JP2005177910A - ねじ締付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ねじ締付装置において、締付部位に応じてナットランナを自由に移動可能とし、かつ、締付トルクの反力を受止めて、作業者に反力がかからないようにする。
【解決手段】 ナットランナ８を昇降可能に支持するヘッドユニット７をナットランナ８の主軸に直交する平面上に配置された平行リンク６によってスライダ５に連結する。スライダ５をレール２上の台車３に取付けたスライドユニット４によって案内して、水平方向に移動可能に支持し、かつ、垂直軸回りの回転方向に対して固定する。これにより、ナットランナを自由に移動させることができ、また、締付トルクの反力は、平行リンク６を介して台車３に伝達されるので、締付トルクの反力によってナットランナ８を移動させる方向の力が生じることがなく、締付トルクの反力が作業者にかかることがない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ナットランナ等の回転工具を用いてねじを締付ける際の反力を受止めて、作業者の労力を軽減することができるねじ締付装置に関するものである。

例えば、自動車の組立ラインにおいては、組立作業効率を高めるため、ナットランナ等の回転工具を用いてボルト、ナット等のねじの締付が行われる。ナットランナは、モータの回転力によって、ねじを高速で締付けることができるが、締付トルクに応じた反力が発生するため、この反力を支持する必要がある。サスペンションユニットを車体に固定する場合等、大きな締付トルクが必要である場合、その反力を作業者が人手によって支持することは不可能である。

そこで、従来、例えば特許文献１に記載されているように、回転工具に反力受アームを取付けておき、ボルト、ナットを締付ける車体、あるいは、車体を搬送するコンベアの台車等に、反力受アームを係合することによって、締付トルクの反力を支持するようにしている。
特開平７−３２８９４１号公報

一方、車体の下部に足回り部品等を組付ける場合、一般的に、オーバヘッドコンベアによって車体を吊下げた状態で搬送し、作業者は、車体下方から部品の組付及びボルト、ナットの締付を行う。このとき、作業者は、重量の大きな回転工具を持上げて締付作業を行うことになるため、スプリングバランサ等を用いて、作業者の力を補助して回転工具の保持力を軽減する必要がある。バランサを利用して作業者による回転工具の保持力を軽減する技術については、例えば特許文献２に記載されている。
実開平７−３３５６７号公報

しかしながら、上記従来の回転工具に取付けられた反力受アームによって、締付トルクの反力を支持するものでは、自動車の組立ラインのように、多種多様の締付部位がある場合、締付部位に応じて反力受アームを交換する必要があり、作業工程が煩雑となり、連続的な締付を行うことが困難である。

また、バランサを用いて、回転工具の保持力を軽減する場合には、締付部位に応じて回転工具を自由に移動可能であることに加えて、締付トルクの反力をできるだけ作業者に作用させないようにすることが要求される。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、締付部位に応じて回転工具を自由に移動可能であり、かつ、回転工具の締付トルクの反力を確実に受け止めて、作業者の労力を軽減することができるねじ締付装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係るねじ締付装置は、ねじを締付ける回転工具と、前記回転工具の主軸の回転方向に対して固定された支持部材と、前記回転工具の主軸に略直交する平面上に配置されて前記回転工具と前記支持部材とを連結する平行リンクとを備えたことを特徴とする。
請求項２の発明に係るねじ締付装置は、上記請求項１の構成において、前記支持部材は、前記平行リンクの一端部を前記回転工具の主軸に略直交する平面に沿って移動可能に支持することを特徴とする。
請求項３の発明に係るねじ締付装置は、上記請求項１又は２の構成において、前記回転工具をその主軸に沿って移動可能に支持する支持手段が設けられていることを特徴とする。
また、請求項４の発明に係るねじ締付装置は、上記請求項１乃至３のいずれかの構成において、前記回転工具は、所定角度だけ傾斜可能に支持されていることを特徴とする。

本発明に係るねじ締付装置によれば、回転工具は、その主軸に略直交する平面に沿って自由に移動させて、ねじに係合させることができ、また、ねじの締付け時には、回転工具による締付トルクの反力が平行リンクを介して支持部材に伝達されるため、締付トルクの反力によって回転工具を移動させる方向の力が生じることがないので、作業者は、締付トルクの反力を受けることなく、容易に締付作業を行うことができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態に係るねじ締付装置は、自動車の組立ラインにおいて、オーバヘッドコンベアによって吊下げられた状態で搬送される車体に、サスペンションユニットを取付ける際、下方からボルト、ナット等のねじを締付けるために用いられるものである。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係るねじ締付装置１は、床面Ｆに敷設された一対のレール２と、このレール２上を移動可能な台車３と、台車３に取付けられたスライドユニット４と、スライドユニット４に案内されるスライダ５（支持部材）と、一端がスライダ５に連結された平行リンク６と、平行リンク６の他端に連結されたヘッドユニット７と、ヘッドユニット７に装着されたナットランナ８（回転工具）とを備えている。

レール２は、車体を搬送するオーバヘッドコンベアの搬送ラインに沿って敷設されている。台車３は、車輪９によってレール２上を移動することができる。また、台車３には、同期装置が設けられており、所定の作業区間において、オーバヘッドコンベアによって搬送される車体に追従して移動することができ、作業終了後は、原位置に復帰することができる。同期装置は、例えば、作業区間において、台車３をオーバヘッドコンベアと機械的に連結するもの、台車３に駆動手段を設けて、これをオーバヘッドコンベアと電気的に連動させるものとすることができる。

スライドユニット４は、台車３に固定されたガイドレール１０と、ガイドレール１０にリニアベアリングによって案内されるスライドレール１１とから構成されている。ガイドレール１０及びスライドレール１１は、床面Ｆに平行で、台車３の移動方向に対して直交する方向に延ばされており、図３に示すように、台車３に対してスライドレール１１が伸縮可能となっている。スライダ５は、リニアベアリングによってスライドレール１１に案内されており、スライドレール１１に沿って進退動可能に支持されている。

平行リンク６は、床面Ｆと平行な平面上に、互いに平行に配置された互いに等しい長さのリンク１２、１３を含み、リンク１２、１３は、基端部がピン１４、１５によってスライダ５に回動可能に連結されている。リンク１２、１３の先端部は、ピン１６、１７によってヘッドユニット７の本体プレート１８に回動可能に連結されている。

ヘッドユニット７の本体プレート１８には、ボールスプライン１９（支持手段）によって昇降プレート２０が床面Ｆに対して垂直方向に昇降動可能に支持されている。ここで、本体プレート１８と昇降プレート２０とは、ボールスプライン２０によって、回転方向に対して互いに固定されている。昇降プレート２０には、ベアリングユニット２１によってヨーク２２の軸部が回動可能に取付けられており、ヨーク２２の二股状の先端部に、ピン２３によってナットランナ８が回動可能に取付けられている。ナットランナ８は、その主軸が床面Ｆに対して略垂直となるように支持されており、図４に示すように、台車３の移動方向に平行なピン２３を軸として、所定角度だけ傾斜させることでき、また、図５に示すように、ベアリングユニット２１によって、ピン２３による回動方向に対して直交する方向に所定角度だけ傾斜させることができる。

本体プレート１８には、巻取り式のスプリングバランサ２４が取付けられており、スプリングバランサ２４のケーブル２５の先端部がボールスプライン１９のロッドの下端部に連結されている。これにより、スプリングバランサ２４のケーブル２５を引張るばね力とナットランナ８の重量とをバランスさせて、ナットランナ８を保持する作業者の負担を軽減している。

ナットランナ８は、電動モータの回転力によってボルト、ナット等を締付ける１軸ナットランナであり、ヘッドユニット７に設けられたスイッチによって操作することができ、サーボ手段によって回転速度及びトルクを適宜制御することができる。また、ソケット２６を交換することによって、異なる寸法のボルト、ナットを締付けることができる。

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
オーバヘッドコンベアによって搬送される車体にサスペンションユニットを組付け、締付装置１の台車３をオーバヘッドコンベアに同期させる。作業者は、搬送される車体の下でナットランナ８を移動させ、ソケット２の先端を締付けるべきボルト、ナットに嵌合させる。このとき、ナットランナ８は、レール２上の台車３の同期移動、スライドレール１１の伸縮、平行リンク６の回動及びボールスプライン１９による昇降プレート２０の昇降により、必要な自由度が与えられており、水平及び垂直方向に自由に移動させることができる。また、スプリングバランサ２４のばね力がナットランナ８の重量とバランスしているので、作業者は、ナットランナ８を容易に移動させて、ソケット２６をボルト、ナットに係合させることができる。

さらに、ナットランナ８は、ピン２３及びベアリングユニット２１によって、図４及び図５に示すように、２方向に所定角度だけ傾斜させることができるので、垂直方向に対して傾斜して配置されたボルト、ナットに対しても締付を行うことが可能である。

ソケット２６をボルト、ナットに嵌合させた後、ナットランナ８を作動させて、所定のトルクでボルト、ナットの締付を行う。このとき、ナットランナ８の締付トルクの反力は、ピン２３、ヨーク２２、ベアリングユニット２１を介して昇降プレート２０に伝達され、さらに、ボールスプライン１９を介して本体プレート１８に伝達される。

本体プレート１８に伝達された締付トルクの反力による垂直軸回りのトルクは、平行リンク６を介してスライダ５に伝達される。このとき、本体プレート１８に作用するトルクは、平行リンク６を構成するリンク１２、１３によって、互いに平行で反対方向の力として伝達されるので、スライダ５には偶力として作用して、力のモーメントを発生させる。このようにして、本体プレート１８に作用する締付トルクによる反力は、同じ方向の回転力としてスライダ５に伝達され、このとき、リンク１２、１３を回動させ、あるいは、スライダ５を水平方向に移動させる方向の力を生じない。そして、スライダ５に伝達された締付トルクの反力は、スライドユニット４を介して台車３に伝達されて、レール２に支持された台車３によって受止められる。ここで、一対のレール２の間の幅及び台車３の前後の車輪９の間の距離を充分大きくすることにより、車輪９に作用する力を軽減することができる。

このようにして、平行リンク６の回動、スライドユニット４の伸縮及びレール２上の台車３の移動を生じることなく、ナットランナ８の締付トルクの反力を台車３によって受止めることができるので、作業者は、締付トルクの反力を受けることなく、容易に締付作業を行うことができる。締付終了後、ソケット２６をボルト、ナットから離脱し、オーバヘッドコンベアとの同期を解除して台車３を原位置に戻す。

なお、上記実施形態においては、ヘッドユニット７に、ベアリングユニット２１、ヨーク２２及びピン２３を設けて、ナットランナ８を所定角度だけ傾斜できるようにしているが、締付けるボルト、ナットが垂直方向のみの場合には、これらを省略して昇降ユニット２０にナットランナ８を直接固定してもよい。また、ナットランナ８を傾斜させることにより、締付トルクの反力が、ヘッドユニット７を移動させる方向の力を生じさせる場合が考えられるが、傾斜角度を充分小さくすることにより、作業者の負担を充分小さく抑えることができる。

上記実施形態では、一例として、本発明をオーバヘッドコンベアによって搬送される車体に、下方からボルト、ナットを締付けるものに適用した場合について説明しているが、本発明は、これに限らず、ナットランナの主軸に直交する平面に沿って移動可能に平行リンクを配置することにより、他のねじを締付けるねじ締付装置にも同様に適用することができる。また、特許請求の範囲及び本説明において使用するねじの締付けという用語の意味は、ねじを緩める場合を含むものとする。

本発明の一実施形態に係るねじ締付装置を示す平面図である。 図１に示す装置の側面図である。 図１に示す装置において、スライドユニット及びスライダの移動を示す台車の側面図である。 図１に示す装置において、ナットランナのピンによる傾斜を示すヘッドユニットの側面図である。 図１に示す装置において、ナットランナのベアリングユニットによる傾斜を示すヘッドユニットの正面図である。

符号の説明

１ ねじ締付装置、５ スライダ（支持部材）、６ 平行リンク、８ ナットランナ（回転工具）、１９ ボールスプライン（支持手段）

Claims (4)

1. ねじを締付ける回転工具と、前記回転工具の主軸の回転方向に対して固定された支持部材と、前記回転工具の主軸に略直交する平面上に配置されて前記回転工具と前記支持部材とを連結する平行リンクとを備えたことを特徴とするねじ締付装置。
2. 前記支持部材は、前記平行リンクの一端部を前記回転工具の主軸に略直交する平面に沿って移動可能に支持することを特徴とする請求項１に記載のねじ締付装置。
3. 前記回転工具をその主軸に沿って移動可能に支持する支持手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のねじ締付装置。
4. 前記回転工具は、所定角度だけ傾斜可能に支持されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のねじ締付装置。
   

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