(57)【要約】  請求の範囲２に係る発明は、「前記制御部は、前記光センサによる検出結果に基づいて、前記ネジの中心軸と前記スリーブ又は前記ビットの中心軸との、両中心軸に垂直な平面における位置ずれを検出し、当該位置ずれがゼロになるように前記移動部による移動を制御する」事項を有するものである。  一方、請求の範囲２に係る発明を引用する請求の範囲７に係る発明は、「前記制御部は、前記スリーブの前記底面と前記ネジの前記上面とを非接触に維持した状態で前記回転部により前記スリーブと前記ビットを回転し、前記スリーブ又は前記ビットの中心軸と前記ネジの中心軸との間の前記平面における位置ずれ量と前記圧力との関係と、前記圧力検出部の検出結果から前記位置ずれ量を取得する」事項を有するものである。  ＰＣＴ第５条の意味において開示されるのは、明細書に記載されるのは、圧力検出部を備えたネジ締め装置、または、光センサを備えたネジ締め装置のみであって、圧力検出部および光センサの両者を備えたネジ締め装置は明細書に記載されておらず、請求の範囲７は、ＰＣＴ第６条の意味での裏づけを欠いていている。
2009110059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネジの上面を吸着可能な吸着孔を有するスリーブと、前記吸着孔に収納され、前記ネジのリセスに先端部が嵌合可能なビットと、前記ビットを前記スリーブと共に回転する回転部と、を有するドライバと、
前記ネジを収納する収納部と被締結物との間で前記ドライバを移動する移動部と、
前記収納部から前記ネジをピックアップし、被締結物に部品を前記ネジで固定するように前記ドライバ及び前記移動部の動作を制御する制御部と、
前記スリーブに設けられ、前記ネジの上面に前記スリーブの底面が非接触な状態で前記ネジの前記リセスを検出する光センサと、
を有するネジ締め装置であって、
前記制御部は、前記光センサによる検出結果に基づいて前記ビットの前記先端部と前記ネジの前記リセスとのアライメントを行うことを特徴とするネジ締め装置。
【請求項２】
ネジの上面を吸着可能な吸着孔を有するスリーブと、前記吸着孔に収納され、前記ネジのリセスに先端部が嵌合可能なビットと、前記ビットを前記スリーブと共に回転する回転部と、を有するドライバと、
前記ネジを収納する収納部と被締結物との間で前記ドライバを移動する移動部と、
前記収納部から前記ネジをピックアップし、被締結物に部品を前記ネジで固定するように前記ドライバ及び前記移動部の動作を制御する制御部と、
前記スリーブに設けられ、前記ネジの上面に前記スリーブの底面が非接触な状態で前記ネジの前記リセスを検出する光センサと、
を有するネジ締め装置であって、
前記制御部は、前記光センサによる検出結果に基づいて、前記ネジの中心軸と前記スリーブ又は前記ビットの中心軸との、両中心軸に垂直な平面における位置ずれを検出し、当該位置ずれがゼロになるように前記移動部による移動を制御することを特徴とするネジ締め装置。
【請求項３】
前記スリーブは、前記光センサによる光が通過し、前記ネジの前記上面に対向可能な底面に開口部を含み、
前記スリーブを底面側から見ると、前記開口部は、前記ビットの中心軸を中心として前記ビットの前記先端部の最外径を通る円を仮想的に形成した時に前記円の内側に少なくとも部分的に張り出していることを特徴とする請求項１又は２に記載のネジ締め装置。
【請求項４】
前記吸着孔は前記ネジのネジ頭よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載のネジ締め装置。
【請求項５】
前記ネジ締め装置は、
前記スリーブを回転可能に収納すると共に前記吸着孔に接続する中央貫通孔を有するスリーブホルダと、
前記吸着孔を真空引きする真空引き手段と、
を更に有し、
前記真空引き手段は、前記スリーブホルダの側面に設けられ、前記スリーブが前記ビットと共に回転する際に前記スリーブホルダと共に静止し、前記中央貫通孔に接続する側面貫通孔に設けられて真空引きする吸引プラグを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のネジ締め装置。
【請求項６】
前記ネジ締め装置は、前記ビットの回転角度を検出する回転位置検出部を更に有し、
前記制御部は、
前記スリーブの前記底面と前記ネジの前記上面とを非接触に維持した状態で前記回転部により前記スリーブと前記ビットを回転し、
前記光センサが検出した前記ネジの前記リセスに対応する前記ビットの回転角度を前記回転位置検出部から取得し、
前記回転位置検出部から取得した前記ビットの回転角度から、前記スリーブの中心軸を通る前記開口部の中心線と前記ビットの前記先端部の山部の中心線との間の角度だけずれた位置に前記回転部により前記スリーブと前記ビットを回転し、
前記移動部を制御して前記ビットの前記先端部を前記ネジの前記リセスに嵌合することを特徴とする請求項１に記載のネジ締め装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記スリーブの前記底面と前記ネジの前記上面とを非接触に維持した状態で前記回転部により前記スリーブと前記ビットを回転し、
前記スリーブ又は前記ビットの中心軸と前記ネジの中心軸との間の前記平面における位置ずれ量と前記圧力との関係と、前記圧力検出部の検出結果から前記位置ずれ量を取得することを特徴とする請求項２に記載のネジ締め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネジを締め付けるドライバを有するネジ締め装置に関する。
【技術背景】
【０００２】
自動ネジ締めにおいては、ネジを被締結物のネジ孔に挿入してドライバで締め付ける。この際、ネジをネジ孔に挿入する部材がドライバ自身であれば挿入と同時に締結を開始することができるので便宜である。そこで、ネジを作業台上のトレイに収納し、ドライバが磁力を利用してビットに係合したネジをピックアップし、被締結物のネジ孔に挿入して締結する方法が従来から提案されている。
【０００３】
この方法では、ピックアップ時にドライバのビットとネジのリセスとを係合する必要がある。ビットの先端部は十字やマイナスなどの凸部形状を有し、リセスは十字やマイナスなどの凹部形状を有するが、両者は位置合わせがされておらずこのままでは両者は係合することができない。このため、ビットをリセスに押し付けた状態でビットがリセスに挿入又は係合するまでビットを若干回転させている（空回り）。また、かかる方法は、ネジの中心軸の位置又はネジを収納する穴の中心軸の位置を予め記憶しておき、ビットの中心軸がネジの中心軸に一致するようにドライバを移動していた。
【０００４】
従来技術としては、特許文献１及び２がある。
【特許文献１】特開平３−２２１３３１号公報
【特許文献２】実開平５−６０７３６号公報
【発明の開示】
【０００５】
しかし、空回りによってビットとネジの一方が変形・破損したり、磨耗粉が発生したりする。ビットとネジの摩耗は摩耗粉の散乱によって製品の汚染や電気的ショートの原因となり、変形は規定トルクでのネジ締め不良や不良品、ツール交換工数の増大による高効率生産の阻害要因になるおそれがある。
【０００６】
また、ドライバのビットの中心軸がネジのリセスの中心軸に一致するようにドライバの移動を制御しても、実際のビットの位置決めにおいては、モータや伝達機構の磨耗や経時変化によって両中心軸に直交する平面における両中心軸の位置ズレが発生する。両中心軸がずれた状態でビットをリセスに嵌合すると、ビットがリセス上を擦り、空回りと同様の問題が発生する。
【０００７】
そこで、本発明は、ビットやリセスの損傷や磨耗粉の発生を防止するネジ締め装置を提供することを例示的な目的とする。
【０００８】
本発明の一側面としてのネジ締め装置は、ネジの上面を吸着可能な吸着孔を有するスリーブと、前記吸着孔に収納され、前記ネジのリセスに先端部が嵌合可能なビットと、前記ビットを前記スリーブと共に回転する回転部と、を有するドライバと、前記ネジを収納する収納部と被締結物との間で前記ドライバを移動する移動部と、前記収納部から前記ネジをピックアップし、被締結物に部品を前記ネジで固定するように前記ドライバ及び前記移動部の動作を制御する制御部と、前記スリーブに設けられ、前記ネジの上面に前記スリーブの底面が非接触な状態で前記ネジの前記リセスを検出する光センサと、を有するネジ締め装置であって、前記制御部は、前記光センサによる検出結果に基づいて前記ビットの前記先端部と前記ネジの前記リセスとのアライメントを行い、及び／又は、前記ネジの中心軸と前記スリーブ又は前記ビットの中心軸との、両中心軸に垂直な平面における位置ずれを検出し、当該位置ずれがゼロになるように前記移動部による移動を制御することを特徴とする。
【０００９】
アライメントを行うネジ締め装置は、ビットがスリーブと回転するために、ネジがスリーブの吸着孔に挿入されてビットが回転しスリーブが固定されるタイプのドライバよりも発塵や変形が少ない。また、光センサはビットとネジが非接触の状態でビット先端部とネジのリセスとのアライメント位置を検出するためにビット先端部がネジの上面で空回りする場合と比較して発塵やビットとネジの変形、破損のおそれがない。発塵がないので製品の汚染や電気的ショートがなく、また、変形がないので規定トルクでのネジ締め不良や不良品、ツール交換工数の増大がない。更に、ネジのリセスの位相を予め揃える必要がないのでネジの設置作業が容易になる。
【００１０】
また、位置ズレ補正を行うネジ締め装置において、両中心軸は通常鉛直方向（Ｚ方向）であるから、両中心軸に垂直な平面はＸＹ平面となる。従来から、制御部は、ドライバのビットの中心軸がネジのリセスの中心軸に一致する位置（理想状態）をもたらすように移動部を制御している。しかし、両中心軸の位置ズレがゼロである理想状態が常に得られるとは限らない。そこで、位置ずれ検出部がＸＹ平面における両中心軸の実際の位置ずれを検出してそれに基づいて制御部が移動部を制御して理想状態と現実の状態とのズレをキャリブレーションする。この結果、ビットがネジのリセスに嵌合する際に、発塵やビットとネジの変形、破損のおそれがない。発塵がないので製品の汚染や電気的ショートがなく、また、変形がないので規定トルクでのネジ締め不良や不良品、ツール交換工数の増大がない。更に、ネジのリセスの位相を予め揃える必要がないのでネジの設置作業が容易になる。
【００１１】
前記スリーブは、前記光センサによる光が通過し、前記ネジの前記上面に対向可能な底面に開口部を含み、前記スリーブを底面側から見ると、前記開口部は、前記ビットの中心軸を中心として前記ビットの前記先端部の最外径を通る円を仮想的に形成した時に前記円の内側に少なくとも部分的に張り出していてもよい。かかる構成により、張り出し部が検出部として使用可能である。なお、開口部の全部が張り出し部であってもよい（但し、この場合には位置ズレ検出機能が失われる場合がある）。
【００１２】
前記吸着孔は前記ネジのネジ頭よりも小さくてもよい。これにより、ネジがスリーブの吸着孔に挿入されてビットが回転しスリーブが固定されるタイプのドライバよりも発塵や変形が少ない。
【００１３】
前記ネジ締め装置は、前記スリーブを回転可能に収納すると共に前記吸着孔に接続する中央貫通孔を有するスリーブホルダと、前記吸着孔を真空引きする真空引き手段と、を更に有し、前記真空引き手段は、前記スリーブホルダの側面に設けられ、前記スリーブが前記ビットと共に回転する際に前記スリーブホルダと共に静止し、前記中央貫通孔に接続する側面貫通孔に設けられて真空引きする吸引プラグを有してもよい。吸引プラグはビットが回転しても回転しないので吸引プラグに接続される配管などの配置が容易になる。
【００１４】
前記ネジ締め装置は、前記ビットの回転角度を検出する回転位置検出部を更に有し、前記制御部は、前記スリーブの前記底面と前記ネジの前記上面とを非接触に維持した状態で前記回転部により前記スリーブと前記ビットを回転し、前記光センサが検出した前記ネジの前記リセスに対応する前記ビットの回転角度を前記回転位置検出部から取得し、前記回転位置検出部から取得した前記ビットの回転角度から、前記スリーブの中心軸を通る前記開口部の中心線と前記ビットの前記先端部の山部の中心線との間の角度だけずれた位置に前記回転部により前記スリーブと前記ビットを回転し、前記移動部を制御して前記ビットの前記先端部を前記ネジの前記リセスに嵌合してもよい。これにより、ビット先端部の山部とネジのリセスとのアライメントを自動で行うことができる。
【００１５】
また、前記制御部は、前記スリーブの前記底面と前記ネジの前記上面とを非接触に維持した状態で前記回転部により前記スリーブと前記ビットを回転し、前記スリーブ又は前記ビットの中心軸と前記ネジの中心軸との間の前記平面における位置ずれ量と前記圧力との関係と、前記圧力検出部の検出結果から前記位置ずれ量を取得してもよい。かかる構成は、両中心軸の位置ズレを光センサが検出する光量差に変換するので簡単な構成で両中心軸の位置ズレを検出することができる。
【００１６】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のネジ締め装置のブロック図である。
【図２】図１に示すネジ締め装置において収納部に配置されたネジの断面図とネジの上面図である。
【図３】図１に示すネジ締め装置のドライバの断面図である。
【図４】図３に示すドライバのスリーブの下部の断面図及び底面図である。
【図５】図３とは異なる回転位置にあるスリーブの下部の断面図及び底面図である。
【図６】従来のドライバのスリーブの下部の断面図及び底面図である。
【図７】図４に示すスリーブとネジの上面とが近接し、ネジのリセスとスリーブの溝とがずれている状態におけるスリーブの下部の縦断面図及び横断面図である。
【図８】図７とは異なる回転位置にあるスリーブの下部の縦断面図及び横断面図である。
【図９】図３のＡ部の拡大側面図及び断面図である。
【図１０】図１に示すネジ締め装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１０に示すステップ１１００の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１０に示すステップ１２００の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１２に示すステップ１２２０の状態を示すスリーブ下部の断面図である。
【図１４】図７の変形例のスリーブの下部の縦断面図及び横断面図である。
【図１５】図８の変形例のスリーブの下部の縦断面図及び横断面図である。
【図１６】図２（ｂ）の変形例の拡大平面図である。
【図１７】図３に示すドライバの変形例の下部の部分拡大断面図である。
【図１８】図１７に示す要部の分解斜視図である。
【図１９】図１７に示すドライバを使用したネジ締め装置の動作を説明するための断面図である。
【図２０】図１１に示すフローチャートの変形例である。
【図２１】図１２に示すフローチャートの変形例である。
【図２２】ネジのリセスの中心軸とスリーブ（ビット）の中心軸の位置ズレがある場合の溝とリセスの谷部との位置ズレを示す平面図である。
【図２３】図２２に示すスリーブ（ビット）の回転角度と真空監視センサの出力との関係を示すグラフである。
【図２４】図３に示す構造の変形例のドライバの断面図である。
【図２５】図４の変形例のスリーブの下部の縦断面図及び横断面図である。
【図２６】図５の変形例のスリーブの下部の縦断面図及び横断面図である。
【図２７】図７の変形例のスリーブの下部の縦断面図及び横断面図である。
【図２８】図８の変形例のスリーブの下部の縦断面図及び横断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明のネジ締め装置について説明する。図１は、ネジ締め装置１００のブロック図である。図１において、横方向がＸ方向で、縦方向がＹ方向で、紙面に垂直な方向がＺ方向である。図２（ａ）は、収納部１１０の部分拡大断面図である。ネジ締め装置１００は、ネジをピックアップして被締結物としてのワークＷに部品を締結する機能を有し、収納部１１０と、ドライバ１２０と、移動部１６０と、制御系と、を有する。【００１９】
収納部１１０は図示しない作業台に載置され、ネジ１０を収納するトレイである。ネジ１０は、図示しないネジ供給部により一本ずつ又はマトリックス状に整列した状態で収納部１１０に供給される。ネジ１０は、ネジ頭１２とネジ部１５とを有する。ネジ１０は、ドライバのビットが係合されるリセス１３をネジ頭１２の上面１６に有する。リセス１３の形状は、マイナス、十字、星型の凹部など限定されない。【００２０】
本実施例のリセス１３は、図２（ｂ）に示すように、十字形状を有する。この場合、リセス１３は４つの谷部１３ａと一の円錐部１３ｂから構成されている。各谷部１３ａは、図２（ｂ）に示すように、ネジ１０を上から見ると、図２（ａ）に示すネジ１０の中心軸１７を中心１７ａとして一定幅で放射方向に延び、４つの谷部１３ａの中心線１３ａ１は中心１７ａの周りに９０°間隔で広がっている。円錐部１３ｂは、中心軸１７を中心軸にし、ネジ１０の中央に設けられる。リセス１３の谷部１３ａの最外部を通る円の径はＲ１である。円錐部１３ｂの底面の径（リセス１３の内径）はＲ２である。【００２１】
トレイ供給の場合は、図２（ａ）に示すように、ネジ１０のネジ部１５が挿入される穴１１２を有する。穴１１２はネジ切りされておらず、ネジ１０は穴１１２に固定されていない。ネジ１０は穴１１２に沿って順次供給され溝終端よりドライバ１２０でピックアップする。ネジ１０は、穴１１２終端で回転可能である。本実施例では、ネジ１０はリセス１３の位相（又は方向）が予め設定されずに収納部１１０に搭載される。ネジ１０の位相を予め制御する必要がないのでビットの先端部とネジのリセス１３の位相合わせを簡単に行うことができる。【００２２】
本実施例において、ワークＷは、携帯電話の筐体の下型（ベース）であり、ネジ締め装置１００は携帯電話の他の部品である筐体の上型（カバー）を下型にネジ止めする。別の実施例では、ワークＷはＨＤＤで、ネジ締め装置１００はハードディスク装置（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ：ＨＤＤ）のスピンドルハブに部品としてのクランプリングをネジ止めする。スピンドルハブはスピンドルモータに結合されて磁気ディスクを搭載して磁気ディスクと共に回転する。クランプリングは、複数のネジ穴を有して一定の押圧力でスピンドルハブの周りに取り付けられた磁気ディスクをスピンドルハブに固定する。【００２３】
ドライバ１２０は、（ドライバ）ビット１２５を回転して自動でネジ１０を締め付け、図３に示すように、スリーブ１２１と、ビット１２５と、ビット駆動系と、各種検出部と、吸引系と、を有する。【００２４】
図４（ａ）は、スリーブ１２１の下部（図３に示すＢ部）の拡大断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すスリーブ１２１の底面図である。図５（ａ）は、図４（ａ）に示す回転位置から時計回りに４５°回転したスリーブ１２１の下部の拡大断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すスリーブ１２１の底面図である。図６（ａ）は、従来のスリーブ２の下部の断面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すスリーブ２の底面図である。【００２５】
スリーブ１２１は、中空のほぼ円筒形状を有し、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、ネジ１０の上面１６を吸着可能な中央の吸着孔（中空部）１２２と、縁部に設けられた溝１２３と、を有する。吸着孔１２２はビット１２５とシャフト１２８の一部を収納する。スリーブ１２１の材料は限定されない。本実施例では、スリーブ１２１は樹脂製で、吸着孔１２２や溝１２３は射出成型によって形成される。【００２６】
従来技術の中にはネジの締結時にビットに対してスリーブが固定され、ネジのネジ頭が吸着孔に挿入され（即ち、吸着孔がネジの上面よりも大きく）、ビットが回転してネジを締結するものがある。しかし、この場合、ネジの締結中に、ネジ頭の側面がスリーブの吸着孔の内面と接触して磨耗して磨耗粉を発生する可能性がある。本実施例では、スリーブ１２１はビット１２５と共に回転し、ネジ１０とスリーブ１２１も一体的に回転する。また、吸着孔１２２の大きさはネジ１０の上面１６よりも小さい。これにより、摩耗粉の発生を防止している。【００２７】
吸着孔１２２は、その断面形状又は底面から見た形状が、図４（ｂ）や図５（ｂ）に示すように、ネジ１０のリセス１３及びビット１２５の先端部１２５ａの形状と同様に、十字形状を有する。これに対して、従来技術では、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、スリーブ２の吸着孔３は円筒形状を有する。ビット４はビット１２５と同一構造を有する。【００２８】
このように、本実施例の吸着孔１２２は従来のような円筒形状を有さない。ビット１２５はスリーブ１２１と一体的に回転するために円筒形状でなくてもよい。より詳細には、吸着孔１２２は、底面から見た形状が、図４（ｂ）に示すように、リセス１３の外径Ｒ１を有する点線で示す円Ｃの内側に退避した４つの凹部１２２ａを有する。かかる凹部１２２ａをネジ１０のリセス１３の姿勢又は位相を検出する検出部位に使用することができる。かかる検出部位は、スリーブ１２１がある回転位置の場合にリセス１３の上に配置され、別の回転位置にある場合にリセス１３上から外れることが必要である。ここで、吸着孔１２２を底面から見た場合に円筒形状スリーブ１２１の中心又はビット１２５の中心は、ビット１２５又はスリーブ１２１の中心軸Ｋに対応する中心Jとなる。円Ｃは、中心Jを中心してビット１２５の先端部１２５ａの最外径を通り、仮想的に形成された円である。【００２９】
本実施例では、凹部１２２ａの数は十字形状に対応して４つ設けられている。十字形状の吸着孔１２２は、４つの凸部１２２ｂを有し、各凸部１２２ｂは中心Ｊから放射方向に延びる中心線１２２ｂ１を有する。即ち、各凸部１２２ｂは中心線１２２ｂ１に沿って延びている。中心線１２２ｂ１は、それに関して各凸部１２２ｂが線対称になる線をいう。図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、吸着孔１２２を底面から見ると、４つの中心線１２２ｂ１は中心Jの周りに９０°の間隔で広がっている。【００３０】
溝１２３は、図７及び図８に示すように、ネジ１０の中心軸１７とスリーブ１２１（又はビット１２５）の中心軸Ｋが一直線上にあってネジ１０の上面１６にスリーブ１２１の底面１２１ａが非接触で近接して配置された場合にスリーブ１２１の回転位置に応じて吸着孔１２２内の圧力を変動させる。溝１２３は、スリーブ１２１の回転位置に応じて吸着孔１２２をスリーブ１２１の外部の外気に接続及び切断する。【００３１】
ここで、図７（ａ）は、スリーブ１２１とネジ１０の上面１６とが近接した状態（約０．２ｍｍ）におけるスリーブ１２１の下部の断面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）をＥＥ方向から見た断面図である。図８（ａ）は、図７（ａ）とは中心Ｊに関して時計回りに４５°だけ回転した位置に配置されたスリーブ１２１の下部の断面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）をＦＦ方向から見た断面図である。なお、図７（ｂ）及び図８（ｂ）においては、ビット１２５又はスリーブ１２１の中心軸Ｋとネジ１０の中心軸１７とは鉛直方向に一直線になっている。【００３２】
「非接触」とは、ネジ１０の上面１６とスリーブ１２１の底面１２１ａが接触した状態でスリーブ１２１が回転（空回り）すると接触部位で発塵や変形が発生するため、これを除く趣旨である。また、「近接」とは、圧力変動を検出可能な位置であり、本実施例では、０．２ｍｍであるが、ネジ１０のリセス１３の形状（例えば、十字形状や星型形状）や大きさ（例えば、外径Ｒ１など）によって異なる。【００３３】
溝１２３は、吸着孔１２２に非接触に形成され、吸着孔１２２と溝１２３とは隔壁１２１ｃによって分離されている。溝１２３と吸着孔１２２が接続していると、圧力変動の効果が小さくなる。【００３４】
溝１２３は、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、スリーブ１２１の底面１２１ａに形成される。また、溝１２３は、スリーブ１２１の底面１２１ａと円筒側面１２１ｂにおいて大気開放されている。溝１２３は、スリーブ１２１の底面１２１ａから見るとＵ字形状の輪郭を有し、四分の一の球体と半円筒を組み合わせたような形状を有する。【００３５】
溝１２３は、中心Jから放射方向に延びる中心線１２３ａを有し、中心線１２３ａと最も近い両側の凸部１２２ｂの中心線１２２ｂ１とのなす角度はそれぞれ４５°である。中心線１２３ａは、それに関して溝１２３が線対称になる線をいう。溝１２３は、スリーブ１２１の円筒側面１２１ｂに接続された開放端１２３ｂを有する。開放端１２３ｂの大きさは限定されない。【００３６】
溝１２３は、スリーブ１２１の底面１２１ａ側から見ると、中心Jを中心してビット１２５の先端部１２５ａの最外径を通る円Ｃを仮想的に形成した時に円Ｃの内側に張り出している。本実施例においては、この張り出し部は、概ね上述の四分の一の球体部（図８（ｂ）の１２３ｃ）である。この張り出し部１２３ｃはスリーブ１２１の回転位置に応じてリセス１３の上に配置されたりリセス１３から外れたりする。【００３７】
図７（ａ）や図７（ｂ）に示すように、張り出し部１２３ｃがリセス１３から外れている場合には、スリーブ１２１の底面１２１ａとネジ１０の上面１６とが若干離れているものの、吸着孔１２２とリセス１３により吸着孔１２２の内部圧力はほぼ一定に維持される。一方、図８（ａ）や図８（ｂ）に示すように、張り出し部１２３ｃがリセス１３上に配置されている場合には、吸着孔１２２とリセス１３と溝１２３が接続して吸着孔１２２がリセス１３を介して大気開放された溝１２３に接続されるため吸着孔１２２の内部圧力が低下する。【００３８】
ビット１２５の先端部１２５ａの山部１２６の数又は吸着孔１２２の凸部１２２ｂの数をｎ（本実施例ではｎ＝４）とする。この場合、溝１２３の中心線１２３ａと、溝１２３に最も近いビット先端部１２５ａの山部１２６の図示しない中心線又は溝１２３に最も近い吸着孔１２２の凸部１２２ｂの中心線１２２ｂ１とがなす角度は３６０°／２ｎ（本実施例では４５°）に設定してもよい。溝１２３に最も近いビット先端部１２５ａの山部１２６又は吸着孔１２２の凸部１２２ｂは溝１２３の両側に存在する。溝１２３の中心線１２３ａと両側の中心線１２２ｂ１（１２６ａ）とのなす角度が３６０°／２ｎで等しくなると、溝１２３とリセス１３の谷部１３ａが位置合わせされた後でスリーブ１２１を右回りに３６０°／２ｎだけ回転しても左回りに３６０°／２ｎだけ回転してもビット先端部１２５ａの山部１２６にリセス１３の谷部１３ａを位置合わせすることができる。もちろん回転方向を決めておけば中心J周りに隣接する２つの中心線１２２ｂ１の間の角度を２つの３６０°／２ｎ以外の角度に分けてもよい。【００３９】
溝１２３は、スリーブ１２１が図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す回転位置の場合にリセス１３上から外れる。また、溝１２３は、スリーブ１２１が図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す回転位置の場合にリセス１３の上に配置される。図８（ｂ）においては、溝１２３の四分の一の球体部１２３ｃがリセス１３の谷部１３ａの上に配置される。このように、溝１２３は、スリーブ１２１がある回転位置の場合にリセス１３の上に配置され、別の回転位置にある場合にリセス１３上から外れる。【００４０】
図７（ａ）と図７（ｂ）はリセス１３の谷部１３ａの位相とスリーブ１２１の凸部１２２ｂ（又はビット１２５の先端部１２５ａの山部１２６）の位相とが一致し、中心線１３ａ１と中心線１２２ｂ１とが一致した状態を示している。図７（ａ）に示す矢印ＡＣ１はエア流路を示している。エア流路ＡＣ１はスリーブ１２１の底面１２１ａとネジ１０の上面１６との間の隙間によって形成される。スリーブ１２１の底面１２１ａとネジ１０の上面１６とが近接して配置されているのでエア流路ＡＣ１を流れる流量は小さい。【００４１】
図８（ａ）と図８（ｂ）はリセス１３の（谷部１３ａ）の位相とスリーブ１２１の（凸部１２２ｂ）の位相とが４５°ずれ、４つの谷部１３ａの１つの中心線１３ａ１と中心線１２３ａとが一致している状態を示している。図８（ａ）に示す矢印ＡＣ２はエア流路を示している。エア流路ＡＣ２はスリーブ１２１の底面１２１ａとネジ１０の上面１６との間の隙間と溝１２３の開放端１２３ｂによって形成される。開放端１２３ｂから大量の外部エアが流入するため流量が大きい。エア流路ＡＣ１の流量とエア流路ＡＣ２の流量が検出され、溝１２３は両者間の圧力差が検出される程度の深さと開放端１２３ｂの大きさを有する。本発明は、溝１２３の深さや開放端１２３ｂの大きさを限定するものではない。【００４２】
ビット１２５は、先端部（下端部）１２５ａと基端部（上端部）１２５ｂを有する円筒部材である。【００４３】
先端部１２５ａは、ネジ１０のリセス１３に係合可能であり、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、十字形状を有する。なお、本発明はビット１２５がネジ１０を締め付け可能である限り、ビット先端部１２５ａの形状を限定するものではない。ビット１２５の先端部１２５ａがネジ１０のリセス１３と係合して回転することにより、ネジ１０をワークＷに締結することができる。【００４４】
本実施例のビット１２５の先端部１２５ａは４つの山部１２６を有する。各山部１２６はリセス１３の各谷部１３ａに嵌合可能であり、図４（ｂ）に示すように、先端部１２５ａをスリーブ１２１の底面側から見た場合の大きさは、図２（ｂ）に示すように、ネジ１０を上面側から見たリセス１３の大きさよりも若干小さい。各山部１２６は中心Ｊから放射方向に延びる中心線１２６ａを有する。即ち、各山部１２６は中心線１２６ａに沿って延びている。中心線１２６ａは、それに関して山部１２６が線対称になる線をいう。図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、先端部１２５ａを底面から見ると、４つの中心線１２６ａは中心Jの周りに９０°の間隔で広がっている。【００４５】
本実施例では、ビット１２５は磁性部材で構成され、ネジ１０は金属から構成されている。このため、先端部１２５ａがリセス１３に係合するとネジ１０はビット１２５に固定される。この結果、収納部１１０に収納されたネジ１０のリセス１３にビット１２５が挿入及び係合され、上昇するとネジ１０をピックアップすることができる。但し、吸着孔１２２はネジ１０の上面１６を吸着するので磁力による吸着は必ずしも必須ではない。【００４６】
基端部１２５ｂは、ビット駆動系のシャフト１２８の下端部１２８ａと機械的に係合する。係合するための両者の形状は問わない。この結果、ビット１２５とシャフト１２８は一体として回転する。【００４７】
ビット駆動系は、ビット１２５を回転駆動する機構であり、シャフト１２８と、ギアボックス１３０と、サーボモータ１３２と、を有する。【００４８】
シャフト１２８は、下端部１２８ａと、係合部１２８ｂと、上端部１２８ｃと、を有する円筒部材である。下端部１２８ａは、ビット１２５の基端部１２５ｂと係合する。係合部１２８ｂの周りにはビット駆動系のギアボックス１３０のギア１３１ｅが固定される。この結果、シャフト１２８はギア１３１ｅと一体に回転する。シャフト１２８の上端部１２８ｃには、図９に示すように、切り欠き１２８ｃ１が設けられている。ここで、図９は、図３のＡ部の拡大側面図及び断面図である。なお、ビット１２５とシャフト１２８を別体として設けるかどうかは選択的であり、ビット１２５とシャフト１２８が一体であってもよい。【００４９】
サーボモータ１３２はモータ軸１３３を有し、図示しないケーブルを介して電源が供給される。モータ軸１３３の周りにはギアボックス１３０のギア１３１ａが取り付けられている。このため、モータ軸１３３とギア１３１ａとは一体として回転する。モータ軸１３３はギア１３１ａと共にギアボックス１３０の蓋部１３１ｉに設けた穴からギアボックス１３０の内部に突出している。【００５０】
また、各種検出部は、回転位置検出センサ１４０と、回転位置検出センサ（エンコーダ）１４４と、真空監視センサ１４６と、を有する。【００５１】
ギアボックス１３０は、モータ１３２の動力（トルク）をシャフト１２８に伝達する。ギアボックス１３０のケース１３１ｆはスリーブ１２１に固定され、ケース１３１ｆは蓋部１３１ｉが取り付けられて覆われている。ギアボックス１３０は、ギア列（ギア１３１ａ乃至１３１ｅ）を有する。ギア１３１ａはモータ１３２のモータ軸１３３の周りに固定されてモータ軸１３３と共に回転する。ギア１３１ｂは、軸１３１ｇの周りに固定されてギア１３１ａに噛み合っている。軸１３１ｇはケース１３１ｆに回転自在に保持されている。軸１３１ｇの周りには更にギア１３１ｃが固定されてギア１３１ｄに噛み合っている。ギア１３１ｄは軸１３１ｈの周りに固定されてギア１３１ｅに噛み合っている。軸１３１ｈはケース１３１ｆに回転自在に保持されている。この結果、モータ１３２の回転力はシャフト１２８に伝達される。【００５２】
回転位置検出センサ１４０は、シャフト１２８の回転位置を検出することによって、それに係合するビット１２５が回転位置（原点位置）にあることを検出する。回転位置検出センサ１４０は、光センサであり、図９に示すように、発光部１４１ａと、受光部１４１ｂと、発光部１４１ａと受光部１４１ｂとを支持するフレーム１４２と、を有する。但し、センサ１４０の種類は透過型の光センサに限定されない。【００５３】
発光部１４１ａから受光部１４１ｂに向かう光Ｌはシャフト１２８の上端部１２８ｃの切り欠き１２８ｃ１が図９に示す位置にあるときのみ検出することができる。受光部１４１ｂによる検出結果は制御部１７０に伝達される。フレーム１４２は平板形状の支持プレート１３４に固定され、支持プレート１３４は、ネジ１３５によってＬ字形状の支持プレート１３６の一端に固定される。支持プレート１３６の他端はネジ１３７によりギアボックス１３０の蓋部１３１ｉに固定される。この結果、フレーム１４２はギアボックス１３０に固定される。【００５４】
切り欠き１２８ｃ１は断面円弧形状をシャフト１２８の長手方向に切り取ったものである。切り欠き１２８ｃ１の鉛直方向の端面はシャフト１２８の鉛直方向の中央軸から偏芯している。切り欠き１２８ｃ１の鉛直方向の端面をシャフト１２８の鉛直方向の中央軸に設けるとシャフト１２８が１６０度回転した場合もセンサ１４０が同様に検出してシャフト１２８の回転位置を一義的に検出することができなくなってしまうからである。もっとも１８０度回転してもビット１２５は対称であるために端面が中央に形成されてもよい。センサ１４０が検出する切り欠き１２８ｃ１は図９に示す形状に限定されない。例えば、凹部（溝）や突起として構成されてもよい。【００５５】
上述したように、ネジ１０はリセス１３の位相又は姿勢が一定方向に揃わずに収納部１１０に搭載される。従って、回転位置検出センサ１４０によってビット１２５を原点位置に位置決めしてもリセス１３に無回転で挿入及び係合されるとは限らない。換言すれば、ビット１２５原点位置に位置決めするだけではビット１２５の先端部１２５ａはネジ１０のリセス１３に位置合わせ（アライメント）されていない。【００５６】
回転位置検出センサ１４４は、モータ１３２の回転角度を検出するエンコーダである。回転位置検出センサ１４４はモータ軸１３３に設けられ、モータ軸１３３の回転位置を検出するロータリエンコーダであり、制御部１７０に接続される。回転位置検出センサ１４４はビット１２５の回転位置を検出するのにも使用可能であり、この場合には、制御部１７０は回転位置検出センサ１４０か１４４のいずれか一つを使用すればよい。本実施例では、ビット１２５を原点位置に復帰させるのに回転位置検出センサ１４０を使用し、真空監視センサ１４６の検出結果に基づいてビット１２５の先端部１２５ａとネジ１０のリセス１３のアライメントに回転位置検出センサ１４４を使用する。【００５７】
ロータリエンコーダがアブソリュート方式であれば回転位置検出センサ１４０と同様に絶対位置を検出することができる。従って、この場合は、回転位置検出センサ１４４はビット１２５が原点位置にあるときのモータ軸１３３の回転位置（回転角度）を原点に設定してこれを検出する。一方、ロータリエンコーダがインクリメント方式であれば２つのパルスの位相ずれから回転方向と回転量を計算することができる。この場合の回転量はモータ軸１３３の回転量であるからビット１２５の回転量に変換するにはモータ軸１３３の回転量にギア比を掛けなければならない。また、ビット１２５が原点位置に復帰するのに必要な回転量が算出された後はそれをモータ軸１３３の回転量に変換しなければならない。【００５８】
吸引系（真空引き手段）は、スリーブ１２１の吸着孔１２２の内部を吸引して内部圧力を低下させ、スリーブ１２１の底部にネジ１０を真空吸着する機能を有する。吸引系は、吸引プラグ１５０と、吸引プラグ１５０に取り付けられた配管１５２と、真空ポンプ１５４と、を有する。吸引プラグ１５０は、スリーブ１２１の吸着孔１２２に接続されたネジ部１５１ａと、配管１５２に接続される接続部１５１ｂと、を有する。配管１５２は、一端が吸引プラグ１５０の接続部１５１ｂに接続され、他端が真空ポンプ１５４に接続され、途中で真空監視センサ１４６に接続される。なお、配管１５２は、金属製の配管のみならず、ホースやチューブなどの弾性部材も含む。真空ポンプ１５４には、周知の構造を適用することができる。【００５９】
真空監視センサ１４６は、配管１５２（従って、スリーブ１２１の吸着孔１２２）の内部圧力を検出する圧力計や流量計であり、検出結果を制御部１７０に通知する。【００６０】
移動部１６０は、収納部１１０とワークＷとの間でドライバ１２０を３次元的に移動する機能を有し、Ｘ軸ロボット１６２と、Ｙ軸ロボット１６４と、Ｚ軸ロボット１６６とを有する。Ｘ軸ロボット１６２は、図１に示す横方向にドライバ１２０を移動させる。Ｙ軸ロボット１６４は、図１に示す縦方向にドライバ１２０を移動させる。Ｚ軸ロボット１６６は、図１の紙面に垂直な方向にドライバ１２０を移動させる。これらのロボットには当業界で周知の構成を適用することができ、ここでは詳しい説明を省略する。【００６１】
制御系は制御部１７０を有する。制御部１７０は、ネジ１０のピックアップ時、ネジ１０の搭載時、ネジ１０の締結時などに、ドライバ１２０のサーボモータ１３２の回転と移動部１６０によるドライバ１２０の移動を制御する。制御部１７０は、ＭＰＵなどのプロセッサとＲＡＭやＲＯＭなどの図示しないメモリを含む。制御部１７０は、ネジ１０を収納する収納部１１０からネジ１０をピックアップし、ワークＷに部品をネジ１０で固定するようにドライバ１００と移動部１６０の動作を制御する。【００６２】
以下、図１０乃至図１２に示すフローチャートを参照してネジ締め装置１００（制御部１７０）の動作について説明する。【００６３】
まず、初期作業を行う（ステップ１１００）。【００６４】
初期作業では、図１１に示すように、まず、スリーブ１２１及びビット１２５の形状のティーチングを行う（ステップ１１０２）。ステップ１１０２では、例えば、スリーブ１２１の凸部１２２ｂの中心線１２２ｂ１及びビット１２５の先端部１２５ａの山部１２６の中心線１２６ａが９０°（より一般的には、３６０°／ｎ）間隔に広がり、溝１２３の中心線１２３ａが隣接する２つの中心線１２２ｂ１又は１２６ａに対して４５°（例えば、３６０°／２ｎ）の角度で配置されていることを制御部１７０に記憶させる。【００６５】
次に、ネジ１０の配置のティーチングを行う（ステップ１１０４）。ステップ１１０４では、例えば、収納部１１０に配置された複数のネジ１０の穴１１２の中心座標を制御部１７０に記憶させる。これにより、制御部１７０は、各ネジ１０の中心軸１７にスリーブ１２１又はビット１２５の中心軸Ｋを整列させる際の移動部１６０の各ロボットの移動量を算出してこれを記憶する。【００６６】
次に、移動部１６０を介してネジ１０をピックアップする（ステップ１２００）。以下、図１２を参照して、ステップ１２００のピックアップ動作の詳細について説明する。【００６７】
まず、制御部１７０は、ネジ１０を収納する収納部１１０が図示しない作業台に載置されたかどうかを判断する（ステップ１２０２）。かかる判断は、図示しない作業台に設けられた図示しない検出部やカメラの検出結果を利用することができる。また、同時に、制御部１７０は、収納部１１０にネジがあるかどうかを判断する。本実施例では、収納部１１０は一つのネジ１０のみを収納するが、本発明は複数のネジ１０を同時にピックアップしてワークＷに取り付ける場合にも適用可能である。例えば、６本のネジを６つのドライバ１２０を使用して同時にピックアップする場合には、制御部１７０は、収納部１１０に所定数（即ち、６本）のネジ１０が収納されているかどうかを判断する。この判断は収納部１１０のネジ穴が塞がっているかどうかを検出する検出部やカメラを収納部１１０に設ける。制御部１７０は、これらの条件が満足されるまでピックアップを待機し、必要に応じてエラー表示を行う。なお、ステップ１２０２においては、ネジ１０のリセス１３の方向は不定であり、制御部１７０は把握していない。【００６８】
次に、ビット１２５を原点位置に復帰させる（ステップ１２０４）。ステップ１２０４においては、本実施例の制御部１７０は、回転位置検出センサ１４０の検出結果を取得し、これに基づいてサーボモータ１３２を駆動してシャフト１２８を回転してビット１２５を回転する。ステップ１２０４では、ビット１２５が原点位置にないと判断した場合、制御部１７０はモータ１３２を介してセンサ１４０の受光部１４１ｂが光Ｌを検出するまで、即ち、ビット１２５が原点位置に移動するまで、ビット１２５を回転する。これにより、ビット１２５は、図９に示す状態に位置決めされる。【００６９】
次に、ドライバ１２０をスリーブ１２１の底面１２１ａがネジ１０の上面１６に非接触でかつ近接するようなサーチ位置まで下降する（ステップ１２０６）。サーチ位置は、例えば、スリーブ１２１の底面１２１ａとネジ１０の上面１６との間の距離が、図７（ａ）や図８（ａ）に示す距離である。ステップ１２０６においては、制御部１７０は、移動部１６０のＺ軸ロボット１６６を介してドライバ１２０を下降させる。【００７０】
次に、サーボモータ１３２を介してスリーブ１２１とビット１２５を回転させる（サーチ）（ステップ１２０８）。最小の回転角度は、３６０°／ｎである。最大の回転角度は３６０°である。例えば、ステップ１２０６の結果、溝１２３が図７（ｂ）に示すような位置（但し、溝１２３の中心線１２３ａと隣接する中心線１２２ｂ１（及び１２６ａ）の角度は４５°である必要はない）にあるものとする。すると、中心Ｊの周りに時計回りにスリーブ１２１とビット１２５を回転させると、溝１２３の中心線１２３ａが、図８（ｂ）に示すように、最初に右側の谷部１３ａの中心線１３ａ１に一致する位置に溝１２３が到達する。この時、図８（ａ）に示すように、エア流路ＡＣ２の流量が大きいために圧力低下がピークとなる。この圧力低下のピークは、ステップ１２０８の回転角度が３６０°であれば、その後、９０°毎に現れる。【００７１】
本実施例は、一つの溝１２３を設けているが、本発明は溝１２３の数を限定するものではない。例えば、図１４及び図１５に示すように、スリーブ１２１に４つの溝１２３を設けてもよい。ここで、図１４（ａ）は、スリーブ１２１とネジ１０の上面１６とが近接した状態（約０．２ｍｍ）におけるスリーブ１２１の下部の断面図である。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）をＥ１−Ｅ１方向から見た断面図である。図１４（ｂ）は、図７（ｂ）の変形例であり、４つの溝１２３をスリーブ１２１の底面１２１ａに設けている。図１５（ａ）は、図１４（ａ）から時計回りに４５°回転した位置に配置されたスリーブ１２１の下部の断面図である。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）をＦ１−Ｆ１方向から見た断面図である。なお、図１５（ｂ）においては、スリーブ１２１（ビット１２５）の中心軸Ｋとネジ１０の中心軸１７とは鉛直方向に一直線になっている。【００７２】
図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）は４つの溝１２３を有し、図７（ｂ）及び図８（ｂ）は一つの溝１２３を有するが、溝１２３の構造は同一である。溝１２３は、中心Jから放射方向に延びる中心線１２３ａを有し、中心線１２３ａと最も近い凸部１２２ｂの中心線１２２ｂ１とのなす角度は４５°である。中心軸Ｋに関して中心線１２３ａは９０°間隔で分布している。各溝１２３は、スリーブ１２１の底面１２１ａ側から見ると、中心Jを中心してビット１２５の先端部１２５ａの最外径を通る円Ｃを仮想的に形成した時に円Ｃの内側に張り出している。この張り出し部はスリーブ１２１の回転位置に応じてリセス１３の上に配置されたりリセス１３から外れたりする。【００７３】
図１４（ａ）や図１４（ｂ）に示すように、張り出し部がリセス１３から外れている場合には、スリーブ１２１の底面１２１ａとネジ１０の上面１６とが若干離れているものの、吸着孔１２２とリセス１３により吸着孔１２２の内部圧力はある程度一定に維持されている。一方、図１５（ａ）や図１５（ｂ）に示すように、張り出し部がリセス１３上に配置されている場合には、吸着孔１２２とリセス１３と溝１２３が接続して吸着孔１２２がリセス１３を介して大気開放された溝１２３に接続されるため吸着孔１２２の内部圧力が低下する。【００７４】
図１４（ａ）と図１４（ｂ）はリセス１３の谷部１３ａの位相とスリーブ１２１の凸部１２２ｂ（又はビット１２５の先端部１２５ａの山部１２６）の位相とが一致し、中心線１３ａ１と中心線１２２ｂ１（又は１２５ａ１）とが一致した状態を示している。図１４（ａ）に示す矢印ＡＣ３はエア流路を示している。エア流路ＡＣ３はスリーブ１２１の底面１２１ａとネジ１０の上面１６との間の隙間によって形成される。エア流路ＡＣ３を流れる流量は、エア流路ＡＣ１と同様に小さい。【００７５】
図１５（ａ）と図１５（ｂ）はリセス１３の（谷部１３ａ）の位相とスリーブ１２１の（凸部１２２ｂ）の位相とが４５°ずれ、４つの谷部１３ａの中心線１３ａ１と４つの溝１２３の中心線１２３ａとが一致している状態を示している。図１５（ａ）に示す矢印ＡＣ４はエア流路を示している。エア流路ＡＣ４はスリーブ１２１の底面１２１ａとネジ１０の上面１６との間の隙間と４つの溝１２３の開放端１２３ｂを含み、開放端１２３ｂからは外部エアが流入するため流量が大きい。エア流路ＡＣ３の流量とエア流路ＡＣ４の流量が検出される圧力である。【００７６】
エア流路ＡＣ３とエア流路ＡＣ４の流量差はエア流路ＡＣ１とエア流路ＡＣ２の流量差よりも大きい。従って、圧力低下のピーク値は略４倍になり、Ｓ／Ｎ比が改善するので圧力低下のピーク位置を検出する精度が向上する。また、４つの溝１２３を使用して４つのエア流路ＡＣ４の流量の合計を使用することによって一つの溝１２３を使用する場合よりも溝１２３とリセス１３を作成する際の形状誤差がピーク位置に与える影響を低減することができる（平均化効果）。【００７７】
再び図１２に戻って、次に、制御部１７０は、真空監視センサ１４６の検出結果と回転位置検出センサ１４４の検出結果から溝１２３の中心線１２３ａがネジ１０のリセス１３の谷部１３ａの中心線１３ａ１に一致したときのスリーブ１２１（ビット１２５）の回転位置の情報を取得する（ステップ１２１０）。制御部１７０は、ステップ１２０８でビット１２５を３６０°／ｎだけ回転した場合には圧力低下ピークの位置（即ち、図８（ｂ）に示すスリーブ１２１（ビット１２５）の回転角度）の情報を取得する。制御部１７０は、ステップ１２０８でビット１２５を３６０°回転した場合には４つの圧力低下ピークの位置の一つの情報を選択する。また、制御部１７０は、ステップ１１０２のティーチング情報から補正量を取得する（ステップ１２１０）。補正量は、溝１２３の中心線１２３ａとビット１２５の中心線１２６ａとの角度差であるから、本実施例では４５°である。この結果、制御部１７０は、図８（ｂ）に示すビット１２５の回転位置から４５°ずらした位置でビット１２５の先端部１２５ａの位相がネジ１０のリセス１３の位相と一致することを理解し、このスリーブ１２１（ビット１２５）の回転角度（アライメント角度）の情報を取得する。【００７８】
次に、制御部１７０は、ステップ１２１０で取得したアライメント角度の位置までスリーブ１２１（ビット１２５）を回転する（ステップ１２１６）。この結果、ビット１２５の先端部１２５ａの位相がネジ１０のリセス１３の位相と一致する。【００７９】
次に、ドライバ１２０を下降し（ステップ１２１８）、図１３に示すように、ビット１２５の先端部１２５ａをネジ１０のリセス１３に嵌合し、ネジ１０を吸着する（ステップ１２２０）。ここで、図１３は、ビット１２５の先端部１２５ａがネジ１０のリセス１３に嵌合した状態の断面図である。【００８０】
アライメントは高精度に行われるために、ビット１２５の先端部１２５ａがネジ１０のリセス１３と無回転で嵌合することができる。この結果、ビット１２５の先端部１２５ａ及び／又はネジ１０のリセス１３の変形や損傷、磨耗粉の発生を防止することができる。この結果、磨耗粉による製品の汚染、電気的ショート、トルク伝達ロスの発生、ビット１２５の短命化、ビット１２５の交換による稼働率の低下などの問題を解決することができる。【００８１】
その後、制御部１７０は、移動部１６０のＺ軸ロボット１６６を介してネジ１０を吸着したままドライバ１２０を上昇してネジのピックアップを完了する（ステップ１２２２）。上述したように、ビット１２５は係合したネジ１０のピックアップに磁力を使用することもできる。【００８２】
再び図１０に戻って、次に、制御部１７０は、移動部１６０のＸ軸ロボット１６２とＹ軸ロボット１６４を介してドライバ１２０をワークＷと部品のネジ穴上空まで移動させる（ステップ１３００）。移動部１６０にはネジ穴の中心位置の座標が予め入力されている。次に、制御部１７０は、移動部１６０のＺ軸ロボット１６６を介してドライバ１２０を下降させ、ネジ穴にネジ１０を接触させる（ステップ１４００）。続いて、制御部１７０は、モータ１３２を介してネジ１０をネジ穴に締結する（ステップ１５００）。【００８３】
ステップ１５００の締結は本締めを意味するが、その前に必要に応じて仮締めを行ってもよい。仮締めはネジ１０を着座させずに所定量だけ締め付けることをいう。本締めは、ネジを完全に締め付けて固定することをいう。しかし、ネジの本数が多い場合、部品のネジ孔と被締結物のネジ孔がずれてその後のネジ締めが困難又は不能になり易い。そこで、部品の取り付け位置を調整することができるように、ネジを着座位置から浮かせる仮締めを行う場合がある。この場合は、仮締め終了後に全てのネジを本締めする。本締めは着座とトルクアップを経る。着座は、ネジの座面がネジ穴の回りの面に接触することをいい、トルクアップとは着座したネジを所定のトルクで締め付けて固定することをいう。【００８４】
次に、制御部１７０は全てのネジ穴にネジ１０が締結されたかどうかを判断する（ステップ１６００）。締結されたと判断すればネジ締め処理を終了し、締結されていないと判断すればステップ１２００に帰還する。【００８５】
本実施例では、ビット１２５の原点位置を回転位置検出センサ１４０の検出結果によって行うが、回転位置検出センサ１４４の検出結果によって行ってもよいことは上述のとおりである。【００８６】
本実施例では、スリーブ１２１の底面１２１ａに溝１２３を設けているが、本発明の圧力変動手段はこれに限定されない。例えば、図１６に示すように、ネジ１０Ａに溝１８を設けてもよい。ネジ１０Ａはネジ１０と溝１８がある点で異なる。この場合には、スリーブ１２１の底面１２１ａに溝１２３を設ける必要がない。溝１８は、ネジ１０Ａの上面１６Ａにスリーブの底面が非接触で近接して配置された場合にスリーブの回転位置に応じて吸着孔内の圧力を変動させる。ここで、図１６は、ネジ１０Ａの拡大平面図である。【００８７】
溝１８は、リセス１３に非接触に形成され、リセス１３と溝１８とは隔壁１９によって分離されている。溝１８は、ネジ１０Ａの上面１６Ａに形成される。また、溝１８は、ネジ１０Ａの上面１６Ａとネジ１０Ａの側面１４において大気開放されている。溝１８は、ネジ１０Ａの上面側から見るとＵ字形状の輪郭を有し、四分の一の球体と円筒を組み合わせたような形状を有する。溝１８は、中心Jから放射方向に延びる中心線１８ａを有し、中心線１８ａと最も近い谷部１３ａの中心線１３ａ１とのなす角度は４５°である。中心線１８ａは、それに関して溝１８が線対称になる線をいう。溝１８は、ネジ頭の側面１４に接続された開放端１８ｂを有する。開放端１８ｂの大きさは限定されない。【００８８】
溝１８は、ネジ１０Ａの上面側から見ると、中心１７ａを中心してリセス１３の外径Ｒ１を有する円Ｃ１を仮想的に形成した時に円Ｃ１の内側に張り出している。本実施例においては、この張り出している部位は上述の四分の一の球体部である。この張り出し部はスリーブの回転位置に応じてスリーブの凸部の下に配置されたり凸部から外れたりする。このように、溝１８は溝１２３と同じ機能を有する。【００８９】
本実施例の吸引系は、ビット１２５をスリーブ１２１と共に回転させようとすると、吸引プラグ１５０がスリーブ１２１に固定されているから吸引プラグ１５０も回転することになる。しかし、吸引プラグ１５０には真空引き用の配管１５２が取り付けられるため、吸引系を回転させにくい。そこで、ドライバ１２０の下部を図１７に示す構造に変更してもよい。【００９０】
図１７においては、ワークＷは、携帯電話の筐体の下型（ベース）であり、ネジ締め装置１００は携帯電話の他の部品である筐体の上型（カバー）Ｐを下型にネジ止めする。上型Ｐには、複数のザグリ穴Ｐａが設けられており、ザグリ穴Ｐａにネジ１０を通して上型Ｐを下型にネジ止めする。【００９１】
図１７は、ドライバ１２０Ａの下部の部分拡大断面図である。図１８は、図１７に示す要部の分解斜視図である。図１７及び図１８を参照すると、本実施例のドライバ１２０の下部は、スリーブ１８０Ａ及び１８０Ｂと、スリーブホルダ１９０と、カバー２００と、ビット２１０と、吸引プラグ１５０と、を有する。スリーブ１８０Ｂ、スリーブホルダ１９０、カバー２００、ビット２１０は同軸上に配置される。【００９２】
スリーブ１８０Ａは、中空の薄肉円筒部材であり、Ｚ軸方向に延びる中央貫通孔１８１ａと、径方向に延びる側面貫通孔１８１ｂと、環状底面１８１ｃと、を有する。Ｚ軸方向はビット２１０の長手方向に一致する方向である。スリーブ１８０Ａをスリーブ１８０Ｂと一体に構成していないため、スリーブ１８０Ｂをビット２１０と共に回転してもスリーブ１８０Ａは回転しない。スリーブ１８０Ａと吸引プラグ１５０はユニット化されている。【００９３】
スリーブ１８０Ａは、中央貫通孔１８１ａにビット２１０の基部２１３の一部を収納する。スリーブ１８０Ａの下部に形成された側面貫通孔１８１ｂには吸引プラグ１５０が装着される。底面１８１ｃは、スリーブホルダ１９０のフランジ１９２が載置される。【００９４】
スリーブ１８０Ｂは、係合部１８２と、中央部１８３と、フランジ１８４と、先端部１８５と、を有し、スリーブホルダ１９０に対して移動可能にスリーブホルダ１９０内に収納される。即ち、スリーブ１８０Ｂは、スリーブホルダ１９０内でＺ軸方向に移動することができると共にＺ軸周りに回転することができる。【００９５】
係合部１８２は、中空円筒形状を有し、スリーブ１８０Ｂの中で最上部に位置する。係合部１８２は、Ｚ軸に平行な上端面１８２ａと、一対の同一形状の溝１８２ｂを有する。上端面１８２ａは、圧縮バネ２１５に直接に又はワッシャ２１７を介して接する。各溝１８２ｂには突起２１６が挿入され、各溝１８２ｂはＺ軸方向に延びる。溝１８２ｂの延びる方向は限定されないが、Ｚ軸方向に延びればビット２１０が時計回りに回転しても反時計回りに回転してもビット２１０の回転がスリーブ１８０Ｂに伝達され易い。溝１８２ｂの数や間隔は突起２１６の数や間隔に対応する。溝１８２ｂの幅は突起２１６の幅（径）よりも多少広い。ビット２１０が回転すると、突起２１６が溝１８２ｂを規定する輪郭面１８２ｃに接触して押圧する。この結果、ビット２１０と共にスリーブ１８０Ｂが回転する。【００９６】
中央部１８３は、外周側面１８３ａを介してスリーブホルダ１９０の第２の円筒部１９３の側面１９３ａと接触する。中央部１８３の外径はスリーブホルダ１９０の第２の円筒部１９３の内径と略等しく、第２の円筒部１９３に所定の嵌め合いで嵌合している。中央部１８３の外径はスリーブホルダ１９０の第１の円筒部１９１の内径よりも大きいので、図１７では、スリーブ１８０Ｂが第１の円筒部１９１側から挿入されるように描いているが、実際には、スリーブホルダ１９０の下側（第２の円筒部１９３）側からスリーブホルダ１９０内に挿入される。【００９７】
フランジ１８４は、圧縮バネ２１５によってカバー２００の底部２０１の内面２０１ａ（貫通孔２０１ｂ近傍）に押圧される。押圧力は吸着孔１８６内の減圧時、スリーブ１８０ＢがＺ２方向に移動する力より僅かに大きいものとする。これにより、スリーブ１８０ＢのＺ軸方向の位置が決定される。【００９８】
先端部１８５は、ネジ１０の上面１６の一部を真空吸着するための吸着孔１８６を有する。吸着孔１８６は、スリーブ１８０Ｂの中央貫通孔であり、径の違う二種類の円筒を結合した形状を有する。しかし、上述したように基部２１３と作用部２１４とを同一径にすることも可能なため、その場合、吸着孔１８６は同一径の円筒形状を有する。吸着孔１８６は、基部２１３を収納可能な第１の孔部１８６ａと、作用部２１４は収納可能であるが基部２１３は収納不可能な第２の孔部１８６ｂを有する。本実施例では、先端部１８５の外形及び第２の孔部１８６ｂの径はビット２１０が係合するネジ１０のネジ頭１２の径よりも小さい。【００９９】
スリーブ１８０Ｂは制電性樹脂から構成される。樹脂により、スリーブ１８０Ｂのスリーブホルダ１９０に対する回転が円滑になり、制電性材料により電荷によるスリーブ１８０Ｂの破壊を防止することができる。【０１００】
スリーブホルダ１９０は、断面凸形状を有し、本実施例ではステンレスによって構成される。スリーブホルダ１９０は、第１の円筒部１９１と、フランジ１９２と、第２の円筒部１９３と、中央貫通孔１９４と、を有する。【０１０１】
第１の円筒部１９１は、スリーブ１８０Ａの内部に挿入され、スリーブ１８０Ａの内径と略等しい外径を有し、スリーブ１８０Ａの内面に接触する。第１の円筒部１９１は、中空円筒形状を有し、側面１９１ａに径方向に延びる側面貫通ネジ１９１ｂを有し、スリーブ１８０Ａの側面貫通孔１８１ｂ通して吸引プラグ１５０のネジ部１５１ａが装着される。【０１０２】
フランジ１９２は、スリーブ１８０Ａの底面１８１ｃと接触して位置決めする。【０１０３】
第２の円筒部１９３は、第１の円筒部１９１よりも径が大きい。第２の円筒部１９３にカバー２００の側面２０２の内面２０２ａが接触してカバー２００が挿入される。第２の円筒部１９３の径はスリーブ１８０Ｂの中央部１８３の径に略等しい。【０１０４】
第２の円筒部１９３は、中空円筒形状を有し、側面１９３ａの上部に径方向に延びる側面貫通孔１９３ｂを有する。側面貫通孔１９３ｂは、カバー２００の側面２０２の側面貫通孔２０２ｂに位置合わせされるネジ孔である。但し、側面貫通孔２０２ｂはＺ軸方向に延びる長円である。側面貫通孔１９３ｂと２０２ｂには、ネジ２０４のネジ部２０４ａが装着されカバー２００はスリーブホルダ１９０に固定される。第２の円筒部１９３は、スリーブ１８０ＢをＺ軸方向に移動可能に収納するとともにＺ軸周りに回転可能に収納する。【０１０５】
中央貫通孔１９４は、断面凸形状を有し、スリーブ１８０Ｂの吸着孔１８６に接続される。中央貫通孔１９４は、第１の円筒部１９１に形成される第１の穴部１９４ａと、第２の円筒部１９３に形成される第２の穴部１９４ｂとを有する。第１の穴部１９４ａ及び第２の穴部１９４ｂは円筒形状を有し、第２の穴部１９４ｂの径は第１の穴部１９４ａの径よりも大きい。第１の穴部１９４ａは、ビット２１０と圧縮バネ２１５を収納している。第２の穴部１９４ｂは、ビット２１０、圧縮バネ２１５、ワッシャ２１７、スリーブ１８０Ｂを収納している。【０１０６】
カバー２００は、上面が開口した中空円筒形状を有し、底部２０１と側面２０２とを有する。【０１０７】
底部２０１は、内面２０１ａにおいてスリーブ１８０Ｂのフランジ１８４に接触する。底部２０１の中央には中央貫通孔２０１ｂが形成される。スリーブ１８０Ｂの中央部１８３の外周側面１８３ａとスリーブホルダ１９０の第２の円筒部１９３の側面１９３ａの径が略等しいので、この境界における空気の流入を少なくして減圧環境を維持している。【０１０８】
側面２０２の上部には、側面貫通孔２０２ｂが径方向に形成される。側面貫通孔１９３ｂと２０２ａにはネジ２０４のネジ部２０４ａが挿入され、これによってカバー２００はＺ軸方向においてスリーブホルダ１９０に固定される。但し、側面貫通孔２０２ｂはＺ軸方向に長円に形成されている。これによって、カバー２００のスリーブホルダ１９０のＺ軸方向の位置は調節可能である。ネジ２０４と長円である側面貫通孔２０２ｂは、カバー２００のスリーブホルダ１９０に対するＺ軸方向の位置を調節すると共にカバー２００とスリーブホルダ１９０を固定する固定機構を構成する。カバー２００のスリーブホルダ１９０に対するＺ軸方向の位置を調節可能であることは、図１７において、スリーブ１８０ＢのＺ方向位置調節が可能であることを意味する。【０１０９】
ビット２１０は、Ｚ軸方向に延びる棒状部材であり、端部２１１と、首部２１２と、基部２１３と、作用部２１４とを有する。【０１１０】
端部２１１には、シャフト１２８の図示しない半円筒形状の端部と係合する半円筒形状の係合部２１１ａが上端に形成され、両者は係合することにより円柱を形成する。これにより、駆動系の駆動力がＺ軸周りの回転駆動力としてビット２１０に伝達される。なお、シャフト１２８とビット２１０とは一体構造であってもよい。【０１１１】
首部２１２は、端部２１１と基部２１３との間に形成された括れであり、図示しない鋼球（係止部材）を出し入れすることによってビット２１０をＺ軸方向に拘束及び拘束解除する。【０１１２】
基部２１３は、首部２１２を介して端部２１１の下端に結合される。基部２１３の周りには、圧縮バネ２１５が設けられ、側面２１３ａの下部には一対の突起２１６が形成される。【０１１３】
圧縮バネ２１５は、一端２１５ａがスリーブ１８０Ａに固定された図示しない係止部材に係止され、他端２１５ｂがスリーブ１８０Ｂの上端面１８２ａに係止される。但し、本実施例では、他端２１５ｂは、スリーブ１８０Ｂの上端面１８２ａの上に配置されたワッシャ２１７に係止される。ワッシャ２１７を設けるかどうかは選択的である。これにより、圧縮バネ２１５はスリーブ１８０ＢをＺ１方向に付勢する。圧縮バネ２１５はスリーブ１８０Ｂをカバー２００の底部２０１の内面２０１ａに押圧する。これにより、吸着孔１８６内の減圧時でも位置を維持することができる。【０１１４】
一対の突起２１６は、基部２１３の側面２１３ａに設けられる。突起２１６はスリーブ１８０Ｂの溝１８２ｂに係合し、端部２１１に伝達されたモータ１３２の駆動力をスリーブ１８０Ｂに伝達する。本実施例では、基部２１３に側面２１３ａをＺ軸方向に垂直な方向に貫通する貫通孔を形成して、ピンを挿入して突起２１６を形成しているが、これに限定されない。【０１１５】
作用部２１４は、ネジ１０のリセス１３に係合する先端部２１４ａを先端部に有する。先端部２１４ａの形状はリセス１３の形状に対応する。先端部２１４ａがネジ１０のリセス１３と係合して回転することにより、モータ１３２から加えられた駆動力でビット２１０はネジ１０をワークＷに締結することができる。【０１１６】
ドライバ１２０Ａは、図１０に示すステップ１４００において、図１９（ａ）に示すように、ザグリ穴Ｐａにネジ１０を挿入する。続いて、図１９（ｂ）に示すように、モータ１３２を介してネジ１０をザグリ穴Ｐａ内のネジ穴に締結する（ステップ１５００）。ステップ１５００においては、ビット２１０とスリーブ１８０Ａがネジ１０と共に回転し、スリーブ１８０Ｂ、スリーブホルダ１９０及びカバー２００は静止している。吸引プラグ１５０が停止しているので配管１５２が回転できない構造であってもよい。【０１１７】
次に、図２０乃至図２３を参照して、図１２に示すフローチャートの変形例について説明する。図２０は、図１１に示すフローチャートの変形例であり、図１１と同一のステップに対しては同一の参照番号を付して説明を省略する。図２０は、図１２に示すフローチャートに対してステップ１１０６を有する点で相違する。図２１は、図１２に示すフローチャートの変形例であり、図１２と同一のステップに対しては同一の参照番号を付して説明を省略する。図２１は、図１２に示すフローチャートに対してステップ１２１２と１２１４とを有する点で相違する。図２２は、ネジ１０のリセス１３の中心軸１７と、スリーブ１２１（ビット１２５）の中心軸Ｋの位置ズレがある場合の溝１２３とリセス１３の谷部１３ａとの位置ズレを示す平面図である。図２３は、スリーブ１２１（ビット１２５）の回転角度と真空監視センサ１４６の出力との関係を示すグラフである。【０１１８】
図２２に示すように、ネジ１０のリセス１３の中心軸１７（中心１７ａ）と、スリーブ１２１（ビット１２５）の中心軸Ｋ（中心J）がずれ、リセス１３が複数の谷部１３ａＡ乃至１３ａＤを有する場合について考える。簡単のため、中心１７ａと中心Jは図２２の横方向（水平方向）にずれているものとし、位置ズレ量をＱとする。また、谷部１３ａＡ乃至１３ａＤは図２２に示す時計回りに配置されているものとする。図２２は、溝１２３がスリーブ１２１と共に回転し、９０°毎に溝１２３の中心線１２３ａが各谷部１３ａの中心線１３ａ１と平行になった状態を示している。図２２は４つの溝１２３を示しているが、これは一つの溝１２３が３６０°回転しただけである。【０１１９】
溝１２３の中心線１２３ａが谷部１３ａＡの中心線１３ａＡ１と一致した場合の溝１２３と谷部１３ａＡとの重なり領域１２３ｃＡは、溝１２３の中心線１２３ａが谷部１３ａＣの中心線１３ａＣ１と一致した場合の溝１２３と谷部１３ａＣとの重なり領域１２３ｃＣよりも小さい。溝１２３の中心線１２３ａが谷部１３ａＢの中心線１３ａＢ１と平行に配置された場合の溝１２３と谷部１３ａＢとの重なり領域１２３ｃＢは、溝１２３の中心線１２３ａが谷部１３ａＤの中心線１３ａＤ１と平行には位置された場合の溝１２３と谷部１３ａＤとの重なり領域１２３ｃＤと等しい。【０１２０】
まず、前提として、制御部１７０に、中心１７ａと中心Jとが一致した場合（即ち、位置ズレ量が０である理想状態）が崩れた場合の位置ズレ量と真空監視センサ１４６が検出する圧力又は流量との関係をティーチングしておく（図２０のステップ１１０６）。これにより、制御部１７０は、真空監視センサ１４６の検出結果を取得すると位置ズレ量に変換することができる。【０１２１】
図２３は、重なり領域１２３ｃＡ乃至１２３ｃＤに対応して真空監視センサ１４６が検出する圧力低下のピークを示している。重なり領域１２３ｃＢと１２３ｃＤに対応する圧力低下のピーク値は等しい。重なり領域１２３ｃＡに対応する圧力低下のピーク値は最低であり、重なり領域１２３ｃＤに対応する圧力低下のピーク値は最大である。【０１２２】
制御部１７０が図２３に示す情報を取得した場合、制御部１７０は、重なり領域１２３ｃＢと１２３ｃＤのそれぞれに対応する圧力低下のピーク値が等しいため（あるいはその真空監視センサ１４６の検出結果とステップ１１０６のティーチングから）、中心１７ａと中心Jの縦方向（垂直方向の）の位置ズレはないと認識する。また、重なり領域１２３ｃＡに対応する圧力低下のピーク値と重なり領域１２３ｃＣに対応する圧力低下のピーク値との差Ｅから位置ズレ量Ｑがあると認識する（図２１のステップ１２１２）。制御部１７０は、重なり領域１２３ｃＡに対応する真空監視センサ１４６の検出結果とステップ１１０６のティーチングから位置ズレ量Ｑを取得する。あるいは、制御部１７０は、重なり領域１２３ｃＣに対応する真空監視センサ１４６の検出結果とステップ１１０６のティーチングから位置ズレ量Ｑを取得してもよい。更には、制御部１７０は、重なり領域１２３ｃＡに対応する真空監視センサ１４６の検出結果とステップ１１０６のティーチングから位置ズレ量Ｑと、重なり領域１２３ｃＣに対応する真空監視センサ１４６の検出結果とステップ１１０６のティーチングから位置ズレ量Ｑとの合計を２で割った値から位置ズレ量Ｑを取得してもよい。【０１２３】
次に、制御部１７０は、この位置ズレ量Ｑを０にするように、移動部１６０を駆動する（ステップ１２１４）。これにより、中心１７ａと中心Jとが一致する。【０１２４】
なお、本実施例では溝１２３の数は一つであり、制御部１７０はステップ１２１２においてスリーブ１２１とビット１２５を３６０°回転する。これは、複数の溝（例えば、４つの溝１２３）を使用すると真空監視センサ１４６は図２３において各溝のズレの合計を各ピークとして検出してしまい、各ピーク量が等しくなり、中心軸１７とＫの位置ズレ量が分からなくなる虞があるからである。【０１２５】
本実施例では、中心１７ａと中心Jとが図２２に示す横方向に位置ズレ量Ｑだけずれていたが、両者が縦方向にずれていた場合には、制御部１７０は、重なり領域１２３ｃＢに対応する圧力低下のピーク値と重なり領域１２３ｃＤに対応する圧力低下のピーク値との差から縦方向の位置ズレ量を認識する。【０１２６】
以下、図２４乃至図２８を参照して、図２０及び図２１に示すフローチャートを実現するための別の構造について説明する。図２４は、図３に示す構造の変形例のドライバ１２０Ｂの断面図である。図２４に示すドライバ１２０Ｂは、真空監視センサ１４６を有さずに、光センサ１４８を有する点でドライバ１２０と相違している。【０１２７】
図２５（ａ）は、スリーブ１２１Ｂの下部の拡大断面図である。図２５（ｂ）は、図２５（ａ）に示すスリーブ１２１Ｂの底面図である。図２６（ａ）は、図２５（ａ）に示す回転位置から時計回りに４５°回転したスリーブ１２１Ｂの下部の拡大断面図である。図２６（ｂ）は、図２６（ａ）に示すスリーブ１２１Ｂの底面図である。【０１２８】
スリーブ１２１Ｂは、中空のほぼ円筒形状を有し、図２５（ｂ）及び図２６（ｂ）に示すように、ネジ１０の上面１６を吸着可能な吸着孔（中空部）１２２と、光センサ１４８の収納部１２４とを有する。吸着孔１２２は図４及び図５に示す吸着孔１２２と同様である。スリーブ１２１Ｂはスリーブ１２１と異なり溝１２３を有しない。その代り、光センサ１４８の収納部１２４を有する。【０１２９】
収納部１２４は、光センサ１４８を収納し、図２６（ａ）に示すように、断面Ｌ字形状を有し、底部開放端１２４ａと側部開放端１２４ｂとを有する。底部開放端１２４ａはスリーブ１２１Ｂの底面１２１ａＢにおいて円形形状で開口し、光センサ１４８からの光を透過する。なお、光センサ１４８が底部開放端１２４ａから落下しないように底部開放端１２４ａの大きさは光センサ１４８の大きさよりも小さい。側部開放端１２４ｂはスリーブ１２１Ｂの円筒側面１２１ｂＢにおいて開口し、光センサ１４８に接続されたケーブル１４９を通過させる。側部開放端１２４ｂの大きさは限定されない。【０１３０】
ここで、図２７（ａ）は、スリーブ１２１Ｂとネジ１０の上面１６とが近接した状態（約０．２ｍｍ）におけるスリーブ１２１Ｂの下部の断面図である。図２７（ｂ）は、図２７（ａ）をＥ２−Ｅ２方向から見た断面図である。図２８（ａ）は、図２７（ａ）とは４５°ずれた回転位置に配置されたスリーブ１２１Ｂの下部の断面図である。図２８（ｂ）は、図２８（ａ）をＦ２−Ｆ２方向から見た断面図である。なお、図２７（ｂ）及び図２８（ｂ）においては、ビット１２５又はスリーブ１２１の中心軸Ｋとネジ１０の中心軸１７とは鉛直方向に一直線になっている。【０１３１】
底部開放端１２４ａは、吸着孔１２２に非接触に形成されている。底部開放端１２４ａはスリーブ１２１Ｂの底面１２１ａＢに形成されて大気開放されている。底部開放端１２４ａは、中心Jから放射方向に延びる中心線１２４ａ１を有し、中心線１２４ａ１と最も近い凸部１２２ｂの中心線１２２ｂ１とのなす角度は４５°である。中心線１２４ａ１は、それに関して底部開放端１２４ａが線対称になる線をいう。【０１３２】
底部開放端１２４ａは、スリーブ１２１Ｂの底面１２１ａＢ側から見ると、中心Jを中心してビット１２５の先端部１２５ａの最外径を通る円Ｃを仮想的に形成した時に円Ｃの内側に少なくとも部分的に張り出している。本実施例においては、張り出し部１２４ｃはスリーブ１２１Ｂの回転位置に応じてリセス１３の上に配置されたりリセス１３から外れたりする。かかる構成により、張り出し部が検出部として使用可能である。なお、底部開放端１２４ａの全部が円Ｃの内側に配置されていてもよいが、この場合には中心１７ａとＪとの位置ズレを検出する機能が失われる場合がある。【０１３３】
本実施例の各種検出部は、真空監視センサ１４６を使用せず、光センサ１４８を使用する。本実施例の光センサ１４８は反射型フォトセンサであり、リセス１３を上面１６から識別することができる。反射型フォトセンサは、発光素子と受光素子を含み、発光素子はＬＥＤを使用し、受光素子はＰＤ、ＰＴｒ、フォトＩＣ、変調光フォトＩＣなどを使用する。必要があれば、リセス１３又は上面１６に反射率に差をつける部材を張り付けてもよい。光センサ１４８にはケーブル１４９が接続され、光センサ１４８の検出結果がケーブル１４９に伝達される。ケーブル１４９は制御部１７０に接続される。【０１３４】
図２７（ａ）と図２７（ｂ）はリセス１３の谷部１３ａの位相とスリーブ１２１の凸部１２２ｂ（又はビット１２５の先端部１２５ａの山部１２６）の位相とが一致し、中心線１３ａ１と中心線１２２ｂ１とが一致した状態を示している。図２７（ａ）や図２７（ｂ）に示すように、底部開放端１２４ａがリセス１３から外れている場合には、光センサ１４８はネジ１０の上面１６を検出する。【０１３５】
一方、図２８（ａ）と図２８（ｂ）はリセス１３の（谷部１３ａ）の位相とスリーブ１２１の（凸部１２２ｂ）の位相とが４５°ずれ、４つの谷部１３ａの１つの中心線１３ａ１と中心線１２４ａ１とが一致している状態を示している。図２８（ａ）や図２８（ｂ）に示すように、底部開放端１２４ａがリセス１３上に配置されている場合には、光センサ１４８は張り出し部１２４ｃにおいてリセス１３を識別することができる。【０１３６】
本実施例の構造は、図１０乃至図１２に示すフローチャートに適用することができる。この場合、図１２におけるステップ１２１０は、「光センサ１４８の検出結果と回転位置検出センサ１４４の検出結果から底部開放端１２４ａの中心線１２４ａ１がネジ１０のリセス１３の谷部１３ａの中心線１３ａ１に一致したときのスリーブ１２１（ビット１２５）の回転位置の情報を取得すると共にステップ１１０２のティーチング情報から補正量を取得」と読み替えればよい。【０１３７】
また、本実施例の構造は、図２２に示す重なり領域１２３ｃＡ乃至１２３ｃＤに示すように、張り出し部１２４ｃの面積は中心１７ａと中心Jとが位置ズレした場合に変化する。従って、図２０乃至図２１に示すフローチャートに適用することができる。【０１３８】
図２０のステップ１１０６において、制御部１７０は、中心１７ａと中心Jとが一致した場合（即ち、位置ズレ量が０である理想状態）が崩れた場合の位置ズレ量と光センサ１４８が検出する光量との関係をティーチングしておく。これにより、制御部１７０は、光センサ１４８の検出結果を取得すると位置ズレ量に変換することができる。【０１３９】
図２１のステップ１２０６における「近接するようなサーチ位置」は光センサ１４８がネジ１０の上面１６の形状を検出可能な位置である限り、かならずしも「近接」を要求するものではない。図２１のステップ１２１２は上述と同様に読み替える。図２１のステップ１２１２において、制御部１７０は、張り出し部１２４ｃの理想状態の面積に対応する光量と実際の面積に対応する光量との差から位置ズレ量があると認識する。次に、制御部１７０は、この位置ズレ量を０にするように、移動部１６０を駆動する（ステップ１２１４）。これにより、中心１７ａと中心Jとが一致する。【０１４０】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、様々な変形及び変更が可能である。
【産業上の利用の可能性】
【０１４１】
本発明によれば、ビットやリセスの損傷や磨耗粉の発生を防止するネジ締め装置を提供することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年9月1日(2010.9.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネジの上面を吸着可能な吸着孔を有するスリーブと、前記吸着孔に収納され、前記ネジのリセスに先端部が嵌合可能なビットと、前記ビットを前記スリーブと共に回転する回転部と、を有するドライバと、
前記ネジを収納する収納部と被締結物との間で前記ドライバを移動する移動部と、
前記収納部から前記ネジをピックアップし、被締結物に部品を前記ネジで固定するように前記ドライバ及び前記移動部の動作を制御する制御部と、
前記スリーブに設けられ、前記ネジの上面に前記スリーブの底面が非接触な状態で前記ネジの前記リセスを検出する光センサと、
を有するネジ締め装置であって、
前記制御部は、前記光センサによる検出結果に基づいて前記ビットの前記先端部と前記ネジの前記リセスとのアライメントを行うことを特徴とするネジ締め装置。
【請求項２】
ネジの上面を吸着可能な吸着孔を有するスリーブと、前記吸着孔に収納され、前記ネジのリセスに先端部が嵌合可能なビットと、前記ビットを前記スリーブと共に回転する回転部と、を有するドライバと、
前記ネジを収納する収納部と被締結物との間で前記ドライバを移動する移動部と、
前記収納部から前記ネジをピックアップし、被締結物に部品を前記ネジで固定するように前記ドライバ及び前記移動部の動作を制御する制御部と、
前記スリーブに設けられ、前記ネジの上面に前記スリーブの底面が非接触な状態で前記ネジの前記リセスを検出する光センサと、
を有するネジ締め装置であって、
前記制御部は、前記光センサによる検出結果に基づいて、前記ネジの中心軸と前記ビットの中心軸との、両中心軸に垂直な平面における位置ずれを検出し、当該位置ずれが減少するように前記移動部による移動を制御することを特徴とするネジ締め装置。
【請求項３】
前記スリーブは、前記光センサによる光が通過し、前記ネジの前記上面に対向可能な底面に開口部を含み、
前記スリーブを底面側から見ると、前記開口部は、前記ビットの中心軸を中心として前記ビットの前記先端部の最外径を通る円を仮想的に形成した時に前記円の内側に少なくとも部分的に張り出していることを特徴とする請求項１又は２に記載のネジ締め装置。
【請求項４】
前記吸着孔は前記ネジのネジ頭よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載のネジ締め装置。
【請求項５】
前記スリーブを回転可能に収納すると共に前記吸着孔に接続する中央貫通孔を有するスリーブホルダと、
吸引プラグを有し、前記吸着孔を真空引きする真空引き手段と、
を更に有し、
前記吸引プラグは、前記スリーブホルダの側面に設けられて前記中央貫通孔に接続する側面貫通孔に取り付けられ、前記スリーブが前記ビットと共に回転する際に前記スリーブホルダと共に静止し、前記側面貫通孔と前記中央貫通孔を介して前記吸着孔を真空引きすることを特徴とする請求項１又は２に記載のネジ締め装置。
【請求項６】
前記ネジ締め装置は、前記ビットの回転角度を検出する回転位置検出部を更に有し、
前記制御部は、
前記スリーブの前記底面と前記ネジの前記上面とを非接触に維持した状態で前記回転部により前記スリーブと前記ビットを回転し、
前記光センサが検出した前記ネジの前記リセスに対応する前記ビットの回転角度を前記回転位置検出部から取得し、
前記回転位置検出部から取得した前記ビットの回転角度から、前記ネジの中心軸と前記ビットの中心軸に垂直な平面において前記ビットの中心軸と前記開口部の中心軸を通る線と前記ビットの前記先端部の山部の中心線との間の角度だけずれた位置に前記回転部により前記スリーブと前記ビットを回転し、
前記移動部を制御して前記ビットの前記先端部を前記ネジの前記リセスに嵌合することを特徴とする請求項３に記載のネジ締め装置。
【請求項７】
前記吸着孔を真空引きする真空引き手段と、
前記吸着孔の圧力を検出する圧力検出部と、
を更に有し、
前記制御部は、
前記スリーブの前記底面と前記ネジの前記上面とを非接触に維持した状態で前記回転部により前記スリーブと前記ビットを回転し、
前記ビットの中心軸と前記ネジの中心軸との間の前記平面における位置ずれ量と前記圧力との関係と、前記圧力検出部の検出結果から前記位置ずれ量を取得することを特徴とする請求項２に記載のネジ締め装置。
【国際調査報告】
2009110059.tif 000031
2009110059.tif 000032
2009110059.tif 000033
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