(57)【要約】【課題】本発明は、ねじ部材のいずれに対しても大きな荷重を作用させることなく、ナットの軸芯をねじ軸の軸芯に自動的に倣わせて、互いの軸芯合せを円滑に行い、かつ自動締結を可能とするねじ部材締結装置および組立て体の製造方法を提供する。【解決手段】ねじ部材締結装置Ｔとして、駆動軸４ａを備えた固定の駆動モータ４と、従動軸２４を有し変位自在な締付け部２と、駆動軸と締付け部とを連結するガイド機構Ｒと、従動軸とナット保持部とを連結するフローティング機構Ｆを備え、上記ガイド機構は、駆動軸に設けられる駆動ギヤ９と、従動軸に設けられる従動ギヤ２５と、従動軸と駆動軸との間に介在され従動軸との軸間距離と駆動軸との軸間距離とを同一に設定されたアイドラ軸４５ａと、このアイドラ軸に設けられ駆動ギヤと従動ギヤの双方に噛合するアイドラギヤ４５と、駆動軸とアイドラ軸とを回動自在に接続する第１のリンクアーム１１と、アイドラ軸と従動軸とを回動自在に接続する第２のリンクアーム２０とを備えた。【選択図】    図１
2008073797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸を備えた駆動源と、上記駆動軸によって回転駆動される従動軸を有し、保持するナットをねじ軸に螺合する締付け部とを備えたねじ部材締結装置において、
上記駆動軸の位置を固定する一方で、上記締付け部が水平方向に変位可能となるよう、駆動軸と締付け部とを連結するガイド機構と、
上記締付け部におけるナット保持部がねじ軸に対して垂直方向に弾性的に当接するよう、従動軸とナット保持部とを連結するフローティング機構とを具備し、
上記ガイド機構は、
位置を固定とする上記駆動軸に設けられる駆動ギヤと、
位置が変位自在な上記従動軸に設けられる従動ギヤと、
位置が変位自在であるとともに、上記従動軸と上記駆動軸との間に介在され、かつ従動軸との軸間距離と駆動軸との軸間距離を同一に設定されたアイドラ軸と、
このアイドラ軸に設けられ、上記駆動ギヤと上記従動ギヤの双方に噛合するアイドラギヤと、
上記駆動軸と上記アイドラ軸とを回動自在に接続する第１のリンクアームと、
上記アイドラ軸と上記従動軸とを回動自在に接続する第２のリンクアームと
を備えたことを特徴とするねじ部材締結装置。
【請求項２】
駆動軸を備えた駆動源と、上記駆動軸によって回転駆動される従動軸を有し、保持するナットをねじ軸に螺合する締付け部とを備えたねじ部材締結装置において、
上記駆動軸の位置を固定する一方で、上記締付け部が水平方向に変位可能となるよう、駆動軸と締付け部とを連結するガイド機構と、
上記締付け部におけるナット保持部がねじ軸に対して垂直方向に弾性的に当接するよう、従動軸とナット保持部とを連結するフローティング機構とを具備し、
上記ガイド機構は、
位置を固定とする上記駆動軸に設けられる駆動ギヤと、
位置を固定とする上記従動軸に設けられる従動ギヤと、
位置を固定とするとともに、上記従動軸と上記駆動軸との間に介在されたアイドラ軸と、
このアイドラ軸に設けられ、上記駆動ギヤと上記従動ギヤの双方に噛合するアイドラギヤと、
上記アイドラ軸に設けられ、所定の一方向のみ変位自在な第１のガイド板と、
上記従動軸に設けられ、上記第１のガイド板の移動方向は第１のガイド板とともに移動し、かつ第１のガイド板の移動方向とは直交する方向にはそれ自体のみ移動可能な第２のガイド板と
を備えたことを特徴とするねじ部材締結装置。
【請求項３】
上記請求項１および請求項２のいずれかに記載のねじ部材締結装置を用いて、ナットとねじ軸とを締結する工程を有することを特徴とする組立て体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ軸（ボルト）の軸芯に対してナットの軸芯を自動的に合せるとともに、ナットを自動回転させて締結するねじ部材締結装置および、このねじ部材締結装置を用いた組立て体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえばノート型のパーソナルコンピューター（以下、「ノートパソコン」と呼ぶ）である組立て体を製造するのに、各構成部品の組立ておよび組立てられた構成部品を筐体に締結（取付け）するにあたって、ねじ軸（ボルト）とナットからなるねじ部材が多数必要である。しかも、対象とする組立て体が小型であるので、ねじ部材のねじ径が小さく、人手によるねじ締結作業では工数がかかってしまう。  
そこで、二つの部材を、ナットとねじ軸とからなるねじ部材で自動締結するのに、ねじ部材締結装置である、いわゆるナットランナが多用されていて、生産性の向上および省力化によるコストの低減化が図られている。
【０００３】
この種のナットランナにおいて、ナットを保持する六角孔を備えた締付け具の軸芯と、ねじ軸との軸芯とが一致し、互いの芯合せが正確であるときは問題がないが、実際には正確な芯合せが困難で、ズレが生じている場合が多い。このとき、ねじ軸に対してナットが斜め方向から嵌められ、締付け不良が発生する。  
そこで、図７に示すように、締付け具Ｋの六角孔ｒ形状をナットＮの外形よりも大に形成しておくことで、締付け具Ｋを回転させれば、ナットＮの頂角ｑが必然的に六角孔ｒの辺部に当接する。締付け具Ｋの六角孔ｒとナットＮは互いに角度ズレがあるが、両者の中心は一致するので、ナットＮは円滑に回転してねじ軸に螺着される。
【０００４】
このような構成では、上述の寸法設定から予め、締付け具Ｋの六角孔ｒにナットＮを保持することができない。まず、作業者がねじ軸にナットＮを正しく芯合せしてナットＮを保持し、そのうえでナットＮが位置ズレしたり、傾かないようにして締付け具Ｋの六角孔ｒを掛合し、そのままの状態でナットＮを回転させなければならない。  
特に、締付け具Ｋの六角孔ｒをナットＮに掛合すると、ナットＮの保持ができなくなる。そして、締付け具Ｋを回転させると六角孔ｒのいずれかの辺部が先にナットＮの頂角ｑに当たって、ナットＮの姿勢が傾き易い。すなわち、ねじ軸の軸芯に対してナットＮの軸芯がズレ易く、正しいねじ締めが困難となる。
【０００５】
［特許文献１］には、ねじ部材を自動で締結するナットランナが開示されている。この明細書中には特に記載がないが、装置全体が水平方向にある程度移動できる余裕（ガタ）を持たせている。そのため、締付け具に保持した締結部材と、螺合すべき相手方の締結部材の軸芯が互いにズレたとしても、装置全体のガタにより芯ズレの吸収が可能である。  
しかしながら、重量のある駆動源を含めた装置全体が移動しなければならないので、円滑な動きを保証することができない。そして、芯合せができた際に、装置の全重量がねじ部材のねじ部にかかり、衝撃を受けたねじ部が傷付く虞れが大である。  
［特許文献２］は、駆動軸と、この駆動軸によって回転される被駆動軸との間に、たわみ軸継手を備えたナットランナが開示されている。上記たわみ軸継手を備えることにより、締結部材相互に芯ズレがあっても、ズレを確実に吸収して適正な締結を円滑に行える、とある。
【特許文献１】特開平９−１０８９６３号公報
【特許文献１】特開平６−  ５５３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、［特許文献２］のナットランナは、駆動軸と被駆動軸の端部に、軸芯と直角な断面が正多角形であり内壁各面が平面状である凹部を設けている。たわみ軸継手は、外壁各面が外方へ凸の曲面であり軸芯と直角な断面が正多角形であり、最大部分で凹部の内側に沿う膨出部を両端に有する伝導体を形成し、伝動体両端の膨出部を各凹部に嵌め入れたことを特徴としている。  
このように、たわみ軸継手を構成する伝動体は極めて複雑な形状であり、製作に手間がかかる。駆動軸と被駆動軸の凹部に伝動体を正確に嵌め入れするには、高精度加工を必要とする。さらに、駆動軸に、被駆動軸を弾性支持する弾性体支持を等間隔で複数個取付ける必要があり、互いの弾性力のバランス調整に手間がかかり困難である。
【０００７】
本発明は上記事情にもとづきなされたものであり、その目的とするところは、ねじ部材のいずれに対しても大きな荷重を作用させることなく、ナットの軸芯をねじ軸の軸芯に自動的に倣わせて、互いの軸芯合せを円滑に行い、かつ自動締結を可能とするねじ部材締結装置および、ねじ部材締結装置を用いて組立て体を製造する組立て体の製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を満足するため本発明のねじ部材締結装置は、駆動軸を備えた駆動源と、駆動軸によって回転駆動される従動軸を有し保持するナットをねじ軸に螺合する締付け部とを備え、駆動軸の位置を固定する一方で締付け部が水平方向に変位可能となるよう駆動軸と締付け部とを連結するガイド機構と、締付け部におけるナット保持部がねじ軸に対して垂直方向に弾性的に当接するよう従動軸とナット保持部とを連結するフローティング機構とを具備し、  
上記ガイド機構は、位置を固定とする駆動軸に設けられる駆動ギヤと、位置が変位自在な従動軸に設けられる従動ギヤと、位置が変位自在であるとともに従動軸と駆動軸との間に介在されかつ従動軸との軸間距離と駆動軸との軸間距離を同一に設定されたアイドラ軸と、このアイドラ軸に設けられ駆動ギヤと従動ギヤの双方に噛合するアイドラギヤと、駆動軸とアイドラ軸とを回動自在に接続する第１のリンクアームと、アイドラ軸と従動軸とを回動自在に接続する第２のリンクアームとを備えた。
【０００９】
さらに、上記目的を満足するため本発明の組立て体の製造方法は、上記ねじ部材締結装置を用いて、ナットとねじ軸とを締結する工程を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ねじ部材のいずれに対しても大きな荷重を作用させることなく、ナットの軸芯をねじ軸の軸芯に自動的に倣わせて、互いの軸芯合せを円滑に行い、かつ自動締結を可能とする効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面にもとづいて説明する。  
図１は第１の実施の形態におけるねじ部材締結装置Ｔの縦断正面図、図２は同実施の形態におけるガイド機構Ｒの平面図、図３はガイド機構Ｒの基本構成図である。  
図１に示すねじ部材締結装置Ｔは、駆動部１と、フローティング機構Ｆを備えた締付け部２と、これら駆動部１と締付け部２との間に介在する中間駆動部３とから構成される。  
はじめに、上記駆動部１から説明すると、駆動源である駆動モータ４が駆動軸４ａを下方に向けた状態で、支持具５を介してベース板６に支持される。上記ベース板６は、駆動部１から中間駆動部３を介して締付け部２まで水平方向に延設される。
【００１２】
上記駆動モータ４の駆動軸４ａには、駆動軸４ａと同一方向に延出する延長軸７が嵌着固定される。この延長軸７は、上記ベース板６に設けられる孔部ａを挿通し、さらに下方部位へ突出している。上記ベース板６の孔部ａには軸受け具８の外輪部が嵌め込まれ、この軸受け具８の内輪部に上記延長軸７が嵌着固定される。  
延長軸７のベース板６から下方へ突出する部位には駆動ギヤ９が嵌着固定され、ベース板６とモータ支持具５との間の延長軸７部位には軸受け具１０を介して第１のリンクアーム１１の一端部が取付けられる。上記駆動ギヤ９は、上記ベース板６の下面部に取付けられるカバー１２によって覆われる。このカバー１２は中間駆動部３を介して締付け部２まで延設される。
【００１３】
上記締付け部２は、上記ベース板６に設けられる開口部ｂに挿入され、かつベース板６から上方へ突出し後述するようにして支持されるドライバ軸部１３を備えている。このドライバ軸部１３は、軸芯が上下方向に向けられた円筒体であって、上端部には倣いプレート１４が水平方向に取付けられる。  
上記ベース板６の上面で、かつ上記ドライバ軸部１３を間にして左右に、Ｘ方向（紙面の前後方向）に向けられた一対のＸリニアガイド（一方のみ図示）１５のレール部１５ａが載設される。Ｘリニアガイド１５のレール部１５ａに対して移動自在なガイド部１５ｂ上には、中間プレート１６が取付けられる。
【００１４】
上記中間プレート１６上面には、Ｙ方向（図の左右方向）に向けられた一対のＹリニアガイド（一方のみ図示）１７のレール部１７ａが載設される。Ｙリニアガイド１７のレール部１７ａに対して移動自在なガイド部１７ｂ上には、上記ドライバ軸部１３の上端部に設けられる上記倣いプレート１４が取付けられる。  
したがって、上記倣いプレート１４がＸリニアガイド１５とＹリニアガイド１７を介してベース板６に支持されることとなり、この倣いプレート１４と一体の上記ドライバ軸部１３は、Ｘ方向とＹ方向に自由に変位自在となっている。
【００１５】
上記ドライバ軸部１３の下端部外周面には軸受け具１８の内輪部が嵌め込まれていて、この軸受け具１８の外輪部には第２のリンクアーム２０の一端部が嵌着固定される。そのため、上記第２のリンクアーム２０とドライバ軸部１３とは、互いに回転自在となっている。  
ドライバ軸部１３の内周面には上下に間隔を存して軸受け具２２，２３の外輪部が嵌め込まれていて、これら軸受け具２２，２３の内輪部には円筒状の従動軸２４が嵌め込まれる。すなわち、この従動軸２４は、軸受け具２２，２３を介してドライバ軸部１３に支持され、かつドライバ軸部１３に対して回転自在である。
【００１６】
下部側の軸受け具２３から、下方へ突出する従動軸２４の外周面には従動ギヤ２５が嵌着固定され、さらに従動ギヤ２５の下部側における従動軸２４の外周面に回転アーム２６が嵌め込まれている。したがって、従動ギヤ２５および回転アーム２６は、従動軸２４と一体に回転自在である。  
上記回転アーム２６は、従動軸２４の下端面からさらに下方に延出形成されていて、この下端部にはカムフォロア２７を介してビット軸部２８が吊持されている。すなわち、ビット軸部２８とカムフォロア２７は回転アーム２６に設けられるカムフォロア支持部ｃの範囲内で上下方向に移動自在である。
【００１７】
上記ビット軸部２８は、回転アーム２６下端から下方へ突出する略円筒体である。この上部側に対して下部側の内外径がわずかに大に形成され、これらの境目部分における内径側には段部ｄ，ｅが突設される。ビット軸部２８の下端内径側には、ねじ部材を構成するナットＮの外形形状および外径寸法と一致する六角孔２８ａが設けられている。  
ビット軸部２８の外径側段部ｅには、薄板からなるセンサドグ３０が水平方向に嵌着固定される。上記センサドグ３０に対向して、図示しない支持具に支持される高さセンサ３１が配置される。高さセンサ３１の検知信号が図示しない制御部へ送られることで、高さセンサ３１とセンサドグ３０との間隔を計測できるようになっている。
【００１８】
従動軸２４の内径部からビット軸部２８の内径部に亘って、パイプ体からなる固定軸３２が挿通される。この固定軸３２の外径寸法は、保持するナットＮの内径寸法と同一もしくは、わずかに小である。固定軸３２の下端縁はビット軸部２８の下端縁と略同一位置に揃えられ、固定軸３２の上端部は従動軸２４上端縁から上方へ突出している。  
上記倣いプレート１４上には、断面略逆Ｌ字状の押え板３３が設けられ、この押え板３３の水平部に挿通用孔ｆが設けられる。上記固定軸３２の上端部は押え板３３の挿通用孔ｆに挿通され、さらに上方へ突出する。固定軸３２の上端部外周面に止め板３４が嵌着固定され、この止め板３４が押え板３３上に支持される。固定軸３２上端部は止め板３４を介して押え板３３に吊持される。
【００１９】
従動軸２４内周面と固定軸３２外周面との間、およびビット軸部２８内周面と固定軸３２外周面との間には、それぞれロータリーブッシュ３５が介在される。これらロータリーブッシュ３５の存在により、従動軸２４およびビット軸部２８が回転駆動されても固定軸３２は影響を受けることがなく、いわゆる連れ回りの現象は生じない。  
さらに、ロータリーブッシュ３５の存在により、固定軸３２は従動軸２４およびビット軸部２８に対して自由に上下方向への移動が可能であり、互いに移動の影響を受けることがない。
【００２０】
固定軸３２の従動軸２４上端面から突出する部位における外周面に、受け板３７が嵌着固定されている。受け板３７と上記押え板３３の水平部との間には、圧縮ばねからなる軸加圧ばね３８が介設される。上記輪加圧ばね３８の存在により、固定軸３２が押上げ付勢力を受けて上方へ移動しようとすると、軸加圧ばね３８が圧縮変形して反発力を生じ、固定軸３２を押し下げる作用をなす。  
従動軸２４の下端面とビット軸部２８の上端面との間に、圧縮ばねからなるビット加圧ばね３９が介設される。上述したようにビット軸部２８はカムフォロア２７を介し上下方向に移動自在であり、ビット軸部２８が押上げ付勢力を受けて上方へ移動しようとすると、ビット加圧ばね３９が圧縮変形して反発力を生じ、ビット軸部２８を押下げる作用をなす。
【００２１】
このようにして、上記締付け部２における従動軸２４に対する固定軸３２と回転アーム２６およびビット軸部２８の組立てと、軸加圧ばね３８とビット加圧ばね３９およびロータリーブッシュ３５の配置の組合せから、上記フォローティング機構Ｆが構成されることとなる。  
上記固定軸３２の止め板３４から上方へ突出する端部にはホース継手が設けられ、ここに真空ポンプ等の真空吸着源と連通するホースが接続される（いずれも図示しない）。したがって、固定軸３２の内径孔はホースを介して真空吸着源と連通する真空用孔３２ａとなっている。
【００２２】
上記真空用孔３２ａ下端には先端軸部４０が密に嵌め込まれていて、真空用孔３２ａ下端は閉塞される。この先端軸部４０は、固定軸３２下端面から下方へ突出する円錐状先端ｇを備えている。後述するように、ねじ部材を構成するねじ軸（ボルト）Ｇの端部に設けられる軸端テーパ部ｈと、先端軸部４０の円錐状先端ｇは全く同一形状をなす。
【００２３】
先端軸部４０が嵌め込まれた固定軸３２下端部位と、ビット軸部２８の内径段部ｄと対向する部位との間には、固定軸３２の周面に沿い所定間隔を存して複数の連通孔３２ｂが設けられる。これら連通孔３２ｂの存在により、固定軸３２の真空用孔３２ａとビット軸部２８下端内径部との間が連通されることになる。  
すなわち、ビット軸部２８の六角孔２８ａに外形が掛合され、固定軸３２の外周面に内径部が嵌め込まれるナットＮに対して、真空ポンプから接続ホースを介して固定軸３２の真空用孔３２ａに導かれる真空圧が作用する。このことから、ナットＮをビット軸部２８に真空吸着して保持する、ナット保持部Ｗが構成される。
【００２４】
上記中間駆動部３は、上記第１のリンクアーム１１の他端部に外輪部が嵌め込まれる軸受け具４２と、上記第２のリンクアーム２０の他端部に外輪部が嵌め込まれる軸受け具４３および、これら軸受け具４２，４３の内輪部に挿通し、かつ嵌着固定されるアイドラ軸４５ａと、このアイドラ軸４５ａに設けられるアイドラギヤ４５とから構成される。  
上記アイドラギヤ４５は、駆動部１に設けられる駆動ギヤ９と、締付け部２に設けられる従動ギヤ２５との双方に噛合される。そして、アイドラ軸４５ａは第１のリンクアーム１１と第２のリンクアーム２０との両方に支持されるので、それぞれのリンクアーム１１，２０における変位の影響を受けることとなる。
【００２５】
具体的には、図２に示すように構成される。  
第１のリンクアーム１１一端部の軸芯を構成する駆動軸４ａと、他端部の軸芯を構成するアイドラ軸４５ａとの軸間距離寸法Ｌと、第２のリンクアーム２０一端部の軸芯を構成するアイドラ軸４５ａと他端部軸芯を構成する従動軸２４との軸間距離寸法Ｌは、互いに同一に設定されている。  
上記駆動軸４ａの位置は固定であり、第１のリンクアーム１１は、この端部を支点として、アイドラ軸４５ａに枢支する第１のリンクアーム１１の他端部および第２のリンクアーム２０の一端部位置が、回動変位自在である。  
さらに、これらアイドラ軸４５ａに枢支する第１のリンクアーム１１の他端部と第２のリンクアーム２０の一端部位置を支点として、従動軸２４に枢支する第２のリンクアーム２０の他端部位置が回動変位自在である。
【００２６】
このようにして、駆動部１から中間駆動部３を介し締付け部２に亘って、第１のリンクアーム１１および第２のリンクアーム２０を備えるとともに、駆動ギヤ９とアイドラギヤ４５および従動ギヤ２５からなるガイド機構Ｒが構成される。  
駆動ギヤ９と従動ギヤ２５およびアイドラギヤ４５のいずれも、同一の歯数であり、同一のギヤ径のものが用いられている。図２において、第１のリンクアーム１１に対し第２のリンクアーム２０が９０°交差しているので、アイドラギヤ４５を中心として、駆動ギヤ９と従動ギヤ２５は互いに９０°の角度を存して位置している。  
上述したように、第１のリンクアーム１１の駆動軸４ａ側端部を支点として、アイドラ軸４５ａが取付けられる端部が半径Ｌの範囲で変位自在である。そして、アイドラ軸４５ａが取付けられる端部を支点として、第２のリンクアーム２０の従動軸２４が設けられる端部が半径Ｌの範囲で変位自在な直角２自由度方向のガイド機構Ｒが構成される。
【００２７】
上述のガイド機構Ｒであるから、第１のリンクアーム１１および第２のリンクアーム２０がどの位置に回動変位しても、駆動ギヤ９に対するアイドラギヤ４５の噛合状態に変化がなく、また、アイドラギヤ４５に対する従動ギヤ２５の噛合状態に変化がない。  
基本的には、図３に示すようなガイド機構Ｒを具体化したものである。  
図中、Ｃギヤの中心軸位置は固定であり、このＣギヤに噛合するＢギヤは図に示すＸ方向に移動可能である。Ｂギヤに噛合するＡギヤは、ＢギヤとともにＸ方向に移動可能であり、かつＸ方向と直交するＹ方向に移動可能である。結局、位置が変動しないＣギヤに対してＡギヤはＸ−Ｙ方向に自由に移動自在である。
【００２８】
Ｃギヤは駆動部１の駆動ギヤ９に相当し、この駆動ギヤ９の中心軸である駆動軸４ａ位置は固定である。Ｂギヤは中間駆動部３のアイドラギヤ４５に相当し、このアイドラギヤ４５は駆動ギヤ９に噛合する。アイドラギヤ４５の中心軸であるアイドラ軸４５ａはＸ方向に移動可能である。  
Ａギヤは締付け部２の従動ギヤ２５に相当し、この従動ギヤ２５はアイドラギヤ４５に噛合する。アイドラギヤ４５の中心軸であるアイドラ軸４５ａは、アイドラギヤ４５とともにＸ方向に移動可能であり、かつＸ方向と直交するＹ方向に移動可能である。結局、中心位置が変動しないＣギヤ（駆動ギヤ９）に対し、Ａギヤ（従動ギヤ２５）はＸ−Ｙ方向に移動自在となっている。
【００２９】
つぎに、上記ねじ部材締結装置Ｔを用いて、たとえばノートパソコンである組立て体の筐体に対し、部品である被締結部材を取付け、製造する方法について説明する。  
はじめに、ねじ部材締結装置Ｔの締付け部２におけるビット軸部２８の先端に形成されるナット保持部ＷにナットＮを吸着保持する。このとき、真空ポンプが駆動され固定軸３２の真空用孔３２ａと連通孔３２ｂを介してビット軸部２８の先端内径部に真空圧がかけられる。  
ナットＮは外形をビット軸部２８に設けられる六角孔２８ａに掛合し、内径部を固定軸３２端部外周面に掛合した状態で真空圧を受け、確実に保持される。この状態で、ねじ部材締結装置Ｔの直下部に、たとえばノートパソコンの筐体が移動してきて上昇駆動される。逆に、ねじ部材締結装置Ｔを昇降機構に支持し、筐体に対して降下するようにしてもよい。
【００３０】
予め、上記筐体には構成部品等の被締結部材が載置され、この被締結部材にはねじ軸（ボルト）が挿通される。上記ねじ軸は、ナット保持部Ｗに保持されるナットＮと螺合すべき相手方となるものであり、ねじ軸のねじ部が上方へ向けてセットされている。そして、ビット軸部２８の先端軸部４０がねじ軸に接近し、ついには接触する。  
図４は先端軸部４０がねじ軸Ｇに接触した状態での、ねじ軸Ｇの軸芯Ｌｂに対する先端軸部４０（すなわち、ナットＮ）の軸芯Ｌａの位置ズレ状態と、その補正量（＝偏心量）δを現す図、図５はこのときに発生する反力の状態を現す図である。  
先端軸部４０がねじ軸Ｇに接触した状態で、ねじ軸Ｇの軸芯Ｌｂに対して先端軸部４０の軸芯Ｌａが必ずしも一致するとは限らず、ほとんどの場合、図４に示すように位置ズレしてしまう。このときの位置ズレ量が、ねじ軸Ｇの軸芯Ｌｂに対する先端軸部４０の軸芯Ｌａの偏心量であり、後述するように締付け部２のねじ軸Ｇに対する補正量δとなる。
【００３１】
図５に示すように、先端軸部４０の軸芯Ｌａがねじ軸Ｇの軸芯Ｌｂとは偏心した位置で当接すると、接触位置から先端軸部４０に対して接触反力ＦＷが発生する。この接触反力ＦＷは斜め方向に作用するから、水平方向と垂直方向のそれぞれに、水平分力Ｆｈと垂直分力Ｆｔが発生する。  
水平分力Ｆｈは、駆動部１から中間駆動部３を介して締付け部２に亘って設けられるガイド機構Ｒが吸収する。垂直分力Ｆｔは、締付け部２に構成されるフローティング機構Ｆが吸収する。そして、水平分力Ｆｈと垂直分力Ｆｔの両方が完全吸収された状態で、ねじ軸Ｇの軸芯Ｌｂと先端軸部４０の軸芯Ｌａが一致し、すなわちねじ軸Ｇの軸芯ＬｂとナットＮの軸芯Ｌａが一致することとなる。
【００３２】
具体的には、先端軸部４０の円錐状先端４０ａがねじ軸Ｇとは軸芯が偏心した位置で当接することで、先端軸部４０および固定軸３２が垂直分力Ｆｔを受けて一旦は上昇する。このとき、固定軸３２に対して軸加圧ばね３８が接触反力ＦＷを吸収するので、ねじ軸Ｇおよび固定軸３２とも接触時における衝撃の発生はない。  
先端軸部４０の円錐状先端ｇは、軸加圧ばね３８の弾性反発力によりねじ軸Ｇの軸端テーパ部ｈに対し垂直方向に押し付けられるとともに、上記したガイド機構Ｒにおける第１のリンクアーム１１と第２のリンクアーム２０の作用で、締付け部２とともに先端軸部４０はＸ−Ｙ方向に移動する。
【００３３】
すなわち、先端軸部４０の円錐状先端ｇがねじ軸Ｇの軸端テーパ部ｈに接触しながら、円錐状先端ｇは軸端テーパ部ｈ形状に倣って移動する。そして、ついには円錐状先端ｇが軸端テーパ部ｈに完全に嵌り込み、互いの軸芯Ｌａ，Ｌｂが一致する。同時に、ナットＮのねじ部Ｎａとねじ軸Ｇのねじ部Ｇａとが正しく一致する。  
このときも、ナットＮおよびねじ部Ｇの双方に少しの衝撃も発生しないが、ねじ軸Ｇの押上げ作用が継続し、もしくは締付け部２の押下げ作用が継続する。ナットＮのねじ部Ｎａとねじ軸Ｇのねじ部Ｇａ相互が接触し、今度はナットＮを保持するビット軸部２８が押上げられる。ビット軸部２８に一体に設けられるセンサドグ３０は上昇して、高さセンサ３１に接近する。
【００３４】
ビット軸部２８と従動軸２４の間に設けられるビット加圧ばね３９が圧縮変形し、弾性反発力を作用させる。そのため、ナットＮのねじ部Ｎａとねじ軸Ｇのねじ部Ｇａ相互に大きな荷重が加わることがなく、互いのねじ部Ｎａ，Ｇａの損傷が確実に防止される。  
ねじ軸Ｇの押上げ作用、もしくは締付け部２の押下げ作用が継続することで、ビット加圧ばね３９の弾性反発力にかかわらずセンサドグ３０は高さセンサ３１に接近し続ける。上記高さセンサ３１の検知信号は制御部へ送られているので、制御部は高さセンサ３１とセンサドグ３０との間の寸法が、予め記憶された基準寸法と異なることを判断する。
【００３５】
そして、制御部は、ねじ軸Ｇの押上げ作用もしくは締付け部２の押下げ作用を停止する制御信号を送る。そのあと、高さセンサ３１とセンサドグ３０との間が基準寸法となる位置まで、ねじ軸Ｇ位置もしくは締付け部２を戻すよう制御する。  
つぎに、制御部は駆動モータ４に制御信号を送り、駆動軸４ａの駆動を開始させる。駆動軸４ａに延長軸７を介して取付けられる駆動ギヤ９が回転駆動され、この駆動ギヤ９に噛合するアイドラギヤ４５と従動ギヤ２５が回転する。したがって、従動ギヤ２５は駆動ギヤ９と同方向に回転駆動されることとなる。
【００３６】
上記従動ギヤ２５は、従動軸２４と回転アーム２６を介してビット軸部２８を同時に回転させ、ナット保持部Ｗに保持されるナットＮが回転駆動される。上述したように、ナットＮの軸芯Ｎａがねじ軸Ｇの軸芯Ｇａに正しく合せられた状態でナットＮが回転駆動されるので、ねじ軸Ｇに対してナットＮが傾くことがなく、円滑にして、かつ速やかにねじ締めが行われ、筐体に被締結部材が締結される。  
ナットＮをねじ軸Ｇにねじ込んでいる間、ビット軸部２８はカムフォロア２７とともに降下する。同時に、ビット加圧ばね３９は一定の加圧力（すなわち、弾性反発力）をビット軸部２８に付勢するので、ナットＮを保持するビット軸部２８の回転がより円滑化される。
【００３７】
所定量、ビット軸部２８が降下することで、ねじ軸Ｇに対してナットＮが確実にねじ込まれ、筐体に被締結部材を締結することになる。高さセンサ３１はビット軸部２８の所定量移動を検知し、その検知信号を受けた制御部は駆動モータ４の駆動を停止する。そして、ねじ部材締結装置ＴはつぎのナットＮを受け取り、被締結部材に挿通するねじ軸Ｇに対して上述の作用を繰り返す。
【００３８】
このようにして本発明のねじ部材締結装置Ｔは、締付け部２に備えたフローティング機構Ｆと、駆動部１から中間駆動部３を介して締付け部２に至るガイド機構Ｒとの組合せにより、ねじ軸Ｇの軸芯Ｇａに対してナットＮの軸芯Ｎａを倣わせて、速やかに一致させることができる。  
しかも、互いの芯合せの間に、ねじ軸ＧおよびナットＮに対する衝撃の発生が無く、したがってねじ軸ＧとナットＮの姿勢が一定に保持され傾きが無いので、円滑なねじ込み作業を行うことができる。  
図６は、先に説明したガイド機構Ｒを代用する、第２の実施の形態としてのガイド機構Ｒａを説明する図であり、模式的に示している。
【００３９】
駆動ギヤ９の軸芯とアイドラギヤ４５の軸芯を結ぶ線Ｌｃに対して、アイドラギヤ４５の軸芯と従動ギヤ２５の軸芯を結ぶ線Ｌｄが９０°で交差する。ここでは、駆動ギヤ９とアイドラギヤ４５および従動ギヤ２５ともに軸芯位置は移動せず、その場で回転自在に支持される。  
各ギヤ９，４５，２５の回転軸端部に軸受け具を介して基板が設けられ、それぞれの基板は回転軸の回転にかかわらず、位置が固定である。アイドラギヤ４５の回転軸に軸受け具を介して取付けられる基板上には、Ｘ方向にガイドする一対のＸリニアガイド５０を介して第１のガイド板５１が載設される。
【００４０】
従動ギヤ２５の回転軸に軸受け具を介して取付けられる基板上には、Ｙ方向にガイドするＹリニアガイド６０を介して第２のガイド板６１が載設される。この第２のガイド板６１は第１のガイド板５１とともにＸ方向には同時に移動するけれども、Ｙ方向にはそれ自体（第２のガイド板６１）のみが移動し、第１のガイド板５１は同方向には移動しないよう掛合状態にある。  
上記第２のガイド板６１には、上述したフローティング機構Ｆが構成され取付けられている。このことから、第２のガイド板６１にフローティング機構Ｆを介してビット軸部２８の先端であるナット保持部ＷにナットＮが保持される。
【００４１】
上記フローティング機構Ｆと、上記ガイド機構Ｒａとの組合せにより、ねじ軸Ｇの軸芯Ｇａに対してナットＮの軸芯ＮａをＸ−Ｙ方向に倣わせて、速やかに一致させることができる。互いの芯合せの間に、ねじ軸ＧおよびナットＮに対する衝撃の発生が無く、ねじ軸ＧとナットＮの姿勢が一定に保持され傾きが無いので、円滑に締結作業が行われる。  
なお、本発明は上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。そして、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明における第１の実施の形態に係る、ねじ部材締結装置の概略の断面図。
【図２】同実施の形態に係る、ガイド機構の平面図。
【図３】同実施の形態に係る、ガイド機構の基本構成図。
【図４】同実施の形態に係る、芯ズレ状態を説明する図。
【図５】同実施の形態に係る、芯ズレ時の反力を説明する図。
【図６】本発明における第２の実施の形態に係る、ガイド機構の模式的な説明図。
【図７】従来のナット締付け作業を説明する図。
【符号の説明】
【００４３】
４ａ…駆動軸、４…駆動モータ（駆動源）、２４…従動軸、Ｎ…ナット、Ｇ…ねじ軸、２…締付け部、Ｒ…ガイド機構、Ｗ…ナット保持部、Ｆ…フローティング機構、９…駆動ギヤ、２５…従動ギヤ、４５ａ…アイドラ軸、４５…アイドラギヤ、１１…第１のリンクアーム、２０…第２のリンクアーム、５１…第１のガイド板、６１…第２のガイド板。
【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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