JP2010179437A - ナットランナー - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、締付作業の効率性を高めることができるナットランナーを提供することを課題とする。
【解決手段】ナットランナー１０は、ベース部１１と、このベース部１１に設けられている駆動源としてのエアモータ１２と、このエアモータ１２から延びておりエアモータ１２によって駆動される主軸１３と、この主軸１３に交差して配置され、主軸１３で駆動される複数のサブ軸２７〜２９と、これらのサブ軸２７〜２９の先端に各々設けられボルトの頭またはナットに嵌合するソケット３７〜３９と、を備えており、主軸１３とサブ軸２７〜２９とのなす交差角（θ）は、非直角である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボルトまたはナットを回転させるソケットを複数有するナットランナーの改良に関する。

従来、ナットランナーとして、ボルトナットを回転させるソケットを複数有するものが知られている（例えば、特許文献１（第２図）参照。）。

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１２は従来の技術の基本構成を説明する図であり、多種締付用ナットランナ２００（要素名および符号は振り直した。以下同じ。）には、ケース体２０１が設けられ、このケース体２０１に、駆動源に駆動される主軸２０２が設けられ、この主軸２０２にベベルギヤ２０３、２０５が取り付けられ、これらのベベルギヤ２０３、２０５に駆動される従動側ベベルギヤ２０４、２０６が設けられ、従動側ベベルギヤ２０４、２０６にソケット２１１、２１２が設けられている。ここで、ソケット２１１、２１２は、各々、主軸２０２に直角な向きに配置されている。

図１３は図１２の作用説明図であり、ソケット２１１、２１２に装着されているボルト２１３、２１４をワークＷに開けたねじ穴２１５、２１６へ連続して締結する場合を検討する。
先ず、ねじ穴２１５にボルト２１４を装着したソケット２１２を接近させ、主軸２０２を回転させ、ボルト２１４をワークＷに開けたねじ穴２１４に締結する。

次いで、ナットランナ２００を移動させるとともに、ケース体２０１の向きを上下１８０°反転させる。
そして、ねじ穴２１６にボルト２１３を装着したソケット２１１を接近させ、主軸２０２を回転させ、ボルト２１３をワークＷに開けたねじ穴２１６に締結する。

ところで、特許文献１の技術では、ワークＷと締結に使用しないソケットとの間で干渉が起きることを避けるために、ソケット２１１とソケット２１２とは、主軸２０２に対して互いに反対側になるように配置されている。かかる構成によると、締結する際に、ケース体２０１の向きを上下１８０°反転させる必要があり時間がかかる。ワークＷとの干渉を回避するための他の手段として、ソケット２１１、２１２間を大きく離間させて配置することが考えられるが、移動距離が大きくなり時間がかかる。すなわち、前記いずれの手段によっても、締付作業の効率性の点で改良の余地があった。

実開平３−１２０３３５号公報

本発明は、締付作業の効率性を高めることができるナットランナーを提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、駆動源で駆動される主軸と、この主軸に交差して配置され、主軸で駆動される複数のサブ軸と、これらのサブ軸の先端に各々設けられボルトの頭またはナットに嵌合するソケットと、からなるナットランナーであって、主軸とサブ軸とのなす交差角は、非直角であることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、交差角は、複数のサブ軸毎に異なる角度に設定したことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、駆動源で駆動される主軸と、この主軸に交差して配置され、主軸で駆動される複数のサブ軸と、これらのサブ軸の先端に各々設けられボルトの頭またはナットに嵌合するソケットと、からなるナットランナーであって、主軸の一端から見たときに、サブ軸は、重ならないように配置されていることを特徴とする。

請求項４に係る発明では、複数のソケットは、形状が互いに異なっていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、主軸とこの主軸に駆動されるサブ軸とを有するナットランナーにおいて、主軸とサブ軸とのなす交差角は、非直角である。
従来、主軸の回転軸方向に対して直角に配置されているサブ軸に取り付けた複数の締付用ソケットを用いて複数のねじをワークに締結する場合において、締付に用いる締付用ソケット以外のソケットおよびこのソケットに装着されているねじとワークとが干渉しないように、互いに、複数の締付用ソケットを、十分に離間させて配置する必要があった。

互いの締付用ソケットが離間している場合には、締付用ソケットの移動距離が長くなり、位置合わせに時間がかかる場合がある。
締付用ソケットの位置合わせに時間がかかると、複数のねじをワークに連続して締め付けようとするときに、締付作業の効率を上げるという点で改良の余地があった。

この点、本発明では、主軸の回転軸方向に対する締付用ソケットの回転軸方向の角度は、非直角であるので、複数の締付ソケットと、ワークとの間で干渉を起き難くすることが可能となり、直径や種類の異なる複数種類の締結部材を連続的に締め付けることができる。連続的な締付作業が可能になれば、締付作業を効率良く迅速に行うことが可能になる。

請求項２に係る発明では、交差角は、複数のサブ軸毎に異なる角度に設定した。
主軸に対する隣り合うサブ軸の角度を異なる角度に設定すれば、サブ軸の向きが異なるため、締結に使用しないソケットをワークに当たり難くすることができる。

ソケットがワークに当たり難くなれば、ソケットを取り付けたサブ軸同士を近接配置することができるので、複数個のボルトの頭またはナットを締め付ける際に、ナットランナーの移動距離を短くすることが可能になる。そうすれば、締付作業に係る効率を高めることができる。

請求項３に係る発明では、主軸の一端から見たときに、サブ軸は、重ならないように配置されているので、サブ軸同士の向きは異なる。サブ軸同士の向きが異なると、これらのサブ軸に取り付けたソケット同士の向きも異なる向きとなる。かかるソケット配置であれば、ソケット同士の向きが同一に配置されている場合に較べて、締結に使うソケットをワークに近づけたときに、隣接するソケットをワークに当たり難くすることができるので、ソケット同士を近接配置することができる。ソケット同士を近接配置できれば、複数個のボルトの頭またはナットを締め付ける際に、ナットランナーの移動距離を短くすることが可能になる。そうすれば、締付作業に係る効率を高めることができる。

請求項４に係る発明では、複数のソケットは、形状が互いに異なっているので、異なるサイズをもつ複数のボルトやナットの締結が行えるようになる。したがって、締付に係る汎用性を高めることができる。

本発明の第１実施例に係るナットランナーの要部断面図である。 図１の作用説明図（ワークに第１ボルトを締結する。）である。 図１の作用説明図（ワークに第２ボルトを締結し、その後、ワークに第３ボルトを締結する。）である。 第１実施例に係るナットランナーの実施例図および比較例図である。 本発明の第２実施例に係るナットランナーの要部断面図である。 図５の作用説明図（ワークに第１ボルトを締結する。）である。 図５の作用説明図（ワークに第２ボルトを締結し、その後、ワークに第３ボルトを締結する。）である。 本発明の第３実施例に係るナットランナーの側面図である。 図８の９−９線断面図である。 図８の作用説明図（ワークに第１ボルトを締結する。）である。である。 図８の作用説明図（ワークに第２ボルトを締結し、その後、ワークに第３ボルトを締結する。）である。 従来の技術の基本構成を説明する図である。 図１２の作用説明図である。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１において、ナットランナー１０は、ロボットアームの先端部に取り付けられているベース部１１と、このベース部１１に取り付けた駆動源としてのエアモータ１２と、このエアモータ１２から延びておりエアモータ１２によって駆動される主軸１３と、ベース部１１と主軸１３の間に設けられ主軸１３を回転自在に支持する第１、第２主軸受部１４、１５と、主軸１３の先端部から根元部に向け順に設けられている第１〜第３駆動側ベベルギヤ１７〜１９と、これらの第１〜第３駆動側ベベルギヤ１７〜１９に噛合うように配置される第１〜第３従動側ベベルギヤ２１〜２３と、これらの第１〜第３従動側ベベルギヤ２１〜２３に設けられている軸部としての第１〜第３サブ軸２７〜２９と、これらの第１〜第３サブ軸２７〜２９を回転自在に支持する第１〜第３サブ軸受部３１〜３３と、これらの第１〜第３サブ軸２７〜２９の先端に着脱可能に設けられボルトの頭またはナットに嵌合する第１〜第３ソケット３７〜３９と、前記主軸１３、第１〜第３駆動側ベベルギヤ１７〜１９および第１〜第３従動側ベベルギヤ２１〜２３を覆う外枠としてのケース体４１と、からなる。

主軸１３と第１サブ軸２７とのなす角、主軸１３と第２サブ軸２８のなす角および主軸１３と第３サブ軸２９とのなす角は、各々θ°であり、同じ角度に設定されている。本実施例ではθ＝１０５°である。つまり、主軸１３といずれのサブ軸２７〜２９とのなす交差角は、非直角である。
なお、主軸１３および第１サブ軸２７〜第３サブ軸２９は、いずれもベース部１１に取り付けられているので、主軸１３に対して第１サブ軸２７〜第３サブ軸２９が首振り可能な構造を有する装置に較べると、高い剛性を有しており、締付け時に、振動などの発生を抑制することができ、より好ましい条件で締付作業が可能になる。振動などが抑えられれば、装置の耐久性も大幅に向上する。

なお、本発明によれば、θの角度は、９０°以外の角度であれば任意の値に設定可能である。
また、本実施例において、第１〜第３ソケットの形状は同じ形状であるが、ボルト、ナットのサイズや形状に合わせて異なるものにすることは差し支えない。

図２〜図３において、ワークＷに、第１〜第３ねじ穴４４〜４６が開けられており、これらのねじ穴４４〜４６に、ナットランナー１０の第１〜第３ソケット３７〜３９に装着した第１〜第３ボルト４７〜４９を締結する方法を説明する。

第１〜第３ソケット３７〜３９に、各々、第１〜第３ボルト４７〜４９が装着されている。各ソケットへのボルトの装着は、例えば、ソケットにマグネットを付加して、ボルトの重さを保持することができ、所定以上の荷重がかかった場合に、ソケットからボルトが外れるようにする方法により容易に行わせることができる。

図２（ａ）において、第１〜第３ソケット３７〜３９に、各々、第１〜第３ボルト４７〜４９を装着した後、第１ソケット３７を第１ねじ穴４４に接近させる。
図２（ｂ）において、第１ソケット３７を回転させ、ワークＷに開けた第１ねじ穴４４に第１ボルト４７を締結する。

図３（ａ）において、ナットランナー１０を第２ねじ穴４５の上方に移動させた後、下降させながら、第２ソケット３８を回転させ、第２ねじ穴４５に第２ボルト４８を締結する。

図３（ｂ）において、ナットランナー１０を第３ねじ穴４６の上方に移動させた後、下降させながら、第３ソケット３９を回転させ、第３ねじ穴４６に第３ボルト４９を締結する。

以下、実施例および比較例により、本発明が奏する効果を説明する。
図４（ａ）において、実施例が示されており、本発明に係るナットランナー１０を用いてボルトの締結を行う場合に、ワークＷに開けた第１ねじ穴４４に第１ボルト４７を締結することができる。この場合に、主軸１３と第１サブ軸２７のなす角度、主軸１３と第２サブ軸２８のなす角度、主軸１３と第３サブ軸２９のなす角度は、各々、θ＝１０５°に設定されており、このようにθを９０°を超えた角度に設定することにより、順次締結される第２ボルト４８および第３ボルト４９がワークＷと干渉することなく順次締結させることが可能になる。

図４（ｂ）において、比較例が示されており、ナットランナー１０Ｈを用いて図４（ａ）と同一のワークＷに、ボルトの締結を行わせる場合に、ワークＷに開けた第１ねじ穴４４に第１ボルト４７を締結する際に、第２ボルト４８と第３ボルト４９とがワークＷに干渉する。このため、第２ボルト４８や第３ボルト４９を各々第２および第３ソケット３８Ｈ、３９Ｈに装着したままで、第１ボルト４７を第１ねじ穴４４に締結することは困難であった。

この点、本発明では、主軸１３の回転軸方向に対する締付用ソケットの回転軸方向の角度（θ）は、非直角としてのθ＝１０５°に設定されているので、複数のソケット３７〜３９およびこれらのソケット３７〜３９に装着されたボルト４７〜４９が、ワークＷと干渉を起し難くすることが可能となり、直径や種類の異なる複数種類の締結部材を連続的に締め付けることができる。連続的な締付作業が可能になれば、締付作業を効率良く迅速に行うことが可能になる。

図５において、ナットランナー１０Ｂは、ベース部１１Ｂと、このベース部１１Ｂに取り付けた駆動源としてのエアモータ１２Ｂと、このエアモータ１２Ｂから延びておりエアモータ１２Ｂによって駆動される主軸１３Ｂと、この主軸１３Ｂを回転自在に支持する第１〜第２主軸受部１４Ｂ、１５Ｂと、主軸１３Ｂの先端部から根元部に向け順に設けられている第１〜第３駆動側ベベルギヤ１７Ｂ〜１９Ｂと、これらの第１〜第３駆動側ベベルギヤ１７Ｂ〜１９Ｂに噛合うように配置される第１〜第３従動側ベベルギヤ２１Ｂ〜２３Ｂと、これらの第１〜第３従動側ベベルギヤ２１Ｂ〜２３Ｂに設けられている軸部としての第１〜第３サブ軸２７Ｂ〜２９Ｂと、これらの第１〜第３サブ軸２７Ｂ〜２９Ｂを回転自在に支持する第１〜第３サブ軸受部３１Ｂ〜３３Ｂと、これらの第１〜第３サブ軸２７Ｂ〜２９Ｂの先端に着脱可能に設けられボルトの頭またはナットに嵌合する第１〜第３ソケット３７Ｂ〜３９Ｂと、前記主軸１３Ｂ、第１〜第３駆動側ベベルギヤ１７Ｂ〜１９Ｂおよび第１〜第３従動側ベベルギヤ２１Ｂ〜２３Ｂを覆う外枠としてのケース体４１Ｂと、からなる。

主軸１３Ｂと第１サブ軸２７Ｂとのなす角をθ１、主軸１３と第２サブ軸２８Ｂのなす角をθ２、主軸１３と第３サブ軸２９Ｂとのなす角をθ３とするとき、本実施例では、θ１＝１０５°、θ２＝９０°、θ３＝７２°でサブ軸毎に異なる角度に設定されている。

本実施例において、第１〜第３ソケット３７Ｂ〜３９Ｂの形状は同じ形状であるが、ボルト、ナットのサイズや形状に合わせて異なるものにすることは差し支えない。

図６〜図７において、ワークＷｂに、第１〜第３ねじ穴４４ｂ〜４６ｂが開けられており、第１および第３ねじ穴４４ｂ、４６ｂに、ナットランナー１０Ｂの第１〜第３ソケット３７Ｂ〜３９Ｂに装着した第１〜第３ボルト４７ｂ〜４９ｂを締結する方法を説明する。ここで、第１ねじ穴４４ｂおよび第３ねじ穴４６ｂは各々傾斜面に開けられている。ソケットへのボルトの装着手段は、実施例１と同じであり説明を省略する。

図６（ａ）において、第１〜第３ソケット３７Ｂ〜３９Ｂには、各々、第１〜第３ボルト４７ｂ〜４９ｂが装着されている。そして、第１〜第３ソケット３７Ｂ〜３９Ｂに、各々、第１〜第３ボルト４７ｂ〜４９ｂを装着した後、第１ソケット３７Ｂを第１ねじ穴４４ｂに接近させる。
図６（ｂ）において、第１ソケット３７Ｂを回転させ、ワークＷｂに開けた第１ねじ穴４４ｂに第１ボルト４７ｂを締結する。

図７（ａ）において、ナットランナー１０Ｂを第２ねじ穴４５ｂの上方に移動させた後、下降させながら、第２ソケット３８Ｂを回転させ、第２ねじ穴４５ｂに第２ボルト４８ｂを締結する。
図７（ｂ）において、ナットランナー１０Ｂを第３ねじ穴４６ｂの上方に移動させた後、下降させながら、第３ソケット３９Ｂを回転させ、第３ねじ穴４６ｂに第３ボルト４９ｂを締結する。

このように、主軸（図５の符号１３Ｂ）に対する隣り合うサブ軸２７Ｂ〜２９Ｂの角度を異なる角度に設定すれば、締結に使用しないソケットをワークＷｂに当たり難くすることができる。ソケットをワークＷｂに当たり難くすることができれば、ソケットを取り付けたサブ軸２７Ｂ〜２９Ｂ同士を近接配置することができるので、複数個のボルトの頭またはナットを締め付ける際に、ナットランナー１０Ｂの移動距離を短くすることが可能になる。そうすれば、締付作業に係る効率を高めることができる。

図８において、ナットランナー１０Ｃには、主軸１３Ｃの一端から見たときに、第１〜第３サブ軸２７Ｃ〜２９Ｃは、重ならないように配置されている。

図９において、ナットランナー１０Ｃを構成する３つのサブ軸のうちの１つの軸である第２サブ軸２８Ｃについて説明する。なお、第１サブ軸２７Ｃおよび第３サブ軸２９Ｃの構造は、主軸１３Ｃの軸中心に対する向きが異なること以外は同様な構造を有することから説明を省略する。

ナットランナー１０Ｃには、ベース部１１Ｃと、エアモータによって駆動される主軸１３Ｃと、この主軸１３Ｃに設けられている駆動側ベベルギヤ１８Ｃと、駆動側ベベルギヤ１８Ｃに噛合うように配置される従動側ベベルギヤ２２Ｃと、従動側ベベルギヤ２２Ｃに設けられている軸部としてのサブ軸２８Ｃと、このサブ軸２８Ｃを回転自在に支持するサブ軸受部３２Ｃと、このサブ軸２８Ｃの先端に着脱可能に設けられボルトの頭またはナットに嵌合するソケット３８Ｃと、前記主軸１３Ｃ、駆動側ベベルギヤ１８Ｃおよび従動側ベベルギヤ２２Ｃを覆う外枠としてのケース体４１Ｃと、を備えている。

なお、その他、駆動機構の基本構成などについては、第１および第２実施例と大きく異なるところはなく、当該基本構成部分については説明を省略する。
本実施例において、第１〜第３ソケット３７Ｃ〜３９Ｃの形状は同じ形状であるが、ボルト、ナットのサイズや形状に合わせて異なるものにすることは差し支えない。

以下、図１０〜図１１において、ワークＷｃに、第１〜第３ねじ穴４４ｃ〜４６ｃが開けられており、これらのねじ穴４４ｃ〜４６ｃに、ナットランナー１０Ｃの第１〜第３ソケット３７Ｃ〜３９Ｃに装着した第１〜第３ボルト４７ｃ〜４９ｃを締結する方法について説明する。

図１０（ａ）において、第１〜第３ソケット３７Ｃ〜３９Ｃに、各々、第１〜第３ボルト４７ｃ〜４９ｃが装着されている。各ソケットへのボルトの装着手段については、第１実施例と同じであり説明を省略する。
第１〜第３ソケット３７Ｃ〜３９Ｃに、各々、第１〜第３ボルト４７ｃ〜４９ｃを装着した後、第１ソケット３８Ｃを第１ねじ穴４４ｃに接近させる。

図１０（ｂ）において、第１ソケット３８Ｃを回転させ、ワークＷｃに開けた第１ねじ穴４４ｃに第１ボルト４７ｃを締結する。

図１１（ａ）において、ナットランナー１０Ｃを第２ねじ穴４５ｃの上方に移動させた後、下降させながら、第２ソケット３８Ｃを回転させ、第２ねじ穴４５ｃに第２ボルト４８ｃを締結する。
図１１（ｂ）において、ナットランナー１０Ｃを第３ねじ穴４６ｃの上方に移動させた後、下降させながら、第３ソケット３９Ｃを回転させ、第３ねじ穴４６ｃに第３ボルト４９ｃを締結する。

このように、主軸の一端５１から見たときに、サブ軸２７Ｃ〜２９Ｃは、重ならないように配置されている。つまり、サブ軸２７Ｃ〜２９Ｃ同士の向きは異なるとともにソケット３７Ｃ〜３９Ｃ同士の向きも異なるものである。かかるソケット配置であれば、ソケット同士の向きが同一に配置されている場合に較べて、締結に使うソケット３７Ｃ〜３９ＣをワークＷｃに近づけたときに、隣接するソケットをワークＷｃに当たり難くすることができるので、ソケット３７Ｃ〜３９Ｃ同士を近接配置することができる。

ソケット３７Ｃ〜３９Ｃ同士が近接配置できれば、複数個のボルトの頭またはナットを締め付ける際に、ナットランナー１０Ｃの移動距離を短くすることが可能になる。そうすれば、締付作業に係る効率を高めることができる。

本発明は、複数のソケットを有するナットランナーに好適である。

１０、１０Ｂ、１０Ｃ…ナットランナー、１３、１３Ｂ、１３Ｃ…主軸、２７、２７Ｂ、２７Ｃ…第１サブ軸、２８、２８Ｂ、２８Ｃ…第２サブ軸、２９、２９Ｂ、２９Ｃ…第３サブ軸、３７、３７Ｂ、３７Ｃ…第１ソケット、３８、３８Ｂ、３８Ｃ…第２ソケット、３９、３９Ｂ、３９Ｃ…第３ソケット、θ…交差角。

Claims (4)

1. 駆動源で駆動される主軸と、この主軸に交差して配置され、前記主軸で駆動される複数のサブ軸と、これらのサブ軸の先端に各々設けられボルトの頭またはナットに嵌合するソケットと、からなるナットランナーであって、
   前記主軸と前記サブ軸とのなす交差角は、非直角であることを特徴とするナットランナー。
2. 前記交差角は、前記複数のサブ軸毎に異なる角度に設定したことを特徴とする請求項１記載のナットランナー。
3. 駆動源で駆動される主軸と、この主軸に交差して配置され、前記主軸で駆動される複数のサブ軸と、これらのサブ軸の先端に各々設けられボルトの頭またはナットに嵌合するソケットと、からなるナットランナーであって、
   前記主軸の一端から見たときに、前記サブ軸は、重ならないように配置されていることを特徴とするナットランナー。
4. 前記複数のソケットは、形状が互いに異なっていることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の締付装置。

Images