(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定配置された基台と、前記基台に取り付けられた支持手段にＸＹ方向移動可能に載置され、締め付け対象物が着脱自在に位置決めされる可動台と、前記基台と前記可動台との間に設けられ、前記基台に対して前記可動台を初期位置に復帰させる復元手段と、前記可動台に対してＺ方向移動可能に設けられ、前記可動台に位置決めされた締め付け対象物のねじ孔に対してねじの締め付け動作を実行する電動ドライバとを具備し、前記支持手段は、前記可動台を点接触状態で支持するボールローラとし、前記復元手段は、前記基台と前記可動台との間にＸ方向およびＹ方向のそれぞれに張設されたコイルばねとし、前記締め付け対象物は、電力量計のケースに取り付けられた端子ブロックから導出した一方の導電板と、前記ケースに取り付けられたベースから導出した他方の導電板とからなる二部材で構成されていることを特徴とするねじ締め装置。
【請求項２】
前記基台と前記可動台との間に、基台に対する可動台の移動範囲を規制するストッパ手段を設けた請求項１に記載のねじ締め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、一般家庭や工場などの電力需要家に設置される各種電力量計の組立工程において使用されるねじ締め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、一般家庭、商店、工場やビルなどの電力需要家が使用する電力量を計測して表示する電力量計として、その使用電力量に応じて円板が回転して使用電力量を指標する機械式電力量計や、電気取引メニューの多様化への対応を容易にするため、電子回路を搭載した電子式電力量計がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の電力量計は、内部構成部品が組み付けられた樹脂製ベースが金属製ケースの上部に収容されると共に、送電系統からの引き込み線および需要家側配線が接続される樹脂製の端子ブロックがケースの下部に固着された構造を具備する。
【０００４】
この電力量計では、ケースの上部に収容されたベースに、内部構成部品と電気的に接続された導電板が設けられ、また、ケースの下部に固着された端子ブロックに、引き込み線および需要家側配線が接続される導電板が設けられている。このベースの導電板と端子ブロックの導電板とをねじにより連結することにより、内部構成部品と端子ブロックとを電気的に接続するようにしている。
【０００５】
例えば、図９および図１０に示すように、ベース１の導電板６の端子ブロック側端部にはねじ挿通用の孔７が貫通形成され、これと対応してベース１にもねじ挿通用の孔８が導電板６の孔７と連通して形成されている。このベース１の孔８は、導電板６の孔７よりも大径となっている。一方、端子ブロック３の導電板９のベース側端部には、ねじ螺着用のねじ孔１０が形成されている。
【０００６】
この電力量計の組立時には、ベース１の導電板６の端子ブロック側端部と端子ブロック３の導電板９のベース側端部とを重ね合わせた状態でねじ１１をベース１の孔８および導電板６の孔７に挿通して端子ブロック３の導電板９のねじ孔１０に螺着して導電板６に着座させることにより、ベース１の導電板６と端子ブロック３の導電板９とを電気的に接続するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１１４０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前述した電力量計の組立工程では、ベース１の導電板６と端子ブロック３の導電板９とを電気的に接続するためのねじ締めを自動ねじ締め装置を利用することにより省力化を図るようにしている。従来のねじ締め装置では、以下の手順でもってねじ１１の締め付け動作を実行している。
【０００９】
まず、ベース１の導電板６の端子ブロック側端部と端子ブロック３の導電板９のベース側端部とを重ね合わせた状態とする。この時、ベース１および端子ブロック３は、基台（図示せず）上に位置決めした状態で固定されている。一方、電動ドライバで把持したねじ１１を、ベース１の孔８および導電板６の孔７と端子ブロック３の導電板９のねじ孔１０に対して位置決めする。この状態からベース１および端子ブロック３に対して電動ドライバを近接させ、その電動ドライバに装着されたねじ１１をベース１の孔８および導電板６の孔７に挿通して端子ブロック３の導電板９のねじ孔１０に螺着して導電板６に着座させるようにしている。
【００１０】
以上のような電力量計のねじ締め工程では、ベース１および端子ブロック３を基台上に固定する際の位置決め誤差や、そのベース１および端子ブロック３の上方に電動ドライバを配置する際の位置決め誤差がある。また、ベース１および端子ブロック３を組み付ける際の組立公差がある。これらベース１および端子ブロック３の位置決め誤差および電動ドライバの位置決め誤差やベース１および端子ブロック３の組立公差により、電動ドライバに装着されたねじ位置に対して、ベース１の孔８および導電板６の孔７と端子ブロック３の導電板９のねじ孔１０との相対位置に誤差が累積されて生じることになる。
【００１１】
従来のねじ締め装置では、電動ドライバに対してベース１および端子ブロック３を固定配置した相対関係となっていることから、前述のような誤差が発生した状態のままでねじ１１の締め付け動作を電動ドライバにより実行すると、ねじカジリや斜め締めによるねじ浮き不良が発生する。このようなねじカジリやねじ浮き不良が発生すると、歩留まりが大幅に低下すると共に製品の信頼性も大幅に低下するという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、電力量計の組立工程におけるねじの締め付け動作時、ねじカジリやねじ浮き不良が発生することを抑制し得るねじ締め装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明に係るねじ締め装置は、固定配置された基台と、その基台に取り付けられた支持手段にＸＹ方向移動可能に載置され、締め付け対象物が着脱自在に位置決めされる可動台と、基台と可動台との間に設けられ、基台に対して可動台を初期位置に復帰させる復元手段と、可動台に対してＺ方向移動可能に設けられ、可動台に位置決めされた締め付け対象物のねじ孔に対してねじの締め付け動作を実行する電動ドライバとを具備し、支持手段は、可動台を点接触状態で支持するボールローラとし、復元手段は、基台と可動台との間にＸ方向およびＹ方向のそれぞれに張設されたコイルばねとし、締め付け対象物は、電力量計のケースに取り付けられた端子ブロックから導出した一方の導電板と、ケースに取り付けられたベースから導出した他方の導電板とからなる二部材で構成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明では、固定配置の基台に対して支持手段を介してＸＹ方向移動可能に可動台を載置し、その可動台に締め付け対象物を位置決めすることにより、その可動台に対してＺ方向移動可能に設けられた電動ドライバにより締め付け対象物のねじ孔に対してねじの締め付け動作を実行する。
【００１５】
このねじの締め付け時、基台に対する締め付け対象物の位置決め誤差、締め付け対象物に対する電動ドライバの位置決め誤差や、締め付け対象物の組立公差があっても、その締め付け対象物が位置決めされた可動台がＸＹ方向移動可能となっていることから、電動ドライバのねじに対して締め付け対象物のねじ孔が自動的に位置調整される。このような簡便な手段により、締め付け対象物のねじ孔に対して電動ドライバのねじが最適な姿勢でもって螺着して良好な締め付け状態を確保することができるので、ねじカジリやねじ浮き不良が発生することを抑制することができる。
【００１６】
なお、ねじの締め付け動作の完了後に電動ドライバをねじから離脱させれば、復元手段により基台に対して可動台を自動的に初期位置に復帰させることができるので、次の締め付け対象物に対して迅速な待機状態への移行が可能となる。
【００１７】
本発明における支持手段は、可動台を点接触状態で支持するボールローラとする。このように可動台を点接触状態で支持する支持手段としてボールローラを採用することにより、簡単な構造でもって基台に対して可動台をＸＹ方向移動可能に載置することができ、電動ドライバのねじに対して締め付け対象物のねじ孔をスムーズに位置調整することができる。
【００１８】
本発明における復元手段は、基台と可動台との間にＸ方向およびＹ方向のそれぞれに張設されたコイルばねとする。このように基台に対して可動台を初期位置に復帰させる復元手段としてコイルばねを採用することにより、簡単な構造でもって基台に対して可動台を初期位置に復帰させることができ、次の締め付け対象物に対して迅速な待機状態への移行をスムーズに行うことができる。
【００１９】
本発明において、基台と可動台との間に、基台に対する可動台の移動範囲を規制するストッパ手段を設けた構造が望ましい。このように基台に対する可動台の移動範囲を規制するストッパ手段を基台と可動台との間に設ければ、基台に対して可動台が過剰に移動することを抑止できるので、その可動台を迅速に初期位置に復帰させることができ、作業の効率化が図れる。
【００２０】
本発明における締め付け対象物は、電力量計のケースに取り付けられた端子ブロックから導出した一方の導電板と、ケースに取り付けられたベースから導出した他方の導電板とからなる二部材で構成されている。このように可動台に位置決めされた締め付け対象物として電力量計に取り付けられた端子ブロックおよびベースの両導電板を採用することにより、電力量計の組立工程において良好な締め付け状態を確保することができるので、ねじカジリやねじ浮き不良が発生することを抑制することができる点で有効である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、固定配置された基台と、その基台に取り付けられた支持手段にＸＹ方向移動可能に載置され、締め付け対象物が着脱自在に位置決めされる可動台と、基台と可動台との間に設けられ、基台に対して可動台を初期位置に復帰させる復元手段と、可動台に対してＺ方向移動可能に設けられ、可動台に位置決めされた締め付け対象物のねじ孔に対してねじの締め付け動作を実行する電動ドライバとを具備し、支持手段は、可動台を点接触状態で支持するボールローラとし、復元手段は、基台と可動台との間にＸ方向およびＹ方向のそれぞれに張設されたコイルばねとし、締め付け対象物は、電力量計のケースに取り付けられた端子ブロックから導出した一方の導電板と、ケースに取り付けられたベースから導出した他方の導電板とからなる二部材で構成されていることにより、ねじの締め付け時、基台に対する締め付け対象物の位置決め誤差、締め付け対象物に対する電動ドライバの位置決め誤差や、締め付け対象物の組立公差があっても、その締め付け対象物が位置決めされた可動台がＸＹ方向移動可能となっていることから、電動ドライバのねじに対して締め付け対象物のねじ孔が自動的に位置調整される。
【００２２】
このような簡便な手段により、締め付け対象物のねじ孔に対して電動ドライバのねじが最適な姿勢でもって螺着して良好な締め付け状態を確保することができるので、ねじカジリやねじ浮き不良が発生することを抑制することができる。このように、ねじの締め付け動作時、ねじカジリやねじ浮き不良が発生することを抑制できることから、作業性の向上が図れ、製品の歩留まりおよび信頼性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態で、ねじ締め装置の全体構成を示す概略正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】ねじ締め装置に締め付け対象物を位置決めした状態を示す正面図である。
【図４】図３の側面図である。
【図５】図３の状態からのねじ締め動作を説明するためのもので、（Ａ）はねじ締めの動作開始状態を示す要部拡大断面図、（Ｂ）はねじ締めの動作完了状態を示す要部拡大断面図である。
【図６】図４の状態からのねじ締め動作を説明するためのもので、（Ａ）はねじ締めの動作開始状態を示す要部拡大断面図、（Ｂ）はねじ締めの動作完了状態を示す要部拡大断面図である。
【図７】ストッパ手段の具体例を示す要部拡大断面図である。
【図８】図７の平面図である。
【図９】従来におけるねじ締め動作開始前の状態を示す要部拡大断面図である。
【図１０】従来におけるねじ締め動作開始後の状態を示す要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明に係るねじ締め装置の実施形態を以下に詳述する。なお、以下の実施形態では、一般家庭、商店、工場やビルなどの電力需要家が使用する電力量を計測して表示する電子式電力量計を締め付け対象物として例示する。但し、これ以外にも、例えば電気事業用計器、証明用取引計器および一般用計器などの機械式電力量計にも適用可能である。
【００２５】
本発明のねじ締め装置の締め付け対象物（アッセンブリ体）としての電力量計は、図３および図４に示すように、内部構成部品が組み付けられた樹脂製ベース１が金属製ケース２の上部に収容されると共に、送電系統からの引き込み線および需要家側配線が接続される樹脂製の端子ブロック３がケース２の下部に固着された構造を具備する。
【００２６】
この電力量計では、ケース２の上部に収容されたベース１に、内部構成部品と電気的に接続された導電板６が設けられ、また、ケース２の下部に固着された端子ブロック３に、引き込み線および需要家側配線と電気的に接続される導電板９が設けられている。このベース１の導電板６と端子ブロック３の導電板９とをねじ１１により連結することにより、内部構成部品と端子ブロック３とを電気的に接続するようにしている。
【００２７】
ベース１の導電板６の端子ブロック側端部にはねじ挿通用の孔７が貫通形成され、これと対応してベース１にもねじ挿通用の孔８が導電板６の孔７と連通して形成されている。このベース１の孔８は、導電板６の孔７よりも大径となっている。一方、端子ブロック３の導電板９のベース側端部には、ねじ螺着用のねじ孔１０が形成されている（図９および図１０参照）。
【００２８】
この電力量計の組立工程では、ベース１の導電板６の端子ブロック側端部と端子ブロック３の導電板９のベース側端部とを重ね合わせた状態でねじ１１をベース１の孔８および導電板６の孔７に挿通して端子ブロック３の導電板９のねじ孔１０に螺着して導電板６に着座させることにより、ベース１の導電板６と端子ブロック３の導電板９とを電気的に接続する。
【００２９】
この電力量計の組立工程において、アッセンブリ体（ケース２にベース１および端子ブロック３を組み付けた構造体）について、ベース１の導電板６と端子ブロック３の導電板９とを電気的に接続するためのねじ締めを実行する自動ねじ締め装置を、図１〜図８を参照しながら以下に詳述する。
【００３０】
この自動ねじ締め装置は、図１および図２に示すように、固定配置された矩形平板状の基台２１と、その基台２１に取り付けられた支持手段にＸＹ方向移動可能に載置され、締め付け対象物である電力量計のアッセンブリ体１２（図３および図４参照）が着脱自在に位置決めされる矩形平板状の可動台２２と、基台２１と可動台２２との間に設けられ、基台２１に対して可動台２２を初期位置に復帰させる復元手段と、可動台２２に対してＺ方向移動可能に設けられ、可動台２２に位置決めされたアッセンブリ体１２のねじ孔１０に対してねじの締め付け動作を実行する電動ドライバ２３とを具備する。
【００３１】
ここで、締め付け対象物のねじ孔１０とは、前述したように、ベース１の導電板６の端子側端部と端子ブロック３の導電板９のベース側端部とを重ね合わせた状態で、ねじ１１がベース１の孔８および導電板６の孔７に挿通されて螺着される端子ブロック３の導電板９のねじ孔１０を意味する。
【００３２】
前述の支持手段は、可動台２２を点接触状態で支持するボールローラ２４としている。このボールローラ２４は、ボールの転動により可動台２２をＸＹ方向移動可能とするものであり、基台２１の四隅部と中央部の計５箇所に設置されている。この実施形態では、５個のボールローラ２４を設置しているが、その位置および数は任意であり、可動台２２にセッティングされるアッセンブリ体１２の重量およびその重量バランスに応じて適宜設定すればよい。なお、支持手段としては、基台２１に対して可動台２２をＸＹ方向移動可能に支持することが可能な構造であれば、ボールローラ２４以外の構造体であってもよい。
【００３３】
前述の復元手段は、基台２１と可動台２２との間にＸ方向およびＹ方向のそれぞれに張設されたコイルばね２５としている。このコイルばね２５は、弾性復元力により可動台２２を初期位置に復帰させるものであり、基台２１および可動台２２の各辺２箇所の計８箇所に設置されている。この実施形態では、８本のコイルばね２５を設置しているが、その位置および数は任意であり、可動台２２にセッティングされるアッセンブリ体１２の重量に応じて適宜設定すればよい。例えば、アッセンブリ体１２の重量が大きくなれば、コイルばね２５の本数を増加させ、アッセンブリ体１２の重量が小さくなれば、コイルばね２５の本数を減少させればよい。なお、復元手段としては、基台２１に対して可動台２２を初期位置に復帰させることが可能な構造であれば、コイルばね２５以外の構造体であってもよい。
【００３４】
なお、前述の可動台２２上には、アッセンブリ体１２のケース２を位置決め固定するための位置決めブロック２６が設けられている。この位置決めブロック２６は、ケース２の４辺部に当接するように可動台２２の各辺に設置されている。また、位置決めブロック２６は、ケース２の形状および大きさに対応可能なように可動台２２に対してねじ止め構造などにより位置調整可能としている。
【００３５】
また、電動ドライバ２３は、可動台２２に位置決めされたアッセンブリ体１２のベース１および端子ブロック３に対してねじの締め付け動作を実行するものであり、締め付けポジション（ＸＹ方向の定位置）にて可動台２２に対してＺ方向移動可能に設けられている。なお、このねじ締め装置の近傍にはねじ供給機（図示せず）が設置されており、電動ドライバ２３は、ＸＹ方向に移動することにより、このねじ供給機からねじ１１をピックアップして保持する。この電動ドライバ２３は、例えばエア吸着方式、磁気吸着方式あるいは圧送方式によりねじ１１を保持することが可能である。
【００３６】
次に、電力量計の組立工程において、前述した構造を具備した自動ねじ締め装置により、ベース１の導電板６と端子ブロック３の導電板９とを電気的に接続するためのねじ締め動作の要領を以下に詳述する。
【００３７】
まず、図３および図４に示すように、ケース２にベース１および端子ブロック３を組み付けたアッセンブリ体１２を可動台２２にセッティングする。つまり、ベース１および端子ブロック３のそれぞれがケース２にねじ止め等により固定されると共に、ベース１の導電板６の端子ブロック側端部と端子ブロック３の導電板９のベース側端部とを重ね合わせた状態にあるアッセンブリ体１２が可動台２２の位置決めブロック２６により位置決めされている。
【００３８】
このようにして可動台２２上に位置決めされたアッセンブリ体１２に対して、前述したように、ねじ供給機（図示せず）からねじ１１をピックアップして保持した電動ドライバ２３を可動台２２の上方の締め付けポジションに配置する。この締め付けポジションでは、ベース１の導電板６の端子ブロック側端部と端子ブロック３の導電板９のベース側端部とを重ね合わせた状態で、ねじ１１がベース１の孔８および導電板６の孔７に挿通されて螺着される端子ブロック３の導電板９のねじ孔１０の上方位置となっている。この状態から電動ドライバ２３をＺ方向に下降させて、その電動ドライバ２３で保持されたねじ１１をベース１の孔８および導電板６の孔７に挿通させ、端子ブロック３の導電板９のねじ孔１０に螺着させる締め付け動作を開始する。
【００３９】
この電動ドライバ２３によるねじ１１の締め付け開始時では、図５（Ａ）および図６（Ａ）に示すように、そのアッセンブリ体１２が位置決めされた可動台２２が基台２１に対してボールローラ２４によりＸＹ方向移動可能となっていることから、基台２１に対するアッセンブリ体１２の位置決め誤差、アッセンブリ体１２に対する電動ドライバ２３の位置決め誤差や、アッセンブリ体１２の組立公差があっても、それらの誤差を吸収することで電動ドライバ２３のねじ１１に対してアッセンブリ体１２のねじ孔１０が自動的に位置調整されてそのねじ１１に対するねじ孔１０のＸＹ方向位置を一致させることができる。
【００４０】
このように可動台２２を点接触状態で支持する支持手段として、可動台２２を点接触状態で支持するボールローラ２４を採用することにより、簡単な構造でもって基台２１に対して可動台２２をＸＹ方向移動可能に載置することができ、電動ドライバ２３のねじ１１に対してアッセンブリ体１２のねじ孔１０をスムーズに位置調整することができる。
【００４１】
このような簡便な手段により、図５（Ｂ）および図６（Ｂ）に示すように、アッセンブリ体１２のねじ孔１０に対して電動ドライバ２３のねじ１１が最適な姿勢でもって螺着して導電板６に着座することで良好な締め付け状態を確保することができるので、ねじカジリやねじ浮き不良が発生することを抑制することができる。
【００４２】
なお、ねじ１１の締め付け動作の完了後には電動ドライバ２３をＺ方向に上昇させることによりねじ１１から離脱させる。このようにして電動ドライバ２３をねじ１１から離脱させると、基台２１と可動台２２との間に張設されたコイルばね２５の弾性復元力により、基台２１に対して可動台２２を自動的に初期位置に復帰させることができる。このように、コイルばね２５により可動台２２を自動的に初期位置に復帰させることにより、次のアッセンブリ体１２に対して迅速な待機状態への移行が可能となる。
【００４３】
この自動ねじ締め装置では、図７および図８に示すように、基台２１と可動台２２との間に、基台２１に対する可動台２２の移動範囲を規制するストッパ手段を設けている。このストッパ手段は、基台２１の任意の１箇所に貫通孔２７を形成し、ボルト２８を基台２１の下面側からその貫通孔２７に挿通し、可動台２２の下面側に螺着した構造としている。この構造では、可動台２２に螺着されたボルト２８がＸＹ方向に移動可能な領域が、基台２１に形成された貫通孔２７の内径Ｄとなる。可動台２２がＸＹ方向に移動するに際して、その可動台２２の移動に伴ってＸＹ方向に移動するボルト２８が基台２１の貫通孔２７の内径に当接することにより、可動台２２の移動範囲を規制することができる。
【００４４】
このように基台２１に対する可動台２２の移動範囲を規制するストッパ手段としてのボルト２７を基台２１と可動台２２との間に設けたことにより、基台２１に対して可動台２２が過剰に移動することを抑止できるので、その可動台２２を迅速に初期位置に復帰させることができ、作業の効率化が図れる。
【００４５】
前述のボルト２８の頭部２９は、基台２１の貫通孔２７の内径Ｄよりも大きな外径ｄを有する。このようにすれば、ねじ１１の締め付け動作の完了後に電動ドライバ２３をＺ方向に上昇させることによりねじ１１から離脱させる際に、万一、ねじ１１が電動ドライバ２３に引っ掛かって可動台２２が浮き上がろうとしても、前述のボルト２８の頭部２９が基台２１の貫通孔２７の周縁部に係止することにより、その可動台２２の浮き上がりを防止することもできる。
【００４６】
なお、以上の実施形態では、ベース１の導電板６と端子ブロック３の導電板９とを電気的に接続する場合のねじ締めについて説明したが、本発明はこれに限定されることなく、端子ブロック３単体でのねじ締めにも適用可能である。
【００４７】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００４８】
１  ベース
２  ケース
３  端子ブロック
６  導電板
９  導電板
１２  締め付け対象物（電力量計のアッセンブリ体）
２１  基台
２２  可動台
２３  電動ドライバ
２４  支持手段（ボールローラ）
２５  復元手段（コイルばね）
２８  ストッパ手段（ボルト）
【図１】
0005350511.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005350511.tif 000004
【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】
0005350511.tif 000010
【図１０】
0005350511.tif 000011