw tightening position can be determined with a simpler configuration without using an automatic positioning device. This configuration contributes to a reduction in equipment costs for the screw fastening device 10.
  • the second member 14 is more accurately attached to the screw fixing portion 13 of the first member 12. It can be screwed together.
  • a guide rail 54, a screw tightening portion support portion 56, and a restricted portion support portion 57 which are supported so as to be rotatable around an axis along the advancing / retreating direction of the screw tightening portion 30 and movable in a direction perpendicular to the advancing / retreating direction, are provided. Since the screw tightening portion 30 and the restricted portion 72 are fixed to the connecting and moving portion including the screw, by restricting the position of the restricted portion 72 by the restricting portion 74 in the direction along the plane orthogonal to the advance / retreat direction, the screw The fastening part 30 can be positioned.
  • the regulated portion 72 is disposed so as not to move relative to the screw tightening portion 30 and is formed in a column shape protruding toward the advancing / retreating direction advance side (downward) of the screw tightening portion 30, the movement mechanism The structure which moves with the part 40 becomes lighter, and the positioning workability
  • the plurality of planar position restricting portions 76 are disposed so as not to move relative to the support portion 20 and are formed in a hole shape that allows the restricted portion 72 to be inserted through the advance / retreat direction, the advance / retreat direction
  • the position of the restricted portion 72 can be restricted in all directions along the plane perpendicular to the direction, and the screw tightening portion 30 can be positioned more accurately.
  • the tip of the regulated portion 72 is formed in a tapered shape, it is possible to improve the positioning workability of the screw tightening position.
  • planar position restricting portion 76 is formed in a shape that gradually expands toward the retracting end portion in the advancing / retreating direction of the screw tightening portion, it is possible to improve the positioning workability of the screw tightening position.
  • the restricting portion 74 includes a plurality of advance position restricting portions 82 that can abut the restricted portion 72 and restrict the position of the restricted portion 72 in the advancing and retreating direction of the screw tightening portion 30, a plurality of first members 12 are provided. Even when the height positions of the screw fixing portions 13 are different, the second member 14 can be screwed into the screw fixing portions 13 more accurately. Further, the height position of the screw tightening can be determined with a simpler configuration.
  • the positioning unit 70 includes the detection unit 80 that can detect that the position of the restricted portion 72 is restricted by the restriction portion 74, it can be confirmed that the screw tightening portion 30 has been positioned.
  • the moving mechanism unit 40 includes the advance / retreat rotation lock unit 46 and the linear movement lock unit 48 that can regulate the movement of the screw tightening unit 30, the position of the positioned screw tightening unit 30 can be maintained.
  • the balancer mechanism portion 60 that can maintain the position of the screw tightening portion 30 supported by the moving mechanism portion 40 against gravity is provided, the screw tightening portion 30 is prevented from moving due to its own weight, and the screw Positioning workability of the tightening position can be improved.
  • the balancer mechanism unit 60 is configured to retract the screw tightening unit 30 after being rotationally driven at the advanced position, the next screw tightening operation can be performed more efficiently.
  • the screw fixing portion 13 of the first member 12 is a portion having a female screw portion and the second member 14 is a bolt having a male screw portion
  • the first member may be provided with a screw fixing portion having a male screw portion such as a stud bolt
  • the second member may be a nut.
  • the regulated portion 72 is disposed so as not to move relative to the screw tightening portion 30 and the regulating portion 74 is disposed so as not to move relative to the support portion 20 has been described. It may be provided. That is, one of the restricted portion and the restricting portion may be disposed so as not to move relative to the screw tightening portion 30, and the other may be disposed so as not to move relative to the support portion 20.
  • the to-be-regulated part 72 and the some planar position control part 76 have demonstrated by the example which is a combination of a cylinder and a circular hole, it is a combination of an elliptic cylinder and an elliptic hole. Alternatively, a combination of a polygonal column and a polygonal hole can be employed.
  • the plurality of planar position restricting portions 76 are not limited to being formed in separate hole shapes, and may be formed by arc-shaped edges that are partially recessed on the outer peripheral side at the peripheral edge portion of one hole portion. Good.
  • the plurality of planar position restricting portions 76 may be formed in a bent groove shape, and a contact portion may be provided in each bent portion.
  • the regulated portion 72 may be formed in a hole shape, and the plurality of planar position regulating portions 76 may be formed in a column shape.
  • the advance position restricting portion 82 is provided. May be omitted.
  • the support portion 20 is not limited to the above-described configuration, and it is sufficient that the first member 12 can be supported in a posture in which the plurality of screw fixing portions 13 face upward.
  • the moving mechanism unit 40 may be configured to support the screw tightening unit 30 so as to be able to move forward and backward relative to the support unit 20 and to be movable along a plane orthogonal to the forward and backward direction. It is not limited to.
  • the moving mechanism unit may include three linear moving mechanisms and support the screw fastening unit 30 so as to be movable in three orthogonal directions.
  • the moving mechanism unit may be configured to move the support unit 20 with respect to the fixed screw fastening unit 30. In this case, one of the restricted portion and the restricting portion disposed so as not to move relative to the support portion 20 is moved together with the support portion 20 and arranged so as not to move relative to the screw fastening portion 30.
  • the other of the regulated portion and the regulating portion provided may be fixed to the base together with the screw fastening portion 30.
  • the balancer mechanism unit 60 is not limited to the above configuration, and may be configured to directly drive the advance / retreat rotary unit 42 by an air cylinder, for example.
  • the stopper switch is used as the detection unit 80 .
  • a sensor such as a limit switch, a photomicro sensor, or a proximity sensor may be provided by separately providing a contact surface for regulating the position of the regulated portion 72. May be adopted.

Abstract

 ネジ締め装置は、第1部材を支持する支持部と、第2部材を支持して第1部材のネジ固定部に対して螺合させるネジ締め部と、ネジ締め部を、支持部に対して相対的に、進退移動可能且つ進退方向に直交する平面に沿って移動可能に支持する移動機構部と、被規制部と、複数のネジ固定部に対応する位置に設けられて進退方向に直交する平面に沿った方向において被規制部に当接して該被規制部を位置規制可能な複数の平面位置規制部を含む規制部とを含む位置決めユニットとを備える。被規制部及び規制部のうちの一方はネジ締め部に対して相対移動不能に配設されると共に、他方は支持部に相対移動不能に配設される。

Description

ネジ締め装置
 本発明は、ワイヤーハーネスに用いられるネジのネジ締め技術に関する。
 ワイヤーハーネスにおけるリレーボックス、ヒュージブルリンクブロック等の配線ボックスにおいて、アース端子、ヒューズ等の部品がボルト、ナット等によりボックス本体に固定されることがある。このようなボルト、ナット等のネジ締めは、電動ネジ締め部を用いたネジ締め装置を用いて行われることがある。
 特許文献1には、ネジ締め装置が開示されている。このネジ締め装置は、電動モータを搭載した上下機構により回転駆動部を降下させて、ビットに嵌装されたボルト及びナットのうちの一方の部品を、載置台上に載置されるボルト及びナットのうちの他方の部品に押し付けた状態で、回転駆動部によりビットを回転させて一方の部品を他方の部品に螺合させるように構成されている。
 なお、特許文献2、3には、モータの回転駆動を伝達するフレキシブルシャフトにネジ締め部ツールを吊り下げて構成されたハンドタイプのネジ締め機が開示されている。
特開2008-194798号公報 特開2011-230235号公報 特開2011-230236号公報
 ところで、1つの配線ボックスに複数のネジ締め箇所がある場合、特許文献1のようなネジ締め装置において上下機構に加えて水平方向の移動機構が設けられることもある。また、複数のネジ締め箇所がある場合には、各ネジ締め箇所ごとに電動ネジ締め部を位置決めする要請がある。
 しかしながら、自動で位置決めを行うことが可能なX-Yステージ等の水平移動機構を採用すると、設備費が増加してしまう。
 そこで、本発明は、より簡易な構成でネジ締め位置を決定することを目的とする。
 第1の態様は、雄ネジ部及び雌ネジ部のうちの一方を有するネジ固定部が複数設けられた第1部材に対して、雄ネジ部及び雌ネジ部のうちの他方を有する第2部材を螺合させるネジ締め装置であって、前記第1部材を支持する支持部と、前記第2部材を支持して前記第1部材の前記ネジ固定部に対して螺合させることが可能なネジ締め部と、前記ネジ締め部を、前記支持部に対して相対的に、進退移動可能且つ進退方向に直交する平面に沿って移動可能に支持する移動機構部と、被規制部と、前記支持部に支持される前記第1部材における前記複数のネジ固定部に対応する位置に設けられて前記進退方向に直交する平面に沿った方向において前記被規制部に当接して前記被規制部を位置規制可能な複数の平面位置規制部を含む規制部と、を含む位置決めユニットと、を備え、前記被規制部及び前記規制部のうちの一方は前記ネジ締め部に対して相対移動不能に配設されると共に、他方は前記支持部に相対移動不能に配設される。
 第2の態様は、第1の態様に係るネジ締め装置であって、移動機構部は、前記ネジ締め部と前記被規制部及び前記規制部のうちの一方とが固定され、前記ネジ締め部の進退方向に沿った軸周りに回転可能且つ前記進退方向に直交する方向に移動可能に支持された連結移動部を含む。
 第3の態様は、第1又は第2の態様に係るネジ締め装置であって、前記被規制部は、前記ネジ締め部に対して相対移動不能に配設され、前記ネジ締め部の進退方向進出側に向けて突出する柱状に形成され、前記複数の平面位置規制部は、前記支持部に対して相対移動不能に配設され、前記進退方向に貫通して前記被規制部を挿入可能な孔形状に形成されている。
 第4の態様は、第3の態様に係るネジ締め装置であって、前記被規制部は、先端部がテーパー形状に形成されている。
 第5の態様は、第3又は第4の態様に係るネジ締め装置であって、前記平面位置規制部は、前記ネジ締め部の前記進退方向退避側端部に向けて徐々に拡がる形状に形成されている。
 第6の態様は、第1から第5のいずれか一態様に係るネジ締め装置であって、前記規制部は、前記ネジ締め部の進退方向において、前記被規制部に当接して前記被規制部を位置規制可能な複数の進出位置規制部を含む。
 第7の態様は、第1から第6のいずれか一態様に係るネジ締め装置であって、前記位置決めユニットは、前記被規制部が前記規制部により位置規制されたことを検知可能な検知部を含む。
 第8の態様は、第1から第7のいずれか一態様に係るネジ締め装置であって、前記移動機構部は、前記ネジ締め部の移動を規制可能なロック機構部を含む。
 第9の態様は、第1から第8のいずれか一態様に係るネジ締め装置であって、前記移動機構部に支持された前記ネジ締め部の位置を重力に抗して維持可能なバランサ機構部をさらに備える。
 第10の態様は、第1から第9のいずれか一態様に係るネジ締め装置であって、前記バランサ機構部は、前記ネジ締め部を、進出移動した位置における回転駆動後に退避移動させるように構成されている。
 第1の態様に係るネジ締め装置によると、第2部材を支持した状態のネジ締め部を、被規制部が複数の平面位置規制部のうちのいずれか1つに位置規制される位置に相対移動させることにより、第2部材を、第1部材の複数のネジ固定部のうちの被規制部を位置規制している1つの平面位置規制部に対応した1つに対応する位置に配置することができる。このように、自動の位置決め装置を用いずに、より簡易な構成でネジ締め位置を決定することができる。
 第2の態様に係るネジ締め装置によると、ネジ締め部の進退方向に沿った軸周りに回転可能且つ進退方向に直交する方向に移動可能に支持されている連結移動部に、ネジ締め部と被規制部及び規制部のうちの一方とが固定されているため、進退方向に直交する平面に沿った方向において規制部により被規制部を位置規制することにより、ネジ締め部を位置決めすることができる。
 第3の態様に係るネジ締め装置によると、被規制部が、ネジ締め部に対して相対移動不能に配設され、ネジ締め部の進退方向進出側に向けて突出する柱状に形成されているため、移動機構部により移動する構成がより軽量になり、ネジ締め位置の位置決め作業性を向上させることができる。また、複数の平面位置規制部が、支持部に対して相対移動不能に配設され、進退方向に貫通して被規制部を挿入可能な孔形状に形成されているため、進退方向に直交する平面に沿った方向全方向において被規制部を位置規制でき、より正確にネジ締め部の位置決めをすることができる。
 第4の態様に係るネジ締め装置によると、被規制部は、先端部がテーパー形状に形成されているため、ネジ締め位置の位置決め作業性を向上させることができる。
 第5の態様に係るネジ締め装置によると、平面位置規制部が、前記ネジ締め部の進退方向退避側端部に向けて徐々に拡がる形状に形成されているため、ネジ締め位置の位置決め作業性を向上させることができる。
 第6の態様に係るネジ締め装置によると、規制部が、ネジ締め部の進退方向において、被規制部に当接して被規制部を位置規制可能な複数の進出位置規制部を含むため、第1部材の複数のネジ固定部の高さ位置が異なる場合でも、より正確に第2部材をネジ固定部に螺合させることができる。また、より簡易な構成でネジ締めの高さ位置を決定することができる。
 第7の態様に係るネジ締め装置によると、位置決めユニットは、被規制部が規制部により位置規制されたことを検知可能な検知部を含むため、ネジ締め部が位置決めされたことを確認することができる。
 第8の態様に係るネジ締め装置によると、移動機構部がネジ締め部の移動を規制可能なロック機構部を含むため、位置決めされたネジ締め部の位置を維持することができる。
 第9の態様に係るネジ締め装置によると、移動機構部に支持されたネジ締め部の位置を重力に抗して維持可能なバランサ機構部を備えるため、ネジ締め部が自重によって移動してしまうことを抑制し、ネジ締め位置の位置決め作業性を向上させることができる。
 第10の態様に係るネジ締め装置によると、バランサ機構部は、ネジ締め部を、進出移動した位置における回転駆動後に退避移動させるように構成されているため、次のネジ締め作業をより効率良く行うことができる。
ネジ締め装置の側面図である。 ネジ締め装置の平面図である。 第1部材が第2部材に対して固定対象部材を固定した状態を示す図である。 支持部の平面図である。 支持部の側面図である。 バランサ機構部を示すネジ締め装置の正面図である。 空圧回路を示す図である。 ネジ固定部と位置決めユニットとの関係を示す平面図である。 図8のA矢視図である。 位置決めユニットの側面図である。
 以下、実施形態に係るネジ締め装置10について説明する(図1、図2参照)。ワイヤーハーネスに用いられる雄ネジ部を有する部材と雌ネジ部を有する部材とを螺合させる装置である。より具体的には、ネジ締め装置10は、雄ネジ部及び雌ネジ部のうちの一方を有するネジ固定部13が複数設けられた第1部材12に対して、雄ネジ部及び雌ネジ部のうちの他方を有する第2部材14を螺合可能に構成されている。
 <ネジ締め対象部材>
 説明の便宜上、まず、ネジ締め装置10のネジ締め対象部材について説明しておく。ネジ締め対象部材は、ワイヤーハーネスに組み込まれるリレーボックス、ヒュージブルリンクブロック等の配線ボックスである。すなわち、ネジ締め装置10は、配線ボックスにおいてボックス本体部に配設される端子(アース端子等)、ボルト固定タイプのヒューズ等の固定対象部材15を、ボックス本体部に設けられたネジ固定部に対してボルト、ナット等を締め付けることにより固定する。
 ここでは、第1部材12は、配線ボックスのボックス本体部或いはボックス本体部の一部である。そして、第1部材12には、雌ネジ部を有する複数のネジ固定部13が設けられている。また、第2部材14は、ボルト(以下、六角ボルトの例で説明する)であり、第1部材12のネジ固定部13に対して螺合可能に形成されている。また、一般的に、固定対象部材15には、第2部材14の雄ネジ部を挿通可能な貫通孔部或いは一側方に連通して内側に雄ネジ部を配設可能な凹部が形成されている。
 そして、第2部材14は、雄ネジ部を貫通孔部に挿通して固定対象部材15を挟む形態で、複数のネジ固定部13のうちの1つに螺合されることにより、固定対象部材15を第1部材12に固定する(図3参照)。
 <ネジ締め装置の全体構成>
 ネジ締め装置10は、支持部20と、ネジ締め部30と、移動機構部40と、バランサ機構部60と、位置決めユニット70と、制御部90とを備えている。概略的には、ネジ締め装置10は、支持部20により第1部材12を支持すると共に、移動機構部40により移動可能に支持されたネジ締め部30により第2部材14を支持し、第2部材14が第1部材12の複数のネジ固定部13のうちの1つに対向する位置にネジ締め部30が移動されると、第1部材12をネジ固定部13に螺合させるように構成されている。また、ネジ締め装置10は、位置決めユニット70を利用して、ネジ締め部30を、第2部材14が1つのネジ固定部13に対向する位置に位置決め可能に構成されている。なお、ネジ締め装置10において、ネジ締め部30の移動及び位置決め作業は作業者によって手動で行われる。
 以下の説明において、ネジ締め装置10は、上記各部が複数の金属フレームを組む等して構成された基台部18上に配設されて構成されているものとする。また、ネジ締め装置10について、鉛直方向にネジ締めを行う例で説明するが、ネジ締め装置10の使用姿勢はこれに限定されるものではない。
 <支持部>
 支持部20は、第1部材12を支持する部分である(図4、図5参照)。この支持部20は、複数の支持片22と、支持用押圧部26とを有している。
 複数の支持片22は、それぞれ第1部材12の外周縁部を載置可能に形成されている。この複数の支持片22は、支持対象である第1部材12を囲む形態でそれぞれ基台部18上に立設されている。より具体的には、複数の支持片22は、第1部材12の外周縁部を四方の各部で支持するように配設されている。
 支持片22は、上方を向く載置面23と、先端側に設けられて第1部材12の側端部に接触可能な突起部24とを有している。すなわち、複数の支持片22の各突起部24の内側に第1部材12を配設することにより、該第1部材12が各載置面23上に載置される。また、突起部24は、先端側部分において、先端に向かうにつれて徐々に内側から外側に向かう曲面を有する形状に形成されている。これにより、第1部材12を、複数の支持片22の各突起部24の内側に配設しやすい。載置面23は、突起部24の内側に設けられ、水平方向に沿った面状に形成されている。
 支持用押圧部26は、複数の支持片22上に支持された第1部材12を、一方側に押圧して支持位置を揃えるための部分である。より具体的には、支持用押圧部26は、少なくとも1つの支持片22(の突起部24)に対して第1部材12を押し付ける向きに該第1部材12を押圧するように配設されている。ここでは、支持用押圧部26として、進退ロッドを進退操作可能なエアシリンダを採用している。また、この支持用押圧部26は、支持用部材等を介して基台部18上に支持されている。
 また、支持用押圧部26は、後述する制御部90に対して制御信号を受信可能に接続され、該制御信号を受けて動作するように構成されているとよい。
 <ネジ締め部>
 ネジ締め部30は、第2部材14を第1部材12のネジ固定部13に対して螺合させる部分である。このネジ締め部30は、ソケット部32と、本体部34とを有している(図1参照)。以下、ネジ締め部30(ネジ締め装置10についても同様)について、第2部材14をネジ固定部13に対して螺合させる際に、第2部材14がネジ固定部13に向けて進む方向(螺合時の第2部材14の中心軸に沿った方向)を進退方向と称して説明する。
 ソケット部32は、第2部材14を支持する部分である。このソケット部32は、第2部材14を、雄ネジ部が下を向く姿勢で支持する。より具体的には、ソケット部32は、先端部に、第2部材14の頭部(ボルトの頭部)を嵌め込み可能な嵌込凹部33を有する棒状に形成されている。この嵌込凹部33は、第2部材14の頭部の外部形状に沿った形状に形成されている。より具体的には、嵌込凹部33は、第2部材14の頭部の外部形状と同じかそれより僅かに大きい内部空間を有する大きさに形成されている。すなわち、嵌込凹部33は、第2部材14の頭部が嵌め込まれた状態で、第2部材14の中心軸周りに相対回転不能(僅かに遊びがあってもよい)に形成されている。なお、ソケット部32は、頭部が嵌め込まれることにより第2部材14を支持してもよいし、第2部材14を支持可能な程度に強力な磁石が設けられ、その磁力により支持してもよい。
 本体部34は、ソケット部32を中心軸周り(支持した第2部材14の中心軸周り)に回転駆動する部分である。この本体部34は、柱状(ここでは円柱状)のケーシングの内部にモータ及びギア等(図示省略)が配設されて構成されている。また、本体部34は、先端部において、ソケット部32を、回転駆動可能且つ進退移動可能に支持している。さらに本体部34は、進退移動可能に支持したソケット部32を、進出側に向けて付勢する付勢部(図示省略)を有している。すなわち、本体部34は、ソケット部32に支持された第2部材14を付勢部の付勢力により第1部材12のネジ固定部13に押し当てつつ、ソケット部32を回転駆動可能に構成されている。なお、ネジ締め動作中に、徐々に第1部分12がネジ固定部13に螺合されるため、ソケット部32は、回転駆動されつつ付勢部の付勢力により徐々に進出移動する。
 このネジ締め部30は、後述する制御部90に対して制御信号を受信可能に接続され、該制御信号を受けて、所定のトルク及び回転数で動作するように構成されているとよい。
 <移動機構部>
 移動機構部40は、ネジ締め部30を、支持部20に対して相対的に、進退移動可能且つ進退方向に直交する平面に沿って移動可能に支持する部分である(図1、図2参照)。ここで、進退移動とは、ネジ締め部30の回転軸に沿った方向における移動を言う。ここでは、進退方向は鉛直方向に沿った方向であり、進退方向に沿ったネジ締め部30の回転軸が鉛直方向に沿って配置されているものとする。また、進退方向に直交する平面に沿った方向が水平方向である。もっとも、これらの方向は、ネジ締め装置10の使用姿勢を限定するものではない。すなわち、ネジ締め装置10は、移動機構部40がネジ締め部30の回転軸を鉛直方向に対して交差させる姿勢で移動可能に支持するように配設されていてもよい。
 移動機構部40は、支持シャフト41と、進退回転部42と、直線移動ガイド部52と、ガイドレール54と、ネジ締め部支持部56と、被規制部支持部57と、操作取手部58とを有している。ここで、ガイドレール54、ネジ締め部支持部56及び被規制部支持部57は、連結移動部を構成する部分である。この連結移動部は、ネジ締め部30と被規制部支持部57とが固定され、ネジ締め部30の進退方向に移動可能且つ進退方向に沿った軸周りに回転可能且つ進退方向に直交する方向に移動可能に支持されている。すなわち、連結移動部は、ネジ締め部30と被規制部72とを、相対移動不能に連結支持する部分である。
 支持シャフト41は、円筒状に形成され、鉛直方向に沿う姿勢で基台部18上に立設されている。この支持シャフト41は、基台部18に形成された貫通孔と内部空間とを連通させる位置で基台部18に固定されている。支持シャフト41には、後述するバランサ機構部60のワイヤ62が基台部18の貫通孔を通じて挿通される。
 進退回転部42は、支持シャフト41に対して昇降移動可能且つ回転可能に支持される部分である。より具体的には、進退回転部42は、支持シャフト41に嵌合されたすべり軸受43に対して移動本体部44が固定されて構成されている。ここでは、移動本体部44は、板状に形成され、鉛直方向に沿う姿勢で一対のすべり軸受43に固定されている。
 直線移動ガイド部52は、ガイドレール54を直線状に案内する部分である。この直線移動ガイド部52は、進退回転部42の移動本体部44に対して固定されている。
 ガイドレール54は、直線状に延びる長尺棒状に形成されている。一方、直線移動ガイド部52は、ガイドレール54の長手方向が水平方向に沿う姿勢で、該ガイドレール54を移動可能に支持するように形成されている。ここでは、ガイドレール54は、長尺方向に直交する断面視において略矩形状に形成されると共に、対向する2つの側面に長手方向に沿って形成された溝部を有する。これに対して、直線移動ガイド部52は、ガイドレール54の一側面寄りの部分を配設可能な凹形状に形成され、対向する内壁部から突出してガイドレール54の各溝部に嵌合する一対の突条部を有する。
 また、ここでは、ガイドレール54は一対設けられている。一方、直線移動ガイド部52は、1つのガイドレール54につき2つ(全4つ)設けられている。そして、2組の直線移動ガイド部52は、一対のガイドレール54を上下に間隔をあけて並べる形態で支持するように、移動本体部44の一面側に固定されている。
 ネジ締め部支持部56は、ネジ締め部30を支持する部分である。より具体的には、ネジ締め部支持部56は、ネジ締め部30を、中心軸が支持シャフト41の中心軸(鉛直方向)に沿う姿勢で支持する。ここでは、ネジ締め部支持部56は、一対のガイドレール54の各一端部に対して移動本体部44と平行な姿勢で固定された第1の板状部分と、これに対して直交する姿勢で固定されると共にネジ締め部30が固定される第2の板状部分とを有している。ネジ締め部支持部56に対するネジ締め部30の固定は、本体部34をネジ止め等することにより行われるとよい。
 被規制部支持部57は、後述する被規制部72を支持する部分である。より具体的には、被規制部支持部57は、被規制部72を、中心軸が支持シャフト41の中心軸に沿う姿勢で支持する。ここでは、被規制部支持部57は、一対のガイドレール54の各他端部に対して、移動本体部44と平行な姿勢で固定された第1の板状部分と、これに対して直交する姿勢で固定されると共にネジ締め部30が固定される第2の板状部分とを有している。被規制部支持部57に対する被規制部72の固定は、被規制部72の基端部をネジ止め等することにより行われるとよい。
 操作取手部58は、ネジ締め部30を移動させる際に操作する部分である。この操作取手部58は、ネジ締め部支持部56に固定されている。ここでは、操作取手部58は、略D字形状に形成されている。もっとも、操作取手部58は、作業者が握ってネジ締め部30を移動させることが可能であればよく、直線棒状、L字形状等の種々の形状を採用することができる。
 また、移動機構部40は、ネジ締め部30の移動を規制可能なロック機構部を備えている。ロック機構部は、進退回転ロック部46と、直線移動ロック部48とを含む(図1、図2参照)。
 進退回転ロック部46は、進退回転部42の支持シャフト41に対する昇降移動及び回転を規制する部分である。この進退回転ロック部46は、進退回転部42の移動本体部44に固定され、支持シャフト41を挟み込むことにより進退回転部42を支持シャフト41に対して進退移動及び回転不能にロック可能に構成されている。
 進退回転ロック部46は、支持シャフト41の外周面に向けて進退可能な進退部を、空気圧又は油圧等(ここでは空気圧)により進出付勢可能に形成された一対の進退駆動部を有している。そして、進退回転ロック部46は、一対の進退駆動部が支持シャフト41を挟んだ両側に配設される位置で移動本体部44に固定されている。すなわち、両進退部が進出移動されることにより支持シャフト41を挟み込む形態で外周面に押し付けられ、進退回転部42が支持シャフト41に対して昇降移動及び回転不能にロックされる。
 直線移動ロック部48は、ガイドレール54の直線移動ガイド部52(進退回転部42)に対する水平移動を規制する部分である。この直線移動ロック部48は、進退回転部42の移動本体部44に固定され、ガイドレール54を挟み込むことによりガイドレール54を進退回転部42に対して水平移動不能にロック可能に構成されている。
 この直線移動ロック部48も、進退回転ロック部46と同様の構成を採用することができる。すなわち、直線移動ロック部48は、ガイドレール54の側面に向けて進退可能な進退部を空気圧又は油圧等(ここでは空気圧)により進出付勢可能な一対の進退駆動部を有している。そして、直線移動ロック部48は、一対の身体駆動部がガイドレール54の対向する一対の側面を(ここでは溝部が設けられた側面同士を結ぶ方向に)挟んだ両側に配設される位置で移動本体部44に固定されている。そして、両進退部分が進出移動されることにより、ガイドレール54を挟み込む形態で各側面に押し付けられ、ガイドレール54が進退回転部42に対して移動不能にロックされる。
 ここでは、進退回転ロック部46及び直線移動ロック部48は、1つの電磁弁101を通じて空気が供給されている。すなわち、進退回転ロック部46及び直線移動ロック部48は、同時にロック及びロック解除動作をする。
 また、進退回転ロック部46及び直線移動ロック部48(電磁弁101)は、後述する制御部90に対して制御信号を受信可能に接続され、該制御信号を受けて、ロック及びロック解除動作をするように構成されているとよい。
 <バランサ機構部>
 バランサ機構部60は、移動機構部40に移動可能に支持されたネジ締め部30が重力によって勝手に移動してしまうことを抑制する部分である。すなわち、バランサ機構部60は、移動機構部40に支持されたネジ締め部30の位置を重力に抗して維持可能に構成されている(図6参照)。このバランサ機構部60は、ワイヤ62と、一対のプーリー64と、駆動部としてのエアシリンダ66とを含んでいる。概略的には、バランサ機構部60は、ネジ締め部30を実質的に支持する進退回転部42に固定されたワイヤ62を一対のプーリー64に掛けてエアシリンダ66により引っ張ることにより、進退回転部42を現状の位置に維持するように構成されている。
 エアシリンダ66は、基台部18(ここでは貫通孔部を挟んだ支持シャフト41の反対側の部位)に対して固定されている。ここでは、エアシリンダ66は、基台部18に固定されるシリンダ本体部67と、シリンダ本体部67に対して空気圧によって進退駆動される進退ロッド68とを有する。また、エアシリンダ66は、進退駆動方向が支持シャフト41の中心軸に対する放射方向に沿って、進退ロッド68が前記中心軸に向かう姿勢で配設されている。
 ワイヤ62(ここではステンレス製のワイヤ)は、一端部が進退回転部42(ここでは移動本体部44)に対して固定されると共に、他端部がエアシリンダ66の進退ロッド68に固定されている。より具体的には、ワイヤ62は、基台部18の貫通孔部及び支持シャフト41の内側を通じて配線されている。また、ワイヤ62は、支持シャフト41の上方の位置と、支持シャフト41の下方(基台部18の貫通孔部の下方)の位置とで、それぞれプーリー64に掛けられている。
 一対のプーリー64のうちの一方は支持シャフト41の上端部に対して、他方は支持シャフト41の下方で基台部18に対して、支持片等を介して回転可能に支持されている。また、一対のプーリー64は、支持シャフト41の中心軸に直交する軸(ここでは各軸同士は平行)周りに回転可能に配設されている。一方(上側)のプーリー64には、支持シャフト41から上方に引き出されるワイヤ62が、下方に向けて曲がるように掛けられている。また、他方(下側)のプーリー64には、支持シャフト41から下方に引き出されるワイヤ62が、エアシリンダ66の進退ロッド68の進退駆動方向に向けて曲がるように掛けられている。すなわち、ワイヤ62は、他端部がエアシリンダ66の進退駆動される進退ロッド68に固定され、下方を向く一端部に進退回転部42が吊り下げられている。
 エアシリンダ66は、進退ロッド68を退避移動させる向きに付勢している。より具体的には、エアシリンダ66は、シリンダ本体部67の進退ロッド68側の空気圧が反対側より大きく設定されている。また、エアシリンダ66の設定圧力(以下、第1設定圧力)は、進退回転部42及びこれにより実質的に支持される部分が、外力が加えられない状態で下降移動が抑制される(好ましくは昇降移動しない)大きさに設定されている。ここで、進退回転部42により実質的に支持される部分とは、直線移動ガイド部52、ガイドレール54、進退回転ロック部46、直線移動ロック部48、ネジ締め部支持部56、被規制部支持部57、操作取手部58及び後述する位置決めユニット70の被規制部72を含む。
 また、バランサ機構部60は、ネジ締め部30が昇降移動操作されてエアシリンダ66の進退ロッド68が進退移動してもシリンダ本体部67の進退ロッド68側の圧力を第1設定圧力に維持されるように構成されている。すなわち、エアシリンダ66の空気供給路の上流側には、空気圧を調整可能な第1レギュレータ102が設けられている。
 また、バランサ機構部60は、ネジ締め部30を、進出移動した位置における回転駆動後に、退避移動させるように構成されている。より具体的には、バランサ機構部60は、エアシリンダ66の空気圧を、進退回転部42及びこれに実質的に支持されている部分を上昇移動可能な(第1設定圧力より大きい)第2設定圧力に調整可能に構成されている。すなわち、エアシリンダ66の空気供給路の上流側には、空気圧を調整可能な第2レギュレータ103が、第1レギュレータ102に対して並列状に設けられている(図7参照)。
 また、バランサ機構部60は、エアシリンダ66の空気圧を、第1レギュレータ102による第1設定圧力と、第2レギュレータ103による第2設定圧力とで変更可能に構成されている。より具体的には、バランサ機構部60は、第1レギュレータ102及び第2レギュレータ103とエアシリンダ66との間に、第1レギュレータ102を通じた空気供給と第2レギュレータ103を通じた空気供給とを切り替え可能な電磁弁104を有している。
 また、バランサ機構部60(電磁弁104)は、後述する制御部90に対して制御信号を受信可能に接続され、該制御信号を受けて、ネジ締め部30(進退回転部42)の位置維持及び上昇駆動させるように構成されているとよい。
 <位置決めユニット>
 位置決めユニット70は、移動機構部40に移動可能に支持されたネジ締め部30のネジ締め位置の位置決めを手動で行うための部分である。この位置決めユニット70は、被規制部72と、規制部74とを有している(図8~図10参照)。
 被規制部72は、規制部74により移動規制される部分である。この被規制部72は、ネジ締め部30に対して相対移動不能に固定され、移動機構部40に支持されたネジ締め部30が移動操作されるのに伴って、ネジ締め部30の移動に対応して移動する。より具体的には、被規制部72は、ネジ締め部30の進出方向進出側(下方)に向けて突出する柱状(ここでは円柱状)に形成されている。ここでは、被規制部72は、突出方向途中で縮径して、基端側部分より先端側部分が小径となる形状に形成されている。また、被規制部72は、先端部がテーパー形状に形成されている。
 被規制部72は、一対のガイドレール54の各他端部に固定された板状の支持部材に対して支持されている。ここでは、被規制部72は、平面視において、中心軸がネジ締め部30の中心軸(回転軸)と支持シャフト41の中心軸とを結ぶ直線上に位置するように設けられている。
 規制部74は、被規制部72を位置規制する部分である。この規制部74は、支持部20に対して相対移動不能に配設され、支持部20に対して相対移動可能なネジ締め部30と共に移動する被規制部72を位置規制して、支持部20に支持される第1部材12のネジ固定部13に対してネジ締め部30を位置決めする。規制部74は、複数の平面位置規制部76と、これに対応した複数の進出位置規制部82と、規制用ガイド部79とを有している。
 平面位置規制部76は、ネジ締め部30の進退方向に直交する平面に沿った方向(水平方向)において被規制部72に当接して被規制部72を位置規制可能に形成された部分である。この平面位置規制部76は、ネジ締め部30の進退方向(上下方向)に貫通して被規制部72の先端側部分を挿入可能な孔状(ここでは円形孔状)に形成されている。より具体的には、平面位置規制部76は、被規制部72の直径と同じかそれより大きい(ここでは僅かに大きい)直径に設定されている。また、平面位置規制部76は、ネジ締め部の退避側(入口側且つ上側)端部に向けて徐々に拡がる形状に形成されている。この複数の平面位置規制部76は、板状部材に孔開けすることにより形成される。また、複数の平面位置規制部76が形成された板状部材は、基台部18上に立設された基部75により支持されている。
 複数の平面位置規制部76は、それぞれ、支持部20に支持された第1部材12における複数のネジ固定部13に対応する位置に設けられている。ここで、複数のネジ固定部13に対応する位置とは、ネジ締め部30の回転軸が各ネジ固定部13の中心軸に重なる状態における被規制部72の中心軸上の各位置である(図8参照)。
 ここでは、複数の平面位置規制部76は、それぞれ、平面視において、支持部20に支持される第1部材12の複数のネジ固定部13に対して、支持シャフト41の中心軸を通った直線上の所定の距離離れた位置に形成されている。すなわち、ネジ固定部13とこれに対応する平面位置規制部76との間隔は、平面視において、ネジ締め部30の回転軸と被規制部72の中心軸との間隔と同じ(許容誤差範囲を含む)に設定されている。そして、平面視における複数の平面位置規制部76の位置関係と複数のネジ固定部13の位置関係とは、支持シャフト41の中心軸に対する点対象の相似形となる。
 規制用ガイド部79は、被規制部72を、複数の平面位置規制部76の上方周辺の領域に案内する部分である(図9参照)。この規制用ガイド部79は、複数の平面位置規制部76が形成された板状部材の上面に設けられ、複数の平面位置規制部76が底部に存在する溝状に形成されている。規制用ガイド部79は、側壁部が被規制部72に対して側方から当接することにより、複数の平面位置規制部76の上方の位置にガイドする。
 進出位置規制部82は、ネジ締め部30の進退方向(上下方向)において、被規制部72の先端部に当接して位置規制可能に形成された部分である。複数の進出位置規制部82は、各平面位置規制部76の直下の位置に設けられている。すなわち、進出位置規制部82は、平面位置規制部76に挿入された被規制部72の先端部に当接して、被規制部72の下方への移動を規制する。より具体的には、進出位置規制部82は、上方を向く当接面83を有している。
 ここでは、複数の進出位置規制部82は、基部75に支持されている。複数の進出位置規制部82は、支持部20に支持された第1部材12における複数のネジ固定部13の高さ位置に対応する高さ位置に設けられている。進出位置規制部82の高さは、ネジ締め部30が第2部材14を第1部材12のネジ固定部13に対して押し付けた状態で、被規制部72が当接面83に当接する高さに設定されているとよい。ここでは、進出位置規制部82は、ネジ締め部30のソケット部32が付勢部の付勢力に逆らって本体部34に押し込められる(例えば1cm押し込められる)状態で被規制部72が当接する高さ位置に当接面83を有している。
 また、ここでは、複数の進出位置規制部82は、それぞれ、複数の検知部80の一部分により構成されている。
 <検知部>
 複数の検知部80は、被規制部72が規制部74によって水平移動及び上下移動規制されたことを検知する部分である(図10参照)。ここでは、検知部80として、ストッパスイッチを採用している。より具体的には、検知部80は、スイッチ部84が当接面83に対して出没可能に突出する形態で配設されたスイッチである。すなわち、検知部80は、被規制部72の先端部が当接面83に当接してスイッチ部84が押し込まれることにより、被規制部72が位置規制されたことを検知する。この際、検知部80の当接面83に当接した被規制部72は、下方への移動を規制される。
 複数の検知部80は、当接面83を上方に向け、先端側部分を基部75から突出させる形態で、基部75に対して支持されている。そして、検知部80のうちの基部75から突出した部分が進出位置規制部82である。
 複数の検知部80は、後述する制御部90に対して検知信号を送信可能に接続されている。
 <制御部>
 制御部90は、CPU、ROM、RAM、外部記憶装置等がバスラインを介して相互接続されたコンピュータによって構成されている。ROMは本コンピュータを起動させるための基本プログラム等を格納しており、RAMはCPUが所定の手順に従った処理を行う際の作業領域として供される。外部記憶装置は、フラッシュメモリ或はハードディスク装置等の不揮発性の記憶装置によって構成されている。この制御部90は、支持部20、ネジ締め部30、進退回転ロック部46、直線移動ロック部48、バランサ機構部60に対して制御信号を出力可能に接続されると共に、複数の検知部80に対して検知信号を受信可能に接続されている。
 外部記憶装置には、OS(オペレーションシステム)、動作プログラム等が格納されている。そして、主制御部としてのCPUが動作プログラムを実行することにより、各部を動作させる。
 また、ネジ締め装置10は、ネジ締め部30による第2部材14のネジ固定部13に対する締め付けを開始するためのネジ締め開始スイッチ92を備えているとよい。このネジ締め開始スイッチ92は、制御部90に対してネジ締め開始信号を出力可能に接続されているとよい。そして、作業者がネジ締め開始スイッチ92を押すことにより、制御部90のCPUにネジ締め開始信号が入力されるように構成されている。
 また、ネジ締め装置10は、支持部20に支持される第1部材12を位置揃えするために支持用押圧部26を動作させる支持スイッチ94を備えているとよい。この支持スイッチ94は、制御部90に対して支持信号を出力可能に接続されているとよい。そして、作業者によって支持スイッチ94が押されることにより、制御部90のCPUに支持信号が入力されるように構成されている。
 そして、制御部90のCPUは、作業者によって支持スイッチ94が押されることにより出力された支持信号が入力されると、進退ロッドを進出又は退避させる制御信号を支持用押圧部26に出力する。これにより、支持用押圧部26の進退ロッドを進退移動させて支持部20において第1部材12の位置を揃えることができる。
 また、CPUは、被規制部72によって複数の検知部80のスイッチ部84が押されることにより出力された検知信号が入力されると、進退回転ロック部46及び直線移動ロック部48(電磁弁101)に対して動作信号(開閉信号)を出力する。これにより、進退回転ロック部46によって進退回転部42の昇降移動及び回転がロックされると共に直線移動ロック部48によってガイドレール54の水平移動がロックされる。
 また、CPUは、作業者によってネジ締め開始スイッチ92が押されることにより出力されたネジ締め開始信号が入力されると、ソケット部32を回転駆動する制御信号をネジ締め部30に出力する。
 また、CPUは、ネジ締め部30の回転駆動開始から所定時間経過(その他ネジ締め完了検知用のセンサからの出力信号の受信でもよい)後に、バランサ機構部60(電磁弁104)に対して動作信号(供給切替信号)を出力する。これにより、エアシリンダ66に対して第2レギュレータ103を通じて第2設定圧力の空気が供給される。そして、前記動作信号の出力から所定時間経過(その他上昇完了検知用のセンサからの出力信号の受信でもよい)後に、バランサ機構部60(電磁弁104)に対して動作信号(供給切替信号)を出力する。これにより、エアシリンダ66に対して第1レギュレータ102を通じて第1設定圧力の空気が供給される。
 <動作>
 次に、ネジ締め装置10の動作について説明する。初期状態として、バランサ機構部60のエアシリンダ66に対して電磁弁104により第1レギュレータ102を通じて第1設定圧力の空気が供給され、ネジ締め部30が退避した状態に維持されているものとする。また、第1部材12のネジ固定部13には、固定対象部材15が配設されているものとする。また、支持部20の支持用押圧部26は、進退ロッドが退避した位置にあるものとする。
 まず、作業者は、第1部材12を、支持部20に対してセットする。第1部材12が支持された状態で、作業者が支持スイッチ94を押すと、支持用押圧部26の進退ロッドが進出移動して第1部材12が支持部20における一方側に寄った位置に配設される。この際、第1部材12は、支持用押圧部26とこの押圧方向にある支持片22との間で挟持されているとよい。
 また、作業者は、第2部材14を、ネジ締め部30のソケット部32に対してセットする。より具体的には、第2部材14の頭部をソケット部32の嵌込凹部33に嵌め込む。
 次に、作業者は、操作取手部58を持ってネジ締め部30を、ソケット部32に対して支持されている第2部材14を螺合させる第1部材12のネジ固定部13の上方に移動させる。この際、作業者は、ネジ締め部30を、被規制部72が対象のネジ固定部13に対応する平面位置規制部76に挿入する。これにより、ネジ締め部30が水平方向に位置決めされる。また、作業者は、被規制部72が平面位置規制部76に挿入された状態から、さらにネジ締め部30を下方に移動させて被規制部72を進出位置規制部82の当接面83に当接させる。これにより、ネジ締め部30が高さ方向に位置決めされる。
 そして、被規制部72が当接面83に当接すると、検知部80のスイッチ部84が押される。これにより、電磁弁101によって進退回転ロック部46及び直線移動ロック部48に空気が供給され、進退回転ロック部46及び直線移動ロック部48がロック動作する。すなわち、進退回転部42が支持シャフト41に対して昇降移動及び回転不能に固定され、ガイドレール54が進退回転ロック部46に対して水平移動不能に固定される。これにより、ネジ締め部30は、移動不能に維持される。
 この状態で、作業者は、ネジ締め開始スイッチ92を押す。これにより、ネジ締め部30のソケット部32が回転され、ソケット部32に支持された第2部材14が第1部材12のねじ固定部13に対して螺合される。
 ネジ締め部30のネジ締め動作が終了すると、バランサ機構部60のエアシリンダ66に対して電磁弁104により第2レギュレータ103を通じて第2設定圧力の空気が供給され、進退回転部42が上昇移動される。これにより、ネジ締め部30が第2部材14から離間すると共に、被規制部72が進出位置規制部82から離間し且つ平面位置規制部76から抜け出る。
 続けて、作業者は、第2部材14を、ネジ締め部30のソケット部32に対してセットする。
 そして、作業者は、操作取手部58を持って、ネジ締め部30を、ソケット部32に対して支持されている第2部材14を螺合させる第1部材12のネジ固定部13の上方に移動させる。この後は、上記と同様に、被規制部72を規制部74により移動規制してネジ締め部30の位置決めを行い、ネジ締め動作を行う。
 第1部材12のネジ固定部13の数だけ上記動作が行われ、全てのネジ固定部13に対して第2部材14が螺合されて固定対象部材15が固定されると、この第1部材12に対するネジ締め処理は終了である。よって、作業者は、支持スイッチ94を押す。これにより、支持用押圧部26の進退ロッドが退避する。この状態で、作業者は、支持部20から第1部材12を取り去る。
 上記工程を繰り返すことにより、他の第1部材12に対するネジ締め処理も行われるとよい。
 上記実施形態に係るネジ締め装置10によると、第2部材14を支持した状態のネジ締め部30を、被規制部72が複数の平面位置規制部76のうちのいずれか1つに位置規制される位置に移動させることにより、第2部材14を、第1部材12の複数のネジ固定部13のうちの被規制部72を位置規制している1つの平面位置規制部76に対応した1つに対応する位置に配置することができる。このように、自動の位置決め装置を用いずに、より簡易な構成でネジ締め位置を決定することができる。本構成は、ネジ締め装置10にかかる設備費の低減に寄与する。また、位置決めユニット70によりネジ締め部30が位置決めされた状態で、ネジ締め部30によって第2部材14を回転させることにより、より正確に第2部材14を第1部材12のネジ固定部13に対して螺合させることができる。
 また、ネジ締め部30の進退方向に沿った軸周りに回転可能且つ進退方向に直交する方向に移動可能に支持されているガイドレール54、ネジ締め部支持部56及び被規制部支持部57を含む連結移動部に、ネジ締め部30と被規制部72とが固定されているため、進退方向に直交する平面に沿った方向において規制部74により被規制部72を位置規制することにより、ネジ締め部30を位置決めすることができる。
 また、被規制部72が、ネジ締め部30に対して相対移動不能に配設され、ネジ締め部30の進退方向進出側(下方)に向けて突出する柱状に形成されているため、移動機構部40により移動する構成がより軽量になり、ネジ締め位置の位置決め作業性を向上させることができる。また、複数の平面位置規制部76が、支持部20に対して相対移動不能に配設され、進退方向に貫通して被規制部72を挿入可能な孔形状に形成されているため、進退方向に直交する平面に沿った方向全方向において被規制部72を位置規制でき、より正確にネジ締め部30の位置決めをすることができる。
 また、被規制部72は、先端部がテーパー形状に形成されているため、ネジ締め位置の位置決め作業性を向上させることができる。
 また、平面位置規制部76が、ネジ締め部の進退方向退避側端部に向けて徐々に拡がる形状に形成されているため、ネジ締め位置の位置決め作業性を向上させることができる。
 また、規制部74が、ネジ締め部30の進退方向において、被規制部72に当接して被規制部72を位置規制可能な複数の進出位置規制部82を含むため、第1部材12の複数のネジ固定部13の高さ位置が異なる場合でも、より正確に第2部材14をネジ固定部13に螺合させることができる。また、より簡易な構成でネジ締めの高さ位置を決定することができる。
 また、位置決めユニット70は、被規制部72が規制部74により位置規制されたことを検知可能な検知部80を含むため、ネジ締め部30が位置決めされたことを確認することができる。
 また、移動機構部40がネジ締め部30の移動を規制可能な進退回転ロック部46及び直線移動ロック部48を含むため、位置決めされたネジ締め部30の位置を維持することができる。
 また、移動機構部40に支持されたネジ締め部30の位置を重力に抗して維持可能なバランサ機構部60を備えるため、ネジ締め部30が自重によって移動してしまうことを抑制し、ネジ締め位置の位置決め作業性を向上させることができる。
 また、バランサ機構部60は、ネジ締め部30を、進出移動した位置における回転駆動後に退避移動させるように構成されているため、次のネジ締め作業をより効率良く行うことができる。
 これまで、第1部材12のネジ固定部13が雌ねじ部を有する部分で、第2部材14が雄ネジ部を有するボルトである例で説明してきたが、これに限られるものではない。例えば、第1部材にスタッドボルト等の雄ねじ部を有するネジ固定部が設けられ、第2部材がナットである組合せを採用してもよい。
 これまで、被規制部72がネジ締め部30に対して相対移動不能に配設され、規制部74が支持部20に対して相対移動不能に配設されている例で説明したが、逆に設けられていてもよい。すなわち、被規制部及び規制部のうちの一方がネジ締め部30に対して相対移動不能に配設されると共に、他方が支持部20に対して相対移動不能に配設されていればよい。
 また、被規制部72と複数の平面位置規制部76とが、円柱と円形の孔部との組合せである例で説明してきたが、その他にも、楕円柱と楕円形の孔部との組み合わせ又は多角柱と多角形の孔部との組合せ等を採用することができる。
 また、複数の平面位置規制部76は、別個の孔形状に形成されている場合に限らず、1つの孔部の周縁部にそれぞれ部分的に外周側に凹む弧状の縁部によって形成されてもよい。また、複数の平面位置規制部76は、屈曲した溝状に形成され、各屈曲部に当接用部分が設けられていてもよい。
 また、被規制部72が孔形状に形成され、複数の平面位置規制部76が柱状に形成されていてもよい。
 また、これまで、進出位置規制部82が設けられた例で説明してきたが、第1部材12における複数のネジ固定部13が互いに同じ高さ位置に設けられている場合、進出位置規制部82は省略されてもよい。
 また、支持部20は、上記構成に限られるものではなく、第1部材12を複数のネジ固定部13が上方を向く姿勢で支持可能であればよい。
 また、移動機構部40は、ネジ締め部30を、支持部20に対して相対的に、進退移動可能且つ進退方向に直交する平面に沿って移動可能に支持する構成であればよく、上記構成に限られるものではない。例えば、移動機構部は、直線移動機構が3つ設けられて、ネジ締め部30を直交する3方向に移動可能に支持する構成を採用してもよい。また、移動機構部は、固定されたネジ締め部30に対して支持部20を移動させるように構成されていてもよい。この場合、支持部20に対して相対移動不能に配設される被規制部及び規制部のうちの一方が、支持部20と一緒に移動され、ネジ締め部30に対して相対移動不能に配設される被規制部及び規制部のうちの他方がネジ締め部30と共に基台等に対して固定されているとよい。
 また、バランサ機構部60は、上記構成に限られるものではなく、例えば、エアシリンダにより進退回転部42を直接駆動するように構成されていてもよい。
 また、検知部80としてストッパスイッチを採用した例で説明してきたが、他にも、被規制部72を位置規制する当接面を別個に設けてリミットスイッチ、フォトマイクロセンサ又は近接センサ等のセンサを採用してもよい。
 以上のように、ネジ締め装置10は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。また、上述した各種変形例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
 10 ネジ締め装置
 12 第1部材
 13 ネジ固定部
 14 第2部材
 20 支持部
 30 ネジ締め部
 40 移動機構部
 46 進退回転ロック部
 48 直線移動ロック部
 54 ガイドレール
 56 ネジ締め部支持部
 57 被規制部支持部
 60 バランサ機構部
 70 位置決めユニット
 72 被規制部
 74 規制部
 76 平面位置規制部
 80 検知部
 82 進出位置規制部

Claims (10)

  1.  雄ネジ部及び雌ネジ部のうちの一方を有するネジ固定部が複数設けられた第1部材に対して、雄ネジ部及び雌ネジ部のうちの他方を有する第2部材を螺合させるネジ締め装置であって、
     前記第1部材を支持する支持部と、
     前記第2部材を支持して前記第1部材の前記ネジ固定部に対して螺合させることが可能なネジ締め部と、
     前記ネジ締め部を、前記支持部に対して相対的に、進退移動可能且つ進退方向に直交する平面に沿って移動可能に支持する移動機構部と、
     被規制部と、前記支持部に支持される前記第1部材における前記複数のネジ固定部に対応する位置に設けられて前記進退方向に直交する平面に沿った方向において前記被規制部に当接して前記被規制部を位置規制可能な複数の平面位置規制部を含む規制部と、を含む位置決めユニットと、
     を備え、
     前記被規制部及び前記規制部のうちの一方は前記ネジ締め部に対して相対移動不能に配設されると共に、他方は前記支持部に相対移動不能に配設される、ネジ締め装置。
  2.  請求項1に記載のネジ締め装置であって、
     移動機構部は、前記ネジ締め部と前記被規制部及び前記規制部のうちの一方とが固定され、前記ネジ締め部の進退方向に沿った軸周りに回転可能且つ前記進退方向に直交する方向に移動可能に支持された連結移動部を含む、ネジ締め装置。
  3.  請求項1又は請求項2に記載のネジ締め装置であって、
     前記被規制部は、前記ネジ締め部に対して相対移動不能に配設され、前記ネジ締め部の進退方向進出側に向けて突出する柱状に形成され、
     前記複数の平面位置規制部は、前記支持部に対して相対移動不能に配設され、前記進退方向に貫通して前記被規制部を挿入可能な孔形状に形成されている、ネジ締め装置。
  4.  請求項3に記載のネジ締め装置であって、
     前記被規制部は、先端部がテーパー形状に形成されている、ネジ締め装置。
  5.  請求項3または請求項4に記載のネジ締め装置であって、
     前記平面位置規制部は、前記ネジ締め部の前記進退方向退避側端部に向けて徐々に拡がる形状に形成されている、ネジ締め装置。
  6.  請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のネジ締め装置であって、
     前記規制部は、前記ネジ締め部の進退方向において、前記被規制部に当接して前記被規制部を位置規制可能な複数の進出位置規制部を含む、ネジ締め装置。
  7.  請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のネジ締め装置であって、
     前記位置決めユニットは、前記被規制部が前記規制部により位置規制されたことを検知可能な検知部を含む、ネジ締め装置。
  8.  請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のネジ締め装置であって、
     前記移動機構部は、前記ネジ締め部の移動を規制可能なロック機構部を含む、ネジ締め装置。
  9.  請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のネジ締め装置であって、
     前記移動機構部に支持された前記ネジ締め部の位置を重力に抗して維持可能なバランサ機構部をさらに備える、ネジ締め装置。
  10.  請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のネジ締め装置であって、
     前記バランサ機構部は、前記ネジ締め部を、進出移動した位置における回転駆動後に退避移動させるように構成されている、ネジ締め装置。
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