特許 7526788 ネジ部品締緩装置、ロボット及びグリッパ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-24

(45)【発行日】2024-08-01

(54)【発明の名称】ネジ部品締緩装置、ロボット及びグリッパ

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/06 20060101AFI20240725BHJP

   B25B 23/147 20060101ALI20240725BHJP

【ＦＩ】

B23P19/06 E

B25B23/147

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022517044

(86)(22)【出願日】2021-04-20

(86)【国際出願番号】 JP2021015947

(87)【国際公開番号】W WO2021215417

(87)【国際公開日】2021-10-28

【審査請求日】2022-10-04

(31)【優先権主張番号】P 2020076908

(32)【優先日】2020-04-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000154901

【氏名又は名称】株式会社北川鉄工所

(74)【代理人】

【識別番号】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100130328

【弁理士】

【氏名又は名称】奥野 彰彦

(74)【代理人】

【識別番号】100130672

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】西宮 民和

【審査官】加藤 三慶

(56)【参考文献】

【文献】特開平０２－２７４４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０１７４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－１３５４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－７９０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２１８１３７６９６（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｐ １９／０６

Ｂ２５Ｂ ２３／１４

Ｂ２５Ｂ ２３／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、トルク付与部と、レンチ部と、レバー部と、把握部と、を有するネジ部品締緩装置であって、
前記筐体は、回転軸及び締緩規制部を有し、
前記トルク付与部は、前記回転軸にトルクを付与するように構成され、
前記レンチ部は、前記回転軸と連関部を介して接続されており、前記回転軸と同軸上で回転可能に構成され、
前記レバー部は、前記回転軸と前記連関部を介して接続されており、前記回転軸周りに旋回可能に構成され、
前記締緩規制部は、前記レンチ部の回転を選択的に規制するように構成され、
前記把握部は、前記レバー部の旋回に連動して、搬送物を把握又は解放するように構成され、
前記レンチ部が回転することで、ネジ部品を締緩するように構成され、
前記締緩規制部が前記レンチ部の回転を規制しているときに、前記トルク付与部が前記回転軸と前記連関部を介して前記レバー部を前記回転軸周りに旋回させる、ネジ部品締緩装置。

【請求項2】

請求項１に記載のネジ部品締緩装置において、
規制部をさらに備え、
前記レバー部は、前記規制部によってその移動範囲が規制されるように構成される、ネジ部品締緩装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載のネジ部品締緩装置において、
付勢手段をさらに備え、
前記レバー部は、前記付勢手段と接続され、これにより非動作時には前記非動作時の位置にとどまるように構成される、ネジ部品締緩装置。

【請求項4】

請求項１～請求項３の何れかに記載のネジ部品締緩装置において、
前記レンチ部は、前記ネジ部品と嵌合可能な先端部を有し、
前記先端部は、
前記回転軸に沿って押圧されると、その位置を可変に構成され、
付勢手段と接続されている、ネジ部品締緩装置。

【請求項5】

請求項１～請求項４の何れかに記載のネジ部品締緩装置において、
前記締緩規制部が前記搬送物に設けられ、
前記締緩規制部によって前記レンチ部の回転が規制されると、前記搬送物は、前記把握部と前記レンチ部とに挟まれて把握されるように構成される、ネジ部品締緩装置。

【請求項6】

請求項５に記載のネジ部品締緩装置において、
前記搬送物は、前記ネジ部品を備え、
前記ネジ部品は、
締結されると、前記ネジ部品が回転しなくなることで前記レンチ部の回転が規制され、
緩められると、前記締緩規制部によって前記レンチ部の回転が規制され、
前記搬送物は、前記把握部と前記レンチ部とに挟まれて把握されるように構成される、ネジ部品締緩装置。

【請求項7】

請求項１～請求項６の何れかに記載のネジ部品締緩装置において、
前記レバー部は、旋回可能な旋回ジョーを備え、
前記把握部は、
前記旋回ジョーに設けられ、
前記旋回ジョーが旋回することによって、前記搬送物を把握するように構成される、ネジ部品締緩装置。

【請求項8】

請求項７に記載のネジ部品締緩装置において、
固定された固定ジョーをさらに備え、
前記把握部は、前記固定ジョーに設けられ、
前記搬送物は、前記固定ジョーと前記旋回ジョーとに挟まれて把握されるように構成される、ネジ部品締緩装置。

【請求項9】

請求項１～請求項７の何れかに記載のネジ部品締緩装置において、
プランジャを備え、
前記プランジャは、
前記レバー部に接続され、
前記レバー部が旋回すると、前後移動するように構成され、
前記把握部は、前記プランジャの前記前後移動に連動して開閉するように構成される、ネジ部品締緩装置。

【請求項10】

請求項１～請求項９の何れかに記載のネジ部品締緩装置において、
前記レバー部は、前記回転軸又は前記回転軸を含む平面を中心として対称な形状を有して設けられる、ネジ部品締緩装置。

【請求項11】

ロボットであって、
アームの先端にネジ部品締緩装置を備え、
前記ネジ部品締緩装置は、
請求項１～請求項１０の何れかに記載のネジ部品締緩装置であり、
前記アームによってその位置を可変に構成される、ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ネジ部品締緩装置、ロボット及びグリッパに関する。

【背景技術】

【0002】

生産ラインや産業機械等の分野において、ナットランナー等のネジ部品締緩装置が用いられている（特許文献１参照）。このようなネジ部品締緩装置は、大きなトルクをネジ部品に付与するため、その反力が作業者に負荷としてかかることとなり、安全面又は体力面から好ましくない。そこで、他の固定物に当接させることで当該反力の負荷を軽減するレバー部が用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平０９－２９５２７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで近年では、ネジ部品の締緩を自動で行いたい需要が高まっている。しかしながら、ロボットのエンドエフェクタに、ネジ部品締緩装置と搬送物を把握するグリッパとの両方を搭載する必要が生じ、重量化して小型のロボットで取り扱うことが困難となる。

【0005】

本発明では上記事情を鑑み、ネジ部品を締緩するにあたって、小型ロボットを用いた自動化を可能とする技術を提供することとした。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様によれば、レバー部を有するネジ部品締緩装置が提供される。このネジ部品締緩装置は、１又は複数の把握部と、レンチ部と、トルク付与部とを備える。把握部の少なくとも１つは、移動することで搬送物を把握又は解放するように構成される。レンチ部は、回転軸周りに回転することで、ネジ部品を締緩するように構成される。トルク付与部は、レンチ部とレバー部との間にトルクを付与するように構成される。

【0007】

本発明に係るネジ部品締緩装置では、ネジ部品の締緩だけではなく、そのネジ部品を含む搬送物の搬送も同一の装置で同じ動力源を用いて実施されることで、小型ロボットを用いたネジ部品の締緩の自動化が実現される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係るネジ部品締緩装置１の斜視図。

【図2】図１にネジ部品を含む搬送物９を加えて図示した斜視図。

【図3】第１実施形態に係るネジ部品締緩装置１が搬送物９におけるネジ部品を締緩する態様を示す底面図。

【図4】図３におけるＡ－Ａ断面図。

【図5】第１実施形態に係るネジ部品締緩装置１が搬送物９を把握する態様を示す底面図。

【図6】図５におけるＣ－Ｃ断面図。

【図7】第１実施形態に係るネジ部品締緩装置１の正面図。

【図8】図７におけるＢ－Ｂ断面図（締緩動作時の態様）。

【図9】図８に対応するＢ－Ｂ断面図（把握動作時の態様）。

【図10】ネジ部品締緩装置１を用いて、搬送物９を搬送して所望の被締緩対象に締緩する動作の流れを示すアクティビティ図。

【図11】搬送物９がネジ部品の被締緩対象である場合の一例。

【図12】第１実施形態の変形例２に係るネジ部品締緩装置１の斜視図。

【図13】第１実施形態の変形例２に係るネジ部品締緩装置１の正面図。

【図14】図１３におけるＤ－Ｄ断面図。

【図15】第１実施形態に係るネジ部品締緩装置１の斜視図。

【図16】第２実施形態に係るネジ部品締緩装置１の正面図。

【図17】図１６におけるＥ－Ｅ断面図（締緩動作時の態様）。

【図18】第２実施形態に係るネジ部品締緩装置１の正面図。

【図19】図１８におけるＦ－Ｆ断面図。

【図20】第３実施形態に係るネジ部品締緩装置１の斜視図。

【図21】第３実施形態に係るネジ部品締緩装置１の正面図。

【図22】図２１におけるＧ－Ｇ断面図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組合せ可能である。

【0010】

１．第１実施形態
第１節では、第１実施形態に係るネジ部品締緩装置１について説明する。

【0011】

１．１ ハードウェア構成
まず、ネジ部品締緩装置１のハードウェア構成について説明する。ネジ部品締緩装置１は、不図示のロボットによってその位置を自在に可変に構成されるものである。換言すると、不図示のロボットは、不図示のアームの先端にロボット連結部７を介してネジ部品締緩装置１を備える。このロボットは、アームによってネジ部品締緩装置１の位置を可変に構成される。

【0012】

図１は、第１実施形態に係るネジ部品締緩装置１の斜視図であり、特に図１Ａは正面側、図１Ｂは背面側をそれぞれ示している。図２は、図１にネジ部品を含む搬送物９を加えて図示した斜視図であり、特に図２Ａは正面側、図２Ｂは背面側をそれぞれ示している。図１Ａ及び図１Ｂ等に示されるようにネジ部品締緩装置１は、トルク付与部２と、レンチ部３と、レバー部４と、一対のジョー５と、締緩規制部６と、ロボット連結部７と、筐体８とを備える。このネジ部品締緩装置１は、レンチ部３によるいわゆる“ナットランナーの機能”と、ジョー５によるいわゆる“グリッパの機能”との双方を有する。

【0013】

グリッパの機能によれば、搬送物９を把握して搬送することができる。図２Ｂ等に示されるように、搬送物９は、ネジ部品を有するものであり、第１実施形態では、上物治具９１及びボルト９３からなる搬送物９を例にとって説明する。この例では、上物治具９１を産業機械等の所定位置にボルト９３で固定することが想定されうる。以下、ネジ部品締緩装置１に含まれる各構成要素についてさらに説明する。

【0014】

トルク付与部２は、レンチ部３とレバー部４との間にトルクを付与するように構成される。より、具体的には、トルク付与部２は、レンチ部３及びレバー部４が回転規制されるまで、レンチ部３及びレバー部４を互いに逆向きに回転させる。厳密に言えば、まずレンチ部３が回転し、回転規制された後、レバー部４がレンチ部３の回転とは逆向きに旋回する。

【0015】

一方、レンチ部３の回転がネジ部品の座面接触等によって規制され、且つレバー部４の逆向きの旋回が固定物に当接する等して規制されると、レンチ部３とレバー部４との間にトルクが付与される。

【0016】

特に、本実施形態では、トルク付与部２がレンチ部３を回転させることによる“締緩動作”か、あるいは、レンチ部３の回転を意図的に締緩規制部６で規制することで、レバー部４の逆向きの旋回を利用した“把握動作”かを選択することができる。かかる把握動作及び締緩動作については、各動作の項目において詳しく説明する。

【0017】

図３は、第１実施形態に係るネジ部品締緩装置１が搬送物９におけるネジ部品を締緩する態様を示す底面図である。図４は、図３におけるＡ－Ａ断面図である。図４に示されるように、トルク付与部２の長手方向に沿って延在する回転軸Ｒが規定され、この回転軸Ｒ周りに回転するようなトルクがレンチ部３とレバー部４との間に付与される。トルク付与部２における動力源は特に限定されず、例えば電動モータでもエアモータでもよい。

【0018】

レンチ部３は、ネジ部品（例えばヘッドが六角穴９３１を有するボルト９３やナット等）を締緩するための部材であり、トルク付与部２によって回転可能に構成されている（図４参照）。トルク付与部２とレンチ部３とがネジ部品締緩装置１の内部において嵌合し、トルク付与部２からレンチ部３にトルクが伝達される。詳細な構成要素（例えばシャフト、クラッチ、遊星ギヤ等）の連関的な配置については図示していないが、特に限定されるものではない。

【0019】

レンチ部３は、回転軸Ｒ周りに回転することで、搬送物９に含まれるネジ部品を締緩するように構成される。より詳細には、レンチ部３は、その先端部においてネジ部品と嵌合可能な六角レンチ３１を有する。六角レンチ３１にネジ部品が嵌合した状態で六角レンチ３１が回転することで、ネジ部品の締緩動作が実行される。六角レンチ３１は、回転軸Ｒに沿って押圧されると、その位置を可変に構成されている。また、六角レンチ３１は、バネ３３（付勢手段の一例）と接続され、これにより定常時には基本位置にとどまるように構成される。

【0020】

このような構成によって、ボルト９３の六角穴９３１に六角レンチ３１を挿入する際の回転位置のアライメントが容易になる。また、ボルト９３を緩める際に急にボルト９３が飛び出すような事態が起きても、六角レンチ３１が押し出されてバネ３３によってその衝撃が吸収される。さらに、ボルト９３を回転させるとボルト９３は回転軸Ｒに沿って移動するが、バネ３３によってその変位が吸収されることで、六角レンチ３１と嵌合した状態が維持される。

【0021】

前述の通り、トルク付与部２は、レンチ部３とレバー部４との間にトルクを付与する。したがって、レバー部４は、レンチ部３とは逆向きの旋回を行って固定物等に当接すると、レンチ部３がネジ部品を締め付けるトルクとは逆向きの反力となるトルクを受けることになる。一般的には、ネジ部品の締め付けは大きなトルクが必要だが、レバー部４も同様に大きなトルクが付与される。

【0022】

詳細には、図２Ａに示されるように、ネジ部品の締緩に際しては、後述の旋回ジョー５２を搬送物９に当接させてレバー部４からの反力を伝える。また、レバー部４が旋回する方向に何らかの固定物を配置し、これと当接させるように実施してもよい。

【0023】

ところで、本実施形態に係るネジ部品締緩装置１では、レバー部４は、その旋回に連動して、把握部５０の少なくとも１つを移動させるように構成される。具体的には、図１Ａ及び図２Ａ等に示されるように、レバー部４はＬ字形状をしており、その下端に回転軸Ｒ周りに旋回可能な旋回ジョー５２が設けられ、旋回ジョー５２に把握部５０が設けられ、レバー部４の旋回に連動して、旋回ジョー５２が旋回するという構成である。

【0024】

一対のジョー５は、搬送物９を把握可能な把握部５０を夫々有する。把握部５０の少なくとも１つは、移動することで搬送物９を把握又は解放するように構成される。すなわち、把握部５０同士が近づく方向に一対のジョー５を移動させると、搬送物９を把握することができる。一方、その状態から遠ざかる方向にジョー５を移動させると、把握部５０による搬送物９の把握が解放される。また、例えば搬送物９に凹部（不図示）が形成され、その内側を内径把握する場合は、把握部５０同士が遠ざかる方向に一対のジョー５を移動させると、搬送物９を把握することができる。また、その状態から近づく方向にジョー５を移動させると、把握部５０による搬送物９の把握が解放される。

【0025】

図５は、第１実施形態に係るネジ部品締緩装置１が搬送物９を把握する態様を示す底面図である。図６は、図５におけるＢ－Ｂ断面図である。図５に示されるように、本実施形態に係るネジ部品締緩装置１では、一対のジョー５は、固定された固定ジョー５１と、旋回可能な旋回ジョー５２とを有する。図３に示される状態から、図５に示される状態のように、旋回ジョー５２が回転軸Ｒ周りに旋回することによって、把握部５０が搬送物９を把握するように構成される。換言すると、搬送物９は、固定ジョー５１及び旋回ジョー５２と挟まれて把握されるように構成される。さらに換言すると、夫々に設けられた把握部５０によって挟まれて把握される。

【0026】

なお、本実施形態では、把握部５０として複数の把握部５０ａ～５０ｃが形成され、複数種類の搬送物９を把握可能な構成を有している。具体的には、図５に示される例において、把握部５０ａによって搬送物９が把握されているが、把握部５０ｂを用いてより大型の搬送物９（不図示）を把握させてもよい。さらに、把握部５０ｃを用いて不図示のワークを把握させてもよい。

【0027】

なお、図４及び図６を比較することから分かるように、搬送時に把握部５０が搬送物９を把握している状態では、回転軸Ｒと搬送物９におけるボルト９３の中心とがずれた状態になる。したがって、搬送完了から締緩開始に際しては、把握部５０の把握を解放して搬送物９をいったん所定の位置に配置し、不図示のロボットによってネジ部品締緩装置１の位置を微調整して回転軸Ｒと搬送物９におけるボルト９３の中心との位置合わせを行ってから、締緩動作が実行されるとよい。

【0028】

ところで、一般的なグリッパの一対のジョー５は、同一直線状に配置され、当該直線状に開閉移動することで把握及び解放がなされる。一方、本実施形態では、回転軸Ｒ周りの旋回とトルクによる把握のため、把握部５０を回転軸Ｒに対して位置関係の取り方により、把握ストロークや把握力が可変に構成されている。特に、ボルト９３の締付けトルクを十分に得るためにトルク付与部２が大きなトルクを発生させる性能を有しており、レバー部４に作用させるトルクも大きく設定できることから、一般的なグリッパよりも大きな把握力を実現することができる。旋回ジョー５２に形成された把握部５０を回転軸Ｒに対して近い位置であるように設計すると、より大きな把握力を実現することとなり、一方で、把握部５０を回転軸Ｒに対して遠い位置であるように設計すると、グリッパとしての把握ストロークを大きくすることができる。

【0029】

図７は、第１実施形態に係るネジ部品締緩装置１の正面図である。図８は、図７におけるＣ－Ｃ断面図であり、特に締緩動作時の態様を示している。図９は、図８に対応するＣ－Ｃ断面図であり、特に把握動作時の態様を示している。図８及び図９に示されるように、ネジ部品締緩装置１（筐体８）は、規制部８２をさらに備えている。レバー部４は、規制部８２によってその旋回範囲が規制されるように構成される。より正確には、規制部８２は筐体８に設けられた当て部であり、旋回ジョー５２と接続されたレバー部４が当て部である規制部８２に当接することで、旋回ジョー５２の旋回範囲が規制されている。また、搬送物９を把握するにあたって、まずレバー部４を規制部８２に当接させることが好ましい。このような構成により、搬送物９を把握させる前準備として、一対のジョー５を開いた位置にすることができる。

【0030】

さらに、レバー部４が不図示の付勢手段と接続され、これによって付勢されることで、定常時（例えば非動作時）には基本位置にとどまるように構成されることが好ましい。これにより、ネジ部品締緩装置１をボルト締緩位置に移動させる際に、旋回ジョー５２が搬送物９に衝突することが防止される。

【0031】

締緩規制部６は、ネジ部品締緩装置１の把握動作と締緩動作とを切り換えるための手段である。締緩規制部６は、第１状態（図９参照）及び第２状態（図８参照）を選択可能に構成される。第１状態では、締緩規制部６は、レンチ部３と接触することによって、レンチ部３の回転が規制される。具体的には、図８及び図９に示されるように、締緩規制部６は、ピン６１を有し、ピン６１の挿入又は抜出が選択可能に構成されている。ピン６１がレンチ部３に設けられたピン挿入孔３２に挿入されることによって、レンチ部３の回転が規制される。ピン６１の駆動方法は特に限定されず、例えば不図示のエアシリンダ又は電動アクチュエータによって実現されればよい。

【0032】

締緩規制部６により回転が規制されると、レバー部４の旋回に連動してジョー５（把握部５０）が移動し、これにより、搬送物９が把握されるように構成される。具体的には、まず搬送物９の把握前にレバー部４を規制部８２に当接するように旋回させて把握部５０が開いた状態にする。続いて、ロボットを制御して搬送物９の把握位置にネジ部品締緩装置１を移動させるとともに、固定ジョー５１と搬送物９とを接近又は軽く当接させる。続いて、レバー部４の旋回によって旋回ジョー５２を旋回させて把握部５０を搬送物９に当接させることで、搬送物９が一対の把握部５０に挟まれた状態となる。この状態でトルク付与部２がトルクを付与することで、搬送物９に対する把握力が発生する。また、トルク付与部２の動作を切り替えてレバー部４を逆旋回させると、搬送物９の把握が解放される。

【0033】

ロボット連結部７は、ネジ部品締緩装置１を具備されるロボットとの連結インターフェースである。ロボット連結部７を介して、ネジ部品締緩装置１の位置をロボットによって制御させることができる。なお、ロボット連結部７の具体的な構成は特に限定されるものではなく、当業者の仕様に沿ったものでよい。また、ロボット連結部７と不図示のロボットとの間には、必要に応じて位置誤差修正装置（不図示）や、バネなどで構成された弾性装置等（不図示）が設けられてもよい。位置誤差修正装置は、ネジ部品締緩装置１が把握した搬送物９を隙間に余裕がない場所に嵌め込む動作をロボットが行う場合に、ロボットの位置決め誤差を補正するように構成される。また、ネジ部品締緩装置１がトルク発生時の振動を有する場合に、この振動を吸収するように構成される。すなわち、不図示のロボットによるロボット位置決め誤差を位置誤差修正装置によって補正することができる。また、位置誤差修正装置は、弾性装置を備え、所望位置に復帰するように構成されてもよい。

【0034】

筐体８は、トルク付与部２と、レンチ部３と、レバー部４との接続部分を覆うように構成されている。また、締緩規制部６によってレンチ部３の回転を規制すると、レバー部４と筐体８の間にトルクがかかる構成となっている。図１Ａ等に示されるものはあくまでも例示であり、形状等は特に限定されるものではない。

【0035】

１．２ 動作の流れ
続いて、ロボットに具備されるネジ部品締緩装置１の動作を説明する。図１０は、ネジ部品締緩装置１を用いて、搬送物９を搬送して所望の被締緩対象に締緩する動作の流れを示すアクティビティ図である。以下、図１０の各アクティビティに沿って説明する。

【0036】

［開始］（アクティビティＡ１）不図示のロボットが動作を開始する。まず、第１状態（把握動作）とするために、締緩規制部６におけるピン６１をアクチュエータ等で付勢しながら、ピン挿入孔３２に挿入する。逆向きに旋回する把握部５０が開く方向にレンチ部３を回転させる。なお厳密に言えば、挿入の位置合わせのためにレンチ部３を若干回転させる必要がある。ピン６１を挿入後、レバー部４は規制部８２と当接して位置が決まる。開始時に第１状態である場合は、このアクティビティを省略することができる。

【0037】

（アクティビティＡ２）続いて、把握部５０に搬送物９を把握させるために、ジョー５を搬送物９に近接させる。これは、予め定められた位置に搬送物９が載置され、オープンループ制御によって、この位置にジョー５を近接させてもよいし、カメラ等のセンサを用いたフィードバック制御によって、ジョー５を搬送物９に近接させてもよい。あるいは、これらを組み合わせてもよい。

【0038】

（アクティビティＡ３）続いて、トルク付与部２がレバー部４及びこれに接続された旋回ジョー５２を旋回させる。これにより、把握部５０が搬送物９を把握する。

【0039】

（アクティビティＡ４）続いて、搬送物９が把握部５０に把握された状態のまま、ロボットによって搬送物９が所望の位置に搬送される。この搬送についても、オープンループ制御又はフィードバック制御が用いられる。

【0040】

（アクティビティＡ５）続いて、ピン６１をピン挿入孔３２から抜き出して、第２状態（締緩動作）とする。

【0041】

（アクティビティＡ６）続いて、搬送物９に含まれるボルト９３の六角穴９３１と、レンチ部３における六角レンチ３１とを嵌合させ、且つ旋回ジョー５２が搬送物９に近接する位置にネジ部品締緩装置１を移動させる。

【0042】

（アクティビティＡ７）続いて、トルク付与部２が、ネジ部品の座面に当接するまでレンチ部３を回転させた後、レンチ部３とレバー部４との間にトルクを付与する。これにより、ボルト９３が所望の被締緩対象に締結される。

【0043】

（アクティビティＡ８）最後に、ロボットがネジ部品締緩装置１を定常位置に戻す。［終了］

【0044】

このようなネジ部品締緩装置１を用いることで、ロボットのエンドエフェクタに、ネジ部品締緩装置と、グリッパとの両方を搭載する必要がなくなり、小型ロボットを用いたネジ部品の締緩の自動化が実現されうる。１台の小型ロボットに対して、わざわざネジ部品締緩装置を搭載したエンドエフェクタと、グリッパを搭載したエンドエフェクタとを毎回付け替える手間もなく、より効率的な環境が実現されうる。あるいは、搬送用のロボットと、締緩用のロボットとを別個に準備する必要がなくなり、コストの増加やロボット同士の物理的干渉等の問題を解消することができる。

【0045】

１．３ 変形例
続いて、第１実施形態に係るネジ部品締緩装置１の変形例について説明する。

【0046】

（変形例１）
前述の第１実施形態では、締緩規制部６がネジ部品締緩装置１に設けられ、搬送物９が上物治具９１及びボルト９３であって上物治具９１が所望の被締緩対象にボルト９３を介して締緩される場合について説明した。一方、搬送物９そのものが被締緩対象であり、且つ締緩規制部６が搬送物９からなる場合がある。図１１は、搬送物９がネジ部品の被締緩対象であり、ネジ部品を備える場合の一例を示しており、特に図１１Ａは、ボルト９３を介して搬送物９を把握する場合、図１１Ｂはボルト９３を介さずに搬送物９を把握する場合を示している。変形例１に係るネジ部品締緩装置１は、このような搬送物９に対して有効なものである。

【0047】

図１１Ａに示されるように、搬送物９は、締緩規制部６からなり、上物治具９１と、Ｔナット９２と、六角穴９３１を有するボルト９３（ネジ部品の一例）と、ピン９４と、ピン９５とを備える。Ｔナット９２にはネジ孔９２１が設けられており、ボルト９３を締緩させることで、上物治具９１とＴナット９２との締付け具合を調整することができる。なお、締め付けられた状態からボルト９３を緩めると、ボルト９３がピン９５を押圧することによって、上物治具９１がＴナット９２から徐々に離間する。さらに、一定以上緩めると、ピン９４とＴナット９２との干渉によって上物治具９１とＴナット９２とが離間しなくなる。このように離間しなくなった状態を規制状態と呼ぶことにする。

【0048】

六角レンチ３１がボルト９３の六角穴９３１に挿入された状態で、ボルト９３を緩めて規制状態に到達すると、ボルト９３の回転が規制される。換言すると、六角レンチ３１を含むレンチ部３の回転が規制されるため、トルク付与部２がレバー部４を、六角レンチ３１と逆向きに旋回させて旋回ジョー５２に設けられた把握部５０が搬送物９を把握する。つまり、ネジ部品が搬送物９に締緩（特に、上物治具９１とＴナット９２を乖離させる方向に締結）されると、レンチ部３の回転が規制され、レバー部４の旋回に連動して旋回ジョー５２が旋回し、これにより、搬送物９が把握部５０によって把握されるように構成されている。この状態では、搬送物９は、旋回ジョー５２（把握部５０）と六角レンチ３１（レンチ部３）とに挟まれて把握されることとなる。このように、六角レンチ３１の回転を用いて、締緩動作と把握動作との両方が実現できるため、変形例１のネジ部品締緩装置１は、固定ジョー５１を具備しなくてもよい。

【0049】

また、図１１Ｂに示されるように、締緩規制部６が搬送物９に設けられるように実施してもよい。このようなネジ部品締緩装置１は、ボルト９３（ネジ部品）を使わずに、上物治具９１に設けられた締緩規制部６を利用して把握することができる。上物治具９１には、六角穴９６１を有するプラグ９６が締緩規制部６としてねじ込まれ、固定されている。このプラグ９６の六角穴９６１に六角レンチ３１を嵌合させ、トルク付与部２を動作させると、レンチ部３の回転が規制されているので、搬送物９は、把握部５０と六角レンチ３１（レンチ部３）とに挟まれて把握される。なお、締緩規制部６が必ずしも六角穴９６１を有するプラグ９６である必要はなく、上物治具９１に長穴や溝などを設けて、締緩規制部６としてもよい。

【0050】

（変形例２）
図１２は、第１実施形態の変形例２に係るネジ部品締緩装置１の斜視図であり、特に図１２Ａは正面側、図１２Ｂは背面側をそれぞれ示している。図１３は、第１実施形態の変形例２に係るネジ部品締緩装置１の正面図である。図１４は、図１３におけるＤ－Ｄ断面図である。この変形例２に係るネジ部品締緩装置１は、前述の変形例１に係るネジ部品締緩装置１同様、搬送物９そのものが被締緩対象となる場合に有効である。

【0051】

変化例２に係るネジ部品締緩装置１は、第１実施形態又はその変形例１に係るネジ部品締緩装置１とは異なり、一対のジョー５が固定ジョー５１を有していない。換言すると、レバー部４は、コの字形状をしており、その下端に回転軸Ｒ周りに旋回可能な一対の旋回ジョー５２が設けられ、レバー部４の旋回に連動して、旋回ジョー５２が旋回する構成である。また、各旋回ジョー５２には把握部５０が設けられている。なお、把握部５０は、別部材が一体となるように設けられてもよいし、旋回ジョー５２に一体に形成されてよい。

【0052】

なお、変形例１と同様、搬送物９は、旋回ジョー５２と六角レンチ３１（レンチ部３）とに挟まれて把握されることとなるため、１つの旋回ジョー５２だけを有するように実施しても機能するが、把握時に姿勢を安定させるためには、一対の旋回ジョー５２を有することが好ましい。

【0053】

また、変形例２では、筐体８に一対のスプリングプランジャ８１が設けられており、このスプリングプランジャ８１が、レバー部４における一対のサラ穴４３に対して両側から付勢していることに留意されたい。このような構成により、定常時には基本位置にとどまるため姿勢がより安定する。

【0054】

２．第２実施形態
第２節では、第２実施形態に係るネジ部品締緩装置１について説明する。ただし、第１実施形態に係るネジ部品締緩装置１との共通部分についてはその説明を省略する。

【0055】

図１５は、第１実施形態に係るネジ部品締緩装置１の斜視図であり、特に図１５Ａは正面側、図１５Ｂは背面側をそれぞれ示している。図１６は、第２実施形態に係るネジ部品締緩装置１の正面図である。図１７は、図１６におけるＥ－Ｅ断面図であり、特に締緩動作時の態様を示している。図１８は、第２実施形態に係るネジ部品締緩装置１の正面図である。図１９は、図１８におけるＦ－Ｆ断面図であり、特にレバー部４と同期型ジョー５３との位置関係を示している。

【0056】

第１実施形態（変形例１，２を含む）に係るネジ部品締緩装置１では、一対のジョー５が回転軸Ｒに平行な方向に延在し且つこれに対して対向するように設けられていたが、第２実施形態では、回転軸Ｒに直交する方向に延在するようなジョー５が設けられている。ここでのジョー５は、同期型ジョー５３である。

【0057】

同期型ジョー５３は、一対の開閉ジョー５３１を有し、一対の開閉ジョー５３１（把握部５０）が後述のプランジャ５３２の前後移動に連動して開閉するように構成されている。このプランジャ５３２は、レバー部４に接続され、レバー部４が旋回すると、前後移動するように構成されるものである。具体的には、図１９に示されるように、プランジャ５３２には溝５３３が設けられ、溝５３３にレバー部４における突起４４が嵌合している。また、第３実施形態に係るネジ部品締緩装置１は、第１実施形態（変形例１，２を除く）に係るネジ部品締緩装置１と同様に、レンチ部３の回転を規制する締緩規制部６を備えているが、エアシリンダ又は電動アクチュエータ式ではなく機械式のものが採用されている。図１５Ａ及び図１５Ｂ等に示されるように、第２実施形態に係る締緩規制部６は、押下部６３と、横ピン６４とを備えている。押下部６３を押下すると、ピン６１がピン挿入孔３２に挿入されてレンチ部３の回転が規制される。一方、横ピン６４を旋回させると、ピン６１がピン挿入孔３２から抜出されてレンチ部３の回転の規制が解消される。かかる押下動作や旋回動作は、ネジ部品締緩装置１をロボット連結部７を介して備える不図示のロボットによって実施されることが好ましい。

【0058】

このような構成により、第１状態（把握動作）において、トルク付与部２がレバー部４を回転軸Ｒ周りに反時計回りに旋回させると、プランジャ５３２がその長手方向に引っ張られる（紙面上方向に移動）。これにより、一対の開閉ジョー５３１（把握部５０）が同期して閉方向に移動して搬送物９に当接する。この状態からトルク付与部２がトルクを付与することで搬送物９に対して把握力を発生させる。一方、トルク付与部２の動作を切り替えて、トルク付与部２がレバー部４を回転軸Ｒ周りに時計回りに旋回させると、プランジャ５３２がその長手方向に押し出される（紙面下方向に移動）。これにより、一対の開閉ジョー５３１が同期して開方向に移動することで搬送物９の把握が解放される。

【0059】

なお、図１９に示されるように、第１実施形態同様に、筐体８に規制部８２が設けられており、レバー部４が規制部８２に当接することによってレバー部４の旋回範囲が規制されている。また、プランジャ５３２の前後移動を開閉ジョー５３１の開閉移動に変換する構成要素の連関的な配置については図示していないが、特に限定されるものではない。

【0060】

また、図１６等に示されるように、第２実施形態に係るネジ部品締緩装置１では、レバー部４が当接部４５を備えている。搬送物９に含まれるボルト９３を締緩する際には、搬送物９の姿勢を維持するように搬送物９と当接部４５とが当接される。

【0061】

このようなネジ部品締緩装置１を用いることで、ロボットのエンドエフェクタに、ネジ部品締緩装置と、グリッパとの両方を搭載する必要がなくなり、小型ロボットを用いたネジ部品の締緩の自動化が実現されうる。１台の小型ロボットに対して、わざわざネジ部品締緩装置を搭載したエンドエフェクタと、グリッパを搭載したエンドエフェクタとを毎回付け替える手間もなく、より効率的な環境が実現されうる。あるいは、搬送用のロボットと、締緩用のロボットとを別個に準備する必要がなくなり、コストの増加やロボット同士の物理的干渉等の問題を解消することができる。さらに、グリッパ開閉用の動力を内蔵する必要がなくなる。

【0062】

３．第３実施形態
第３節では、第３実施形態に係るネジ部品締緩装置１について説明する。ただし、第１及び第２実施形態に係るネジ部品締緩装置１との共通部分についてはその説明を省略する。図２０は、第３実施形態に係るネジ部品締緩装置１の斜視図であり、特に図２０Ａは正面側、図２０Ｂは背面側をそれぞれ示している。図２１は、第３実施形態に係るネジ部品締緩装置１の正面図である。図２２は、図２１におけるＧ－Ｇ断面図であり、特にレバー部４と旋回ジョー５２との位置関係を示している。

【0063】

第１実施形態に係るネジ部品締緩装置１は、図１Ａ等に示されるように、レバー部４が回転軸Ｒに対して片側だけに具備されるものであった。一方、第３実施形態に係るネジ部品締緩装置１では、図２０に示されるように、レバー部４が回転軸Ｒ又は回転軸Ｒを含む平面を中心として対称な形状を有して設けられている。締緩動作の際には、回転軸Ｒの両側に位置するレバー部４の当接部４５に搬送物９が挟まれるように構成されている。第１実施形態のようにレバー部４を非対称に実施すると、ネジ部品の寸法差、旋回ジョー５２の寸法誤差、又は各部のガタ等の要因により、力のバランスが悪くなり、本来意図する回転方向でない向きに力がかかりロボットに負荷をかけてしまう可能性がある。一方、第３実施形態に係るネジ部品締緩装置１のように、レバー部４を回転軸Ｒ、又は回転軸Ｒを含む平面を中心とした対称形状にすると、左右の当接部４５によって均衡がとれ、かかる問題点が解消される。

【0064】

すなわち、図２０に示されるように、対称形状のレバー部４は、一対の当接部４５を備え、これらの間に搬送物９がラフに嵌まり込む程度の間隔が維持されるとよい。搬送物９に含まれるボルト９３を締緩する際には、搬送物９の姿勢を維持するように搬送物９と一対の当接部４５とが当接される。特にレバー部４がネジ部品締緩装置１に対して着脱可能に構成されるとよい。つまり、搬送物９の大きさに合わせて、一対の当接部４５が異なる間隔であるようなレバー部４を装着することが好ましい。着脱可能な設計については特に限定されるものではなく、例えば、レバー部４を、取付座と当接部４５を備える部品との２つに分割して実施することが考えられる。

【0065】

また、第３実施形態に係るネジ部品締緩装置１は、第２実施形態に係るネジ部品締緩装置１と同様に、回転軸Ｒに直交する方向に延在するようなジョー５が設けられている。ここでの一対のジョー５は、一方が固定された固定ジョー５１であり、他方がレバー部４と接続された旋回ジョー５２である。

【0066】

トルク付与部２がレバー部４を回転軸Ｒ周りに反時計回りに旋回させると、旋回ジョー５２（把握部５０）が固定ジョー５１（把握部５０）に近づく方向に旋回して搬送物９に当接する。この状態からトルク付与部２がトルクを付与することで搬送物９に対して把握力を発生させる。一方、トルク付与部２の動作を切り替えて、トルク付与部２がレバー部４を回転軸Ｒ周りに時計回りに旋回させると、旋回ジョー５２が固定ジョー５１から遠ざかる方向に旋回して搬送物９の把握が解放される。なお、図２２に示されるように、第１及び第２実施形態同様に、筐体８に規制部８２が設けられており、レバー部４が規制部８２に当接することによって旋回ジョー５２の旋回範囲が規制されている。また、旋回ジョー５２の旋回角によらず搬送物９の姿勢を安定させるために、旋回ジョー５２における搬送物９との接触部位（把握部５０）は、Ｒ形状部５２１として形成されることが好ましい。

【0067】

このようなネジ部品締緩装置１を用いることで、ロボットのエンドエフェクタに、ネジ部品締緩装置と、グリッパとの両方を搭載する必要がなくなり、小型ロボットを用いたネジ部品の締緩の自動化が実現されうる。１台の小型ロボットに対して、わざわざネジ部品締緩装置を搭載したエンドエフェクタと、グリッパを搭載したエンドエフェクタとを毎回付け替える手間もなく、より効率的な環境が実現されうる。あるいは、搬送用のロボットと、締緩用のロボットとを別個に準備する必要がなくなり、コストの増加やロボット同士の物理的干渉等の問題を解消することができる。

【0068】

４．その他
前述の各実施形態を以下の態様によって実施することもできる。
（１）第１実施形態に係るネジ部品締緩装置１において、機械式の締緩規制部６を採用してもよい。同様に、第２実施形態に係るネジ部品締緩装置１において、エアシリンダ又は電動アクチュエータ式の締緩規制部６を採用してもよい。
（２）ネジ部品締緩装置１とは別に、固定ジョー５１と、旋回ジョー５２とを備えるグリッパを単独で実施してもよい。すなわち、このグリッパは、旋回ジョー５２が旋回することによって、固定ジョー５１との間に把握力を発生させるように構成される。特に、一般的なグリッパよりも大きな把握力を有するグリッパを実現することができる。旋回ジョー５２を回転軸Ｒに対して近い位置であるように設計すると、より大きな把握力を実現することとなり、一方で、旋回ジョー５２を回転軸Ｒに対して遠い位置であるように設計すると、グリッパとしての把握ストロークを大きくすることができる。
（３）前述の実施形態では、レンチ部３の先端に六角レンチ３１が配置されている場合を説明したが、あくまでも一例であり、ネジ部品の形状（例えば、トルクス（登録商標）、スプライン、板形状、十字形状、複数のピン等）に合わせたものが適宜採用されるとよい。
（４）一対のジョー５を、ネジ部品を含む搬送物９を把握・搬送するものとして説明したが、これとは別に、ワークを把握可能な一対のジョー５を実施してもよい。すなわち、ジョー５が搬送物９を把握する位置とは別の位置でワークを把握する形態等が想定されうる。
（５）一対のジョー５を設けず、把握部５０がレバー部４に形成されていてもよい。
（６）固定ジョー５１が筐体８と一体に形成されていてもよい。
（７）第２実施形態では、同期型ジョー５３が一対の開閉ジョー５３１からなる例を示しているが、開閉ジョー５３１が３つあるいはそれ以上からなる同期型ジョー５３を採用してもよい。
（８）締緩規制部６は、ピン６１とピン挿入孔３２との構成に限定されず、例えば、ギヤの歯の噛み合わせで規制してもよい。また、ドラムブレーキやディスクブレーキ構造の摩擦力によって規制してもよい。さらに、嵌合等の当接に限らず、磁石やコイル等による電磁気力や流体等を使用した非接触による規制であってもよい。
（９）締緩規制部６は、レンチ部３のトルクを筐体８に伝達するように構成されていれば良く、動摩擦力等によりトルクが伝達されれば、把握に必要なレバー部４の旋回やトルクは確保される（ブレーキをかけながら回転している状態）ため、必ずしもレンチ部３の回転を停止させる必要はない。
（１０）締緩規制部６は、トルク付与部２に内蔵されてもよい。具体的には、内蔵するギヤの回転を規制する方法や、内部にクラッチを設けることで規制する方法が想定されうる。

【0069】

さらに、次に記載の各態様で提供されてもよい。
前記ネジ部品締緩装置において、前記レバー部は、当該レバー部の旋回に連動して、前記把握部の少なくとも１つを移動させるように構成される、もの。
前記ネジ部品締緩装置において、締緩規制部をさらに備え、前記締緩規制部は、第１及び第２状態を選択可能に構成され、前記第１状態において、前記レンチ部の回転を規制するように構成され、前記締緩規制部により前記回転が規制されると、前記レバー部の旋回に連動して前記把握部が移動し、これにより、前記搬送物が把握されるように構成される、もの。
前記ネジ部品締緩装置において、規制部をさらに備え、前記レバー部は、前記規制部によってその移動範囲が規制されるように構成される、もの。
前記ネジ部品締緩装置において、付勢手段をさらに備え、前記レバー部は、前記付勢手段と接続され、これにより定常時には基本位置にとどまるように構成される、もの。
前記ネジ部品締緩装置において、前記レンチ部は、前記ネジ部品と嵌合可能な先端部を有し、前記先端部は、前記回転軸に沿って押圧されると、その位置を可変に構成され、付勢手段と接続され、これにより定常時には基本位置にとどまるように構成される、もの。
前記ネジ部品締緩装置において、前記把握部はレバー部に設けられ、締緩規制部が前記搬送物に設けられ、前記締緩規制部によって前記レンチ部の回転が規制されると、前記搬送物は、前記把握部と前記レンチ部とに挟まれて把握されるように構成される、もの。
前記ネジ部品締緩装置において、前記搬送物は、前記ネジ部品を備え、前記ネジ部品が締緩されると、前記レンチ部の回転が規制され、前記搬送物は、前記把握部と前記レンチ部とに挟まれて把握されるように構成される、もの。
前記ネジ部品締緩装置において、前記レバー部は、旋回可能な旋回ジョーを備え、前記把握部は、前記旋回ジョーに設けられ、前記旋回ジョーが旋回することによって、搬送物を把握するように構成される、もの。
前記ネジ部品締緩装置において、固定された固定ジョーをさらに備え、前記把握部は、前記固定ジョーに設けられ、前記搬送物は、前記固定ジョーと前記旋回ジョーとに挟まれて把握されるように構成される、もの。
前記ネジ部品締緩装置において、プランジャを備え、前記プランジャは、前記レバー部に接続され、前記レバー部が旋回すると、前後移動するように構成され、前記把握部は、前記プランジャの前記前後移動に連動して開閉するように構成される、もの。
前記ネジ部品締緩装置において、前記レバー部は、前記回転軸又は前記回転軸を含む平面を中心として対称な形状を有して設けられる、もの。
ロボットであって、アームの先端にネジ部品締緩装置を備え、前記ネジ部品締緩装置は、前記ネジ部品締緩装置であり、前記アームによってその位置を可変に構成される、もの。
もちろん、この限りではない。

【0070】

最後に、本発明に係る種々の実施形態を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0071】

１：ネジ部品締緩装置、２：トルク付与部、３：レンチ部、３３：バネ、４：レバー部、５：ジョー、５０：把握部、５０ａ：把握部、５０ｂ：把握部、５０ｃ：把握部、５１：固定ジョー、５２：旋回ジョー、５３：同期型ジョー、５３２：プランジャ、６：締緩規制部、６１：ピン、８１：スプリングプランジャ、８２：規制部、９：搬送物、９１：上物治具、９３：ボルト、Ｒ：回転軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】