JP2010052108A - ナットランナー - Google Patents

Abstract

【課題】 締め付けトルクのばらつきを低減することが可能であるとともに、シャフトが揺動可能な状態と揺動不可能な状態を切換えることが可能なナットランナーを提供する。
【解決手段】 駆動軸３２を回転させる駆動装置３０と、駆動軸３２に対して揺動可能に接続されており、先端部に締結部品を保持するソケット４２が形成されているシャフト４０と、シャフト４０に対して相対移動可能であり、シャフト４０に対して第１相対位置にあるときにシャフト４０の揺動を禁止し、シャフト４０に対して第２相対位置にあるときにシャフト４０の揺動を許容するガイド５０と、シャフト４０に対してガイド５０を第１相対位置と第２相対位置の間で相対移動させるアクチュエータ６０を備えていることを特徴とするナットランナー１０。
【選択図】図１

Description

本発明は、締結部品を締結するナットランナーに関する。なお、本明細書において、締結部品とは、ボルトやナット等のネジ溝を有する締結用の部品を意味する。

ナットランナーは、駆動軸を回転させる駆動装置と、駆動軸に接続されており、先端部に締結部品を保持するソケットが形成されているシャフトを備えている。ソケットに締結部品を保持し、駆動装置によってシャフトを回転させることで、締結部品を締結する。
締結部品を締結するときには、ソケットによって締結部品を保持し、保持した締結部品を被締結部品に対して位置決めし、位置決めした締結部品を回転させて締結を行う。ソケットによって締結部品を保持する（ソケット内に締結部品を挿入する）ときには、シャフトが駆動軸に対して揺動不可能であることが好ましい。シャフトが駆動軸に対して揺動可能であると、ソケット内に締結部品を挿入し難いためである。また、ソケットに保持した締結部品を被締結部品上に位置決めするときには、シャフトが駆動軸に対して揺動不可能であることが好ましい。締結部品を被締結部品上に正確に位置決めするためである。一方、被締結部品上に位置決めした締結部品を回転させて締結部品を締結するときには、シャフトは揺動可能であることが好ましい。締結部品と被締結部品の間にずれが生じているときにも、被締結部品に対して適切な位置で締結部品を回転させるためである。例えば、ボルト（締結部品）を被締結部品のネジ孔等に締結する場合には、ボルトをネジ孔上に位置決めしたときに多少の位置ずれが生じる場合がある。この場合にも、シャフトを揺動可能としておけば、シャフトがボルトとネジ孔の位置ずれに倣って揺動するので、ボルトをネジ孔のネジ溝に倣って回転させることができる。すなわち、ボルトを適切に締結することができる。ナットランナーによってナット（締結部品）を雄ネジ（被締結部品）に締結するときも同様である。

特許文献１には、シャフトが駆動軸に対して揺動可能な状態と、シャフトが駆動軸に対して揺動不可能な状態とを切換えることが可能なナットランナーが開示されている。このナットランナーでは、駆動軸に対してシャフトが揺動可能に接続されている。また、シャフトにテーパ面が形成されており、筐体にはシャフトのテーパ面と当接する逆テーパ面が形成されている。駆動軸とシャフトは、軸方向に移動可能とされている。駆動軸は、コイルスプリングによってシャフト側に付勢されており、この付勢力によってシャフトのテーパ面と筐体の逆テーパ面が当接している。シャフトのテーパ面と筐体の逆テーパ面が当接している状態では、シャフトは駆動軸に対して揺動不可能となっている。
締結部品をソケットに挿入するときや、締結部品を被締結部品に対して位置決めするときには、シャフトのテーパ面と筐体の逆テーパ面が当接しているので、シャフトは揺動不可能となっている。したがって、これらの作業を容易に行うことができる。
一方、締結部品を締結するときには、締結部品を被締結部品に向かって押付けながら締結部品を回転させる。締結部品を押付けると、シャフトと駆動軸がコイルスプリング側に押し込まれて、コイルスプリングが縮む。すると、シャフトのテーパ面と筐体の逆テーパ面との当接状態が解除されて、シャフトが揺動可能となる。したがって、シャフトが揺動可能な状態で締結部品を回転させることができる。

特開平２−２７４４３９号公報

特許文献１のナットランナーでは、締結部品を被締結部品に押付けたときに、コイルスプリングが縮んでシャフトが揺動可能となる。すなわち、締結部品の締結時に、所定の力で締結部品を被締結部品に押付けながら回転させる必要がある。このように、押付けながら回転させることで締結部品を締結すると、回転時に締結部品と被締結部品との間で摩擦抵抗が生じる。このため、締め付けトルクのばらつきが大きくなるという問題が生じる。コイルスプリングのバネ係数を小さくすれば、この問題を緩和することができる。しかしながら、バネ係数を小さくすると、ソケットに締結部品を保持するときや保持した締結部品を被締結部品に位置決めするとき（すなわち、シャフトを揺動不可能とする必要があるとき）に、シャフトが少し押されただけでコイルスプリングが縮んでしまい、シャフトが揺動してしまうという問題が生じる。

本発明は、上述した実情に鑑みて創作されたものであり、締め付けトルクのばらつきを低減することが可能であるとともに、シャフトが揺動可能な状態と揺動不可能な状態を切換えることが可能なナットランナーを提供することを目的とする。

本発明のナットランナーは、駆動装置と、シャフトと、ガイドと、アクチュエータを備えている。駆動装置は、駆動軸を回転させる。シャフトは、駆動軸に対して揺動可能に接続されており、先端部に締結部品を保持するソケットが形成されている。ガイドは、シャフトに対して相対移動可能であり、シャフトに対して第１相対位置にあるときにシャフトの揺動を禁止し、シャフトに対して第２相対位置にあるときにシャフトの揺動を許容する。アクチュエータは、シャフトに対してガイドを第１相対位置と第２相対位置の間で相対移動させる。
なお、「シャフトに対してガイドを相対移動させる」とは、シャフトに対するガイドの相対位置を変化させることを意味する。すなわち、「シャフトに対してガイドを相対移動させる」は、ガイドを移動させて相対位置を変化させること、シャフトを移動させて相対位置を変化させること、及び、ガイドとシャフトの双方を移動させて相対位置を変化させることを含む。
このナットランナーでは、アクチュエータが、ガイドを第１相対位置と第２相対位置の間で相対移動させる。すなわち、アクチュエータによって、シャフトが揺動可能な状態と、シャフトが揺動不可能な状態とが切換えられる。したがって、シャフトを揺動可能とするために、シャフトのソケットに保持した締結部品を被締結部品に押付ける必要がない。このため、安定した締め付けトルクで、締結部品を締結することができる。

上述したナットランナーは、シャフトに大径部が形成されており、ガイドに大径部を収容可能な収容孔が形成されており、アクチュエータが、シャフトの大径部がガイドの収容孔に収容される第１相対位置と、シャフトの大径部がガイドの収容孔から離脱する第２相対位置の間で、シャフトに対してガイドをシャフトの軸方向に相対移動させることが好ましい。
なお、「シャフトの大径部がガイドの収容孔から離脱する第２相対位置」とは、大径部以外のシャフト（大径部より小径である部分）が収容孔に収容される相対位置、または、収容孔内にシャフトが収容されない相対位置を意味する。
このナットランナーでは、大径部が収容孔に収容される第１相対位置にガイドが相対移動されると、シャフトが揺動不可能となる。また、大径部が収容孔から離脱する第２相対位置にガイドが相対移動されると、シャフトが揺動可能となる。

また、上記の課題は、以下のナットランナーによっても解決することができる。このナットランナーは、駆動装置と、シャフトと、ガイドを備えている。駆動装置は、駆動軸を回転させる。シャフトは、駆動軸に対して揺動可能に接続されており、大径部が形成されており、先端部に締結部品を保持するソケットが形成されている。ガイドは、大径部を収容可能な収容孔が形成されており、シャフトの大径部が収容孔に収容される収容位置と、シャフトの大径部が収容孔から離脱する非収容位置の間で、シャフトに対して軸方向に相対移動可能である。シャフトとガイドの少なくとも一方には、シャフトの回転に伴ってシャフトとガイドを軸方向に相対移動させる案内面が形成されている。ガイドが収容位置にある状態でシャフトが締結方向に回転すると、シャフトに対するガイドの相対位置が非収容位置に変化する。ガイドが非収容位置にある状態でシャフトが取り外し方向に回転すると、シャフトに対するガイドの相対位置が収容位置に変化する。ガイドが非収容位置にある状態でシャフトが締結方向に回転すると、シャフトに対するガイドの相対位置が非収容位置に維持される。
このナットランナーでは、シャフトの回転時に、シャフトとガイドが案内面によって案内される。これによってで、シャフトとガイドの相対位置が収容位置（シャフトが揺動不可能な相対位置）と非収容位置（シャフトが揺動可能な位置）の間で変化する。また、ガイドが非収容位置にある状態でシャフトが締結方向に回転すると、シャフトに対するガイドの相対位置が非収容位置に維持される。すなわち、揺動可能な状態で、シャフトを締結方向に回転させ続けることができる。
このように、このナットランナーでは、シャフトを揺動可能とするために、ソケットに保持した締結部品を被締結部品に押付ける必要がない。安定した締め付けトルクで、締結部品を締結することができる。また、このナットランナーでは、駆動装置が、締結部品を回転させる装置として機能するとともに、シャフトの状態（揺動可能状態と揺動不可能状態）を切換えるアクチュエータとしても機能する。したがって、シャフトの状態を切換えるためのアクチュエータを別途設ける必要がなく、装置構成を簡単とすることができる。

また、上記の課題は、以下のナットランナーによっても解決することができる。このナットランナーは、駆動装置と、シャフトと、ガイドを備えている。駆動装置は、駆動軸を回転させる。シャフトは、駆動軸に対して揺動可能に接続されており、大径部が形成されており、先端部に締結部品を保持するソケットが形成されている。ガイドは、大径部を収容可能な収容孔が形成されており、シャフトの大径部が収容孔に収容される収容位置と、シャフトの大径部が収容孔から離脱する非収容位置の間で、シャフトに対して軸方向に相対移動可能である。シャフトとガイドの一方には、螺旋状に伸びる案内面が形成されている。シャフトとガイドの他方には、螺旋状に伸びる案内面によって案内される被案内部が形成されている。
なお、「螺旋状に伸びる案内面」とは、シャフトと同心の周方向において、その周方向を一方に向かうに従って、シャフトの軸方向の一方に向かって変位する案内面を意味する。
このナットランナーでは、シャフトの回転時に、被案内部が案内面に案内される。案内面は螺旋状であるので、回転によってシャフトとガイドが軸方向に相対移動する。これによって、ガイドが、シャフトの大径部が収容孔に収容される収容位置と、シャフトの大径部が収容孔から離脱する非収容位置の間で、シャフトに対して相対移動する。すなわち、シャフトの状態（揺動可能状態と揺動不可能状態）が切換えられる。
このように、このナットランナーでは、シャフトを揺動可能とするために、ソケットに保持した締結部品を被締結部品に押付ける必要がない。安定した締め付けトルクで、締結部品を締結することができる。また、このナットランナーでは、駆動装置が、シャフトの状態を切換えるアクチュエータとしても機能する。したがって、装置構成を簡単とすることができる。

本発明のナットランナーによれば、シャフトが揺動可能な状態と揺動不可能な状態を切換えることが可能であるとともに、安定した締め付けトルクで締結部品を締結することができる。

（第１実施例）
図１は、第１実施例に係るナットランナー１０の断面図を示している。なお、図１は、ナットランナー１０の先端部分近傍のみを示している。ナットランナー１０は、産業用ロボットのアームに取り付けて使用される。図１に示すように、ナットランナー１０は、筐体２０と、駆動装置３０と、シャフト４０と、ガイド５０と、シリンダアクチュエータ６０を備えている。

筐体２０は、産業用ロボットのアームに固定されている。筐体２０内には、駆動装置３０の駆動軸３２及びシャフト４０等が収容されている。

駆動装置３０は、筐体２０に取り付けられている。駆動装置３０は、モータ（図示省略）と、駆動軸３２と、モータの回転を駆動軸３２に伝える機構（図示省略）等を備えている。駆動装置３０は、モータを駆動することにより駆動軸３２を回転させる。また、駆動装置３０は、図示しないトルクセンサを備えている。トルクセンサは、駆動軸３２（すなわち、シャフト４０）に加わるトルクを検出する。

シャフト４０は、ユニバーサルジョイント７０を介して、駆動装置３０の駆動軸３２に接続されている。ユニバーサルジョイント７０は、シャフト４０を駆動軸３２に対して揺動可能に接続している。すなわち、シャフト４０は、駆動軸３２に対して揺動することができる。シャフト４０の先端部には、ソケット４２が形成されている。ソケット４２の内周面は、締結部品が相対回転しないように締結部品と係合可能な形状に形成されている。ソケット４２内には、マグネット４８が固定されている。シャフト４０の中間部には、他の部分より直径が大きい大径部４４が形成されている。以下では、シャフト４０の大径部４４以外の部分を小径部４６という。

シリンダアクチュエータ６０は、筐体２０に固定されている。シリンダアクチュエータ６０は、作動軸６２を備えている。シリンダアクチュエータ６０は、作動軸６２を上下に移動させる。

ガイド５０は、略円筒形状を備えている。ガイド５０の内孔には、シャフト４０が挿通されている。ガイド５０の内孔には、小径孔部５２ａと、大径孔部５２ｂと、大径孔部５２ｂから徐々に直径が広がっているテーパ孔部５２ｃが形成されている。ガイド５０の大径孔部５２ｂの内径は、シャフト４０の大径部４４の直径よりわずかに大きい。したがって、ガイド５０の大径孔部５２ｂ内に、シャフト４０の大径部４４を収容することができる。ガイド５０の小径孔部５２ａの内径は、シャフト４０の小径部４６の直径より大きい。したがって、ガイド５０の小径孔部５２ａの内周面と、シャフト４０の小径部４６の外周面の間には、比較的大きいクリアランスが形成されている。ガイド５０は、シリンダアクチュエータ６０の作動軸６２に固定されている。したがって、シリンダアクチュエータ６０の作動によって、ガイド５０は上下に移動する。ガイド５０は、図１に示す位置（シャフト４０の大径部４４がガイド５０の大径孔部５２ｂ内に収容される位置：以下では、収容位置という）と、図２に示す位置（シャフト４０の大径部４４がガイド５０の大径孔部５２ｂから離脱する位置：以下では、非収容位置という）の間を上下動する。

図１に示すように、ガイド５０が収容位置にあるときには、シャフト４０の大径部４４がガイド５０の大径孔部５２ｂに収容されて位置決めされる。したがって、シャフト４０は、駆動軸３２に対して（すなわち、ユニバーサルジョイント７０の中心にして）揺動することができない。また、ガイド５０の大径孔部５２ｂは駆動軸３２の中心軸と同心に形成されているので、ガイド５０が収容位置にあるときには、駆動軸３２の中心軸とシャフト４０の中心軸が一致する。
図２に示すように、ガイド５０が非収容位置にあるときには、シャフト４０はガイド５０に位置決めされない。したがって、シャフト４０は、ガイド５０の小径部４６との間のクリアランスの範囲内で、駆動軸３２に対して揺動することができる。

次に、ナットランナー１０の動作について説明する。以下では、ナットランナー１０によって、ボルトをネジ孔に締結する動作について説明する。ナットランナー１０は、パーツフィーダにより供給されるボルトをソケット４２で保持する保持動作、保持したボルトをネジ孔上まで移動させて位置決めする位置決め動作、シャフト４０を回転させてボルトをネジ孔に締結する締結動作の順に制御される。

保持動作の前に、シリンダアクチュエータ６０によって、ガイド５０を収容位置に移動させておく。これによって、シャフト４０は揺動不可能となる。この状態で、パーツフィーダにより供給されるボルトの頭がソケット４２内に挿入されるように、産業用ロボットのアームを駆動する。ソケット４２内に挿入されたボルトは、マグネット４８に吸着されて、ソケット４２に保持される。保持動作では、シャフト４０が揺動しないので、ボルトを容易に保持することができる。保持動作を失敗する確率はきわめて低い。

位置決め動作では、ガイド５０が収容位置に存在している状態を維持する。このため、位置決め動作でも、シャフト４０は揺動不可能である。この状態で、ソケット４２に保持しているボルトを、ネジ孔上に移動させて位置決めする。シャフト４０が揺動しないので、ボルトをネジ孔上に正確に位置決めすることができる。

締結動作の開始時に、シリンダアクチュエータ６０を作動させて、ガイド５０を非収容位置に移動させる。これによって、シャフト４０は揺動可能となる。この状態で、駆動装置３０によって駆動軸３２を締結方向に回転させる。これによって、シャフト４０とともにボルトが回転し、ボルトがネジ孔内に締結される。締結動作では、駆動装置３０のトルクセンサで検出されるトルクが目標トルクと一致するように駆動装置を駆動させる。

上述したように、位置決め動作時にはシャフト４０が揺動しないので、ボルトをネジ孔上に正確に位置決めすることができる。しかしながら、シャフト４０が揺動しない場合でも、ボルトとネジ孔の間に微小な位置ズレが生じる場合がある。図３は、ボルト９０を位置決めした位置Ａ１とネジ孔９２の位置Ａ２の間に位置ズレＴが生じていた状態で締結動作を開始したときのシャフト４０の状態を示している。なお、図３では、説明のため、位置ズレＴを実際より大きく示している。位置ズレＴが生じている状態でシャフト４０を回転させると、ボルト９０がネジ孔９２に倣って、ネジ孔９２の直上に移動しようとする。このとき、シャフト４０が揺動するので、図３に示すようにボルト９０はネジ孔９２の直上に移動することができる。したがって、適切にボルト９０を締結することができる。

以上に説明したように、第１実施例のナットランナー１０は、シリンダアクチュエータ６０が作動することによって、シャフト４０が揺動可能な状態と、シャフト４０が揺動不可能な状態が切換えられる。すなわち、ソケット４２に保持したボルトを、ネジ孔に向かって押し付ける必要がない。したがって、ボルトの回転時に、ボルトとネジ孔の間で高い摩擦が生じず、摩擦による締め付けトルクへの影響を最小限とすることができる。このため、駆動装置３０のトルクセンサで検出されるトルクと、実際のボルトの締め付けトルクとが正確に対応し、目標の締め付けトルクで正確にボルトを締結することができる。ボルトの締め付けトルクのばらつきを最小限に抑えることができる。なお、上述した第１実施例では、ボルトをネジ孔に締結する動作について説明したが、ナット等を雄ネジに締結する際にも、同様の効果を得ることができる。

なお、上述した第１実施例のナットランナー１０では、ガイド５０がシャフト４０の軸方向に移動するように構成されていた。しかしながら、シャフト４０が軸方向に移動するように構成されていてもよい。

（第２実施例）
図４は、第２実施例に係るナットランナー１００の断面図を示している。なお、図４は、ナットランナー１００の先端部分近傍のみを示している。ナットランナー１００は、産業用ロボットのアームに取り付けて使用される。図４に示すように、ナットランナー１００は、筐体１２０と、駆動装置１３０と、シャフト１４０と、ガイド１５０を備えている。

筐体１２０は、産業用ロボットのアームに固定されている。筐体１２０内には、駆動装置１３０の駆動軸１３２及びシャフト１４０等が収容されている。

駆動装置１３０は、筐体１２０に取り付けられている。駆動装置１３０は、モータ（図示省略）と、駆動軸１３２と、モータの回転を駆動軸１３２に伝える機構（図示省略）等を備えている。駆動軸１３２は、基端側の第１駆動軸１３２ａと先端側の第２駆動軸１３２ｂを備えている。第２駆動軸１３２ｂは、第１駆動軸１３２ａに対して軸方向に移動可能に接続されている。第２駆動軸１３２ｂは、第１駆動軸１３２ａに対する位置（軸方向の位置）が何れの位置であっても、第１駆動軸１３２ａに対して相対回転不可能に接続されている。駆動装置１３０のモータが駆動すると、第１駆動軸１３２ａ及び第２駆動軸１３２ｂが回転する。

シャフト１４０は、ユニバーサルジョイント１７０を介して、駆動装置１３０の第２駆動軸１３２ｂに接続されている。すなわち、シャフト１４０は、第２駆動軸１３２ｂに対して揺動可能に接続されている。上述したように、第２駆動軸１３２ｂは、第１駆動軸１３２ａに対して上下に移動することができる。したがって、シャフト１４０も、上下に移動することができる。シャフト１４０の先端部には、ソケット１４２が形成されている。ソケット１４２の内周面は、締結部品が相対回転しないように締結部品と係合可能な形状に形成されている。ソケット１４２内には、マグネット１４８が固定されている。シャフト１４０の中間部には、他の部分より直径が大きい大径部１４４が形成されている。以下では、シャフト１４０の大径部１４４以外の部分を小径部１４６という。大径部１４４の外周面には、その外周面から突出する２つの凸部１４４ａ、１４４ｂが形成されている。

ガイド１５０は、筐体１２０に固定されている。ガイド１５０は、略円筒形状を備えている。図５は、ガイド１５０の上面図を示している。図４、図５に示すように、ガイド１５０の内孔には、シャフト１４０が挿通されている。ガイド１５０の内孔には、小径孔部１５２ａと、大径孔部１５２ｂと、凸部収容孔部１５２ｃが形成されている。ガイド１５０の小径孔部１５２ａの内径は、シャフト１４０の小径部１４６の直径より大きい。ガイド１５０の大径孔部１５２ｂの内径は、シャフト１４０の大径部１４４の直径よりわずかに大きい。ガイド１５０の凸部収容孔部１５２ｃの半径は、シャフト１４０の中心軸から凸部１４４ａ、１４４ｂの端部までの距離より長い。
ガイド１５０の内孔には、２つの案内板１５４ａ、１５４ｂが設置されている。なお、図４では、図４の断面より手前側に存在する案内板１５４ａについても示している。図４、図５に示すように、案内板１５４ａは、平板状の部材であり、シャフト１４０の中心軸回りに沿って伸びている。案内板１５４ａは、軸部１５５ａでガイド１５０に取り付けられている。案内板１５４ａは、軸部１５５ａを中心に、ガイド１５０に対して揺動することができる。案内板１５４ａは、図４に示す傾斜姿勢と、水平姿勢との間（図４の角度θの範囲）を揺動することができる（角度θの範囲外には揺動することができない）。案内板１５４ａは、図示しないバネにより付勢されており、これによって図４に示す傾斜姿勢に維持されている。すなわち、案内板１５４ａは、シャフト１４０の周方向に向かうに従ってシャフト１４０の軸方向に変位している（すなわち、螺旋状に伸びている）。案内板１５４ｂは、案内板１５４ａと対称に設置されている。案内板１５４ｂは、軸部１５５ｂを中心にして図４に示す傾斜姿勢と水平姿勢との間を揺動可能に設置されている。案内板１５４ｂは、図示しないバネによって付勢されており、図４に示す傾斜姿勢に維持されている。

図６及び図７は、ガイド１５０の周囲の拡大断面図を示している。図６はシャフト１４０が収容位置にある状態を示しており、図７はシャフト１４０が非収容位置にある状態を示している。なお、図６、図７では、案内板１５４ａの図示を省略している。
ナットランナー１００では、シャフト１４０が、図６の収容位置（シャフト１４０の大径部１４４がガイド１５０の大径孔部１５２ｂに収容される位置）と、図７の非収容位置（シャフト１４０の大径部１４４がガイド１５０の大径孔部１５２ｂから離脱する位置）の間を、移動することができる。シャフト１４０が収容位置にあるときには、シャフト１４０の大径部１４４がガイド１５０の大径孔部１５２ｂに収容されて位置決めされる。したがって、シャフト１４０は、駆動軸１３２に対して（すなわち、ユニバーサルジョイント１７０を中心にして）揺動することができない。また、ガイド１５０の大径孔部１５２ｂは駆動軸１３２の中心軸と同心に形成されているので、シャフト１４０が収容位置にあるときには、駆動軸１３２の中心軸とシャフト１４０の中心軸が一致する。
シャフト１４０が非収容位置にあるときには、シャフト１４０はガイド１５０に位置決めされない。このため、シャフト１４０は、駆動軸１３２に対して揺動することができる。

次に、シャフト１４０の収容位置と非収容位置の間における移動について説明する。
図６に示す収容位置において、シャフト１４０が図４の矢印２００の方向（締結方向）に回転する場合を考える。この場合、凸部１４４ａが、案内板１５４ｂの上面に当接し、矢印２２０に示すようにシャフト１４０の軸方向上側に向かって案内される。図示していないが、凸部１４４ｂも案内板１５４ａによって同様に案内される。上述したように、シャフト１４０は、上下に移動することができる。したがって、凸部１４４ａ、１４４ｂが案内板１５４ａ、１５４ｂに案内されることによって、シャフト１４０全体が回転しながら上側に移動する。これによって、シャフト１４０が、図７に示す非収容位置に移動する。
図６に示す収容位置において、シャフト１４０が図６の矢印２０２の方向（取外し方向）に回転する場合を考える。この場合、矢印２２６に示すように、凸部１４４ｂが案内板１５４ｂの下面に当接する。すると、案内板１５４ｂは、凸部１４４ｂに押されて水平姿勢に揺動する。したがって、凸部１４４ｂは、軸方向に移動しない。図示していないが、同様に、凸部１４４ａも案内板１５４ａに当接し、案内板１５４ａが水平姿勢に揺動する。したがって、凸部１４４ａも、軸方向に移動しない。このように、収容位置においてシャフト１４０が矢印２０２の方向に回転すると、案内板１５４ａ、１５４ｂが水平姿勢に揺動するので、シャフト１４０は軸方向に移動しない。シャフト１４０は、収容位置のまま回転する。
図７に示す非収容位置において、シャフト１４０が図７の矢印２０２の方向（取外し方向）に回転する場合を考える。この場合、凸部１４４ｂが、案内板１５４ｂの下面に当接し、矢印２２４に示すようにシャフト１４０の軸方向下側に向かって案内される。図示していないが、凸部１４４ａも案内板１５４ａによって同様に案内される。したがって、シャフト１４０全体が回転しながら下側に移動する。これによって、凸部１４４ａ、１４４ｂが、ガイド１５０の凸部収容孔部１５２ｃ内に収容され、シャフト１４０の大径部１４４がガイド１５０の大径孔部１５２ｂ内に収容される。すなわち、シャフト１４０が、図６に示す収容位置に移動する。
図７に示す非収容位置において、シャフト１４０が図６の矢印２００の方向（締結方向）に回転する場合を考える。この場合、矢印２２２に示すように、凸部１４４ａが案内板１５４ｂの上面に当接する。すると、案内板１５４ｂは、凸部１４４ａに押されて水平姿勢に揺動する。したがって、凸部１４４ａは、軸方向に移動しない。図示していないが、同様に、凸部１４４ｂも案内板１５４ａに当接し、案内板１５４ａが水平姿勢に揺動する。したがって、凸部１４４ｂも、軸方向に移動しない。このように、非収容位置においてシャフト１４０が矢印２００の方向に回転すると、案内板１５４ａ、１５４ｂが水平姿勢に揺動するので、シャフト１４０は軸方向に移動しない。シャフト１４０は、非収容位置のまま回転する。

次に、ナットランナー１００の動作について説明する。ナットランナー１００は、ボルトをソケット１４２で保持する保持動作、保持したボルトをネジ孔上まで移動させて位置決めする位置決め動作、シャフト１４０を回転させてボルトをネジ孔に締結する締結動作の順に制御される。

保持動作の前に、シャフト１４０を矢印２０２の方向に回転させる。これによって、シャフト１４０が収容位置に移動される。したがって、シャフト１４０は揺動不可能となる。この状態で、産業用ロボットのアームを駆動して、ソケット１４２内にボルトを挿入する。挿入されたボルトは、マグネット１４８に吸着されて保持される（保持動作）。

ボルトを保持したら、シャフト１４０を収容位置に維持したまま（すなわち、シャフト１４０を回転させないで）、産業用ロボットのアームを駆動して、ソケット１４２に保持しているボルトをネジ孔上に移動させて位置決めする（位置決め動作）。

位置決め動作が終了したら、シャフト１４０を矢印２００の方向（締結方向）に回転させる。すると、シャフト１４０が、非収容位置に移動し、揺動可能となる。シャフト１４０が非収容位置に移動した後も、シャフト１４０を矢印２００の方向に回転させ続ける。すると、シャフト１４０は非収容位置を維持した状態（すなわち、揺動可能な状態）で回転する。これによって、ボルトがネジ孔内に締結される（締結動作）。

以上に説明したように、第２実施例のナットランナー１００は、駆動装置１３０によってシャフト１４０が回転されることによって、シャフト１４０が揺動可能な状態と、シャフト１４０が揺動不可能な状態が切換えられる。すなわち、ソケット１４２に保持したボルトを、ネジ孔に向かって押し付けることなくシャフト１４０を揺動可能とすることができる。したがって、ボルトの締め付けトルクを意図した締め付けトルクで正確に締結することができる。なお、上述した第２実施例では、ボルトをネジ孔に締結する動作について説明したが、ナット等を雄ネジに締結する際にも、同様の効果を得ることができる。

また、このナットランナー１００では、駆動装置１３０がシャフト１４０を回転させることによって、シャフト１４０の状態（揺動可能状態と揺動不可能状態）を切換える。このため、シャフト１４０の状態を切換えるためのアクチュエータを別途設ける必要がない。ナットランナー１００の装置構成をより簡単なものとすることができる。

なお、上述した第２実施例のナットランナー１００では、シャフト１４０の回転に伴ってシャフト１４０が軸方向に移動するように構成されていた。しかしながら、シャフト１４０の回転に伴って、ガイド１５０がシャフト１４０の軸方向に移動するように構成されていてもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

第１実施例のナットランナー１０の収容位置における概略断面図。 第１実施例のナットランナー１０の収容位置における概略断面図。 位置決め動作において位置ズレＴが生じたときの、締結動作中におけるシャフト４０の状態を示す図。 第２実施例のナットランナー１００の収容位置における概略断面図。 第２実施例のナットランナー１００のガイド１５０の上面図。 第２実施例のナットランナー１００の収容位置における拡大断面図。 第２実施例のナットランナー１００の非収容位置における拡大断面図。

符号の説明

１０：ナットランナー
２０：筐体
３０：駆動装置
３２：駆動軸
４０：シャフト
４２：ソケット
４４：大径部
４６：小径部
４８：マグネット
５０：ガイド
５２ｂ：大径孔部
６０：シリンダアクチュエータ
７０：ユニバーサルジョイント
１００：ナットランナー
１２０：筐体
１３０：駆動装置
１３２：駆動軸
１４０：シャフト
１４２：ソケット
１４４：大径部
１４４ａ：凸部
１４４ｂ：凸部
１４６：小径部
１４８：マグネット
１５０：ガイド
１５２ｂ：大径孔部
１５２ｃ：凸部収容孔部
１５４ａ：案内板
１５４ｂ：案内板
１７０：ユニバーサルジョイント

Claims (4)

1. ナットランナーであって、
   駆動軸を回転させる駆動装置と、
   駆動軸に対して揺動可能に接続されており、先端部に締結部品を保持するソケットが形成されているシャフトと、
   シャフトに対して相対移動可能であり、シャフトに対して第１相対位置にあるときにシャフトの揺動を禁止し、シャフトに対して第２相対位置にあるときにシャフトの揺動を許容するガイドと、
   シャフトに対してガイドを第１相対位置と第２相対位置の間で相対移動させるアクチュエータと、
   を備えていることを特徴とするナットランナー。
2. シャフトには、大径部が形成されており、
   ガイドには、大径部を収容可能な収容孔が形成されており、
   アクチュエータは、シャフトの大径部がガイドの収容孔に収容される第１相対位置と、シャフトの大径部がガイドの収容孔から離脱する第２相対位置の間で、シャフトに対してガイドをシャフトの軸方向に相対移動させることを特徴とする請求項１に記載のナットランナー。
3. ナットランナーであって、
   駆動軸を回転させる駆動装置と、
   駆動軸に対して揺動可能に接続されており、大径部が形成されており、先端部に締結部品を保持するソケットが形成されているシャフトと、
   大径部を収容可能な収容孔が形成されており、シャフトの大径部が収容孔に収容される収容位置と、シャフトの大径部が収容孔から離脱する非収容位置の間で、シャフトに対して軸方向に相対移動可能なガイドを備え、
   シャフトとガイドの少なくとも一方には、シャフトの回転に伴ってシャフトとガイドを軸方向に相対移動させる案内面が形成されており、
   ガイドが収容位置にある状態でシャフトが締結方向に回転すると、シャフトに対するガイドの相対位置が非収容位置に変化し、
   ガイドが非収容位置にある状態でシャフトが取り外し方向に回転すると、シャフトに対するガイドの相対位置が収容位置に変化し、
   ガイドが非収容位置にある状態でシャフトが締結方向に回転すると、シャフトに対するガイドの相対位置が非収容位置に維持される、
   ことを特徴とするナットランナー。
4. ナットランナーであって、
   駆動軸を回転させる駆動装置と、
   駆動軸に対して揺動可能に接続されており、大径部が形成されており、先端部に締結部品を保持するソケットが形成されているシャフトと、
   大径部を収容可能な収容孔が形成されており、シャフトの大径部が収容孔に収容される収容位置と、シャフトの大径部が収容孔から離脱する非収容位置の間で、シャフトに対して軸方向に相対移動可能なガイドを備え、
   シャフトとガイドの一方には、螺旋状に伸びる案内面が形成されており、
   シャフトとガイドの他方には、螺旋状に伸びる案内面によって案内される被案内部が形成されていることを特徴とするナットランナー。

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