JP2014030872A - Fastening device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、所定の締結箇所に締結部材を締め付けるための締め付け装置に関する。 The present invention relates to a fastening device for fastening a fastening member at a predetermined fastening location.
例えば自動車のエンジンの組立工程では、各種部品が複数のボルトを用いてエンジン本体に組み付けられる。このような工程において、複数の締結箇所にボルトを自動で締め付ける締め付け装置が使用されることがある。 For example, in the assembly process of an automobile engine, various parts are assembled to the engine body using a plurality of bolts. In such a process, a tightening device that automatically tightens bolts at a plurality of fastening locations may be used.
例えば、下記の特許文献1には、ナットランナをX,Y,Z軸に沿って移動自在に設けた締め付け装置が示されている。この締め付け装置は、搬送されるワークの形態をセンサで検知し、その検知信号を受けた制御部が、必要な位置(ワークの締結箇所)にナットランナを配するように制御するものである。
For example,
しかし、上記のような三軸制御でナットランナの位置決めを行う締め付け装置は、あらゆる締結箇所にナットランナを配置することが可能であるという利点を有する反面、ナットランナの制御が煩雑になるという問題がある。特に、締結箇所が略円弧状に並べて配設されている部品(例えばオイルシールリテーナ)を組み付ける場合、上記のような三軸制御の締め付け装置を用いて組み付けを行うことは可能であるが、必要以上に制御が煩雑となるため、制御がより簡素な締め付け装置が要求されている。 However, the tightening device that positions the nut runner by the three-axis control as described above has an advantage that the nut runner can be arranged at any fastening location, but has a problem that the control of the nut runner becomes complicated. In particular, when assembling components (for example, oil seal retainers) in which the fastening points are arranged in a substantially arc shape, it is possible to assemble using the above-described three-axis control tightening device, but it is necessary. Since the control is complicated as described above, a tightening device with simpler control is required.
本発明が解決すべき課題は、ナットランナの位置決め制御が簡素な締め付け装置を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a tightening device in which the positioning control of the nut runner is simple.
前記課題を解決するためになされた本発明に係る締め付け装置は、複数の締結箇所に対して締結部材を締め付けるための締め付け装置であって、回転軸と、回転軸に対して半径方向に移動可能な状態で取り付けられたナットランナと、回転軸を回転駆動することによりナットランナを回転軸周りに回転させる駆動部と、回転軸の半径方向でナットランナに当接可能なガイド部とを備え、ナットランナをガイド部に当接させると共に、駆動部で回転軸を所定の回転角度に配することにより、ナットランナを各締結箇所と同軸上に配置するものである。 The tightening device according to the present invention made to solve the above-described problem is a tightening device for tightening a fastening member to a plurality of fastening locations, and is movable in the radial direction with respect to the rotating shaft and the rotating shaft. A nut runner mounted in a stable state, a drive unit that rotates the rotary shaft to rotate the nut runner around the rotary shaft, and a guide portion that can contact the nut runner in the radial direction of the rotary shaft. The nut runner is arranged coaxially with each fastening portion by being brought into contact with the portion and by arranging the rotation shaft at a predetermined rotation angle by the drive portion.
このように、本発明に係る締め付け装置では、ナットランナを回転軸の半径方向(以下、単に「半径方向」と言う。)で位置決めすると共に、駆動部で回転軸を所定の回転角度に配することでナットランナを回転軸の周方向(以下、単に「周方向」と言う。)で位置決めすることにより、ナットランナを各締結箇所と同軸上に配置する。このとき、ナットランナの半径方向の位置決めを、ナットランナをガイド部に半径方向で当接させることにより行うことで、半径方向の位置決め制御が不要となる。これにより、ワークの組付時には、回転軸に対するナットランナの周方向位置、すなわち回転軸の回転角度を制御するだけでナットランナを各締結箇所と同軸上に配置することができるため、従来のような三軸制御による場合と比べて、ナットランナの位置決め制御を簡素化できる。 Thus, in the fastening device according to the present invention, the nut runner is positioned in the radial direction of the rotation shaft (hereinafter simply referred to as “radial direction”), and the rotation shaft is arranged at a predetermined rotation angle by the drive unit. By positioning the nut runner in the circumferential direction of the rotating shaft (hereinafter simply referred to as “circumferential direction”), the nut runner is arranged coaxially with each fastening portion. At this time, the positioning of the nut runner in the radial direction is performed by bringing the nut runner into contact with the guide portion in the radial direction, thereby eliminating the need for radial positioning control. As a result, when the workpiece is assembled, the nut runner can be arranged coaxially with each fastening point only by controlling the circumferential position of the nut runner with respect to the rotating shaft, that is, the rotational angle of the rotating shaft. The nut runner positioning control can be simplified as compared with the case of the axis control.
上記のような締め付け装置では、ナットランナをガイド部に当接させながら回転軸を所定の回転角度(締結箇所と同じ角度)に配したときに、ナットランナが締結箇所と同軸上に配置されるように、ガイド部の形状を設計する必要がある。しかし、このような条件を満たすようにガイド部を設計しても、実際の締め付け装置を設置するときには、様々な要因によりナットランナと各締結箇所との位置がずれる場合がある。例えば、ナットランナが水平に配される場合、重力によりナットランナが傾くことで、ナットランナと各締結箇所との位置が若干ずれる恐れがある。あるいは、車種変更により締結箇所の場所が少しでも変更されると、同一形状のガイド部では対応することができない。これらの場合、ガイド部の形状を変更する必要があるが、ガイド部を一部品で形成していると形状を一切変更することができないため、新たなガイド部を製作する必要が生じ、コスト高を招く。そこで、ガイド部を、ガイドベースに固定された複数のガイド部材で構成し、ガイドベースに対する各ガイド部材の固定位置を調整可能とすれば、ナットランナの自重や車種変更等に伴ってナットランナと締結箇所との間に若干位置ズレが生じた場合でも、各ガイド部材の位置を調整することで対応できるため、新たなガイド部を製作する必要がなくなる。 In the tightening device as described above, when the rotation shaft is arranged at a predetermined rotation angle (the same angle as the fastening portion) while the nut runner is in contact with the guide portion, the nut runner is arranged coaxially with the fastening portion. It is necessary to design the shape of the guide part. However, even if the guide portion is designed to satisfy such a condition, the position of the nut runner and each fastening portion may be shifted due to various factors when an actual fastening device is installed. For example, when the nut runner is horizontally arranged, the nut runner is inclined by gravity, and the position of the nut runner and each fastening portion may be slightly shifted. Or if the place of a fastening part is changed even a little by a vehicle type change, it cannot respond with the guide part of the same shape. In these cases, it is necessary to change the shape of the guide part. However, if the guide part is formed as a single part, the shape cannot be changed at all. Invite. Therefore, if the guide part is composed of a plurality of guide members fixed to the guide base and the fixing position of each guide member with respect to the guide base can be adjusted, the nut runner and the fastening part can be connected with the weight of the nut runner or the vehicle type change. Even if there is a slight misalignment between the two, it can be dealt with by adjusting the position of each guide member, so that it is not necessary to manufacture a new guide part.
また、締結箇所が3箇所以下の場合は、ガイド部を円弧形状とすることが可能であるが、締結箇所が4箇所以上の場合、各締結箇所が完全な円弧上に配置されていない限り、一つの円弧形状のガイド部で全ての締結箇所にナットランナを位置決めすることはできない。このため、4箇所以上の締結箇所が円弧から少し外れた軌跡上にある場合、ガイド部を一部品で構成しようとすると、ガイド部を複雑な形状(例えば楕円弧形状や多角形状)とする必要がある。これに対し、上記のようにガイド部を複数のガイド部材で構成すれば、各ガイド部を単純な円弧形状とすることが可能となる。 In addition, when the number of fastening locations is 3 or less, the guide portion can be formed in an arc shape, but when the number of fastening locations is 4 or more, unless each fastening location is arranged on a complete arc, A nut runner cannot be positioned at all fastening points with a single arcuate guide. For this reason, when there are four or more fastening points on a trajectory slightly deviated from the arc, when the guide part is configured with one part, the guide part needs to have a complicated shape (for example, an elliptical arc shape or a polygonal shape). is there. On the other hand, if the guide portion is constituted by a plurality of guide members as described above, each guide portion can be formed into a simple arc shape.
以上のように、本発明の締め付け装置によれば、三軸制御のような複雑な制御を要することなくナットランナを締結位置に位置決めすることができるため、ナットランナの位置決め制御を簡素化できる。 As described above, according to the tightening device of the present invention, since the nut runner can be positioned at the fastening position without requiring complicated control such as three-axis control, positioning control of the nut runner can be simplified.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の一実施形態に係る締め付け装置1は、略円弧状に並べて配設された複数の締結箇所に締結部材(ボルトあるいはナット)を締め付けるためのものであり、例えばエンジン本体に対するオイルシールリテーナの組付工程に使用される。締め付け装置1は、図1及び図2に示すように、回転軸2と、駆動部3と、ナットランナ4と、ガイド部5と、ガイドベース6a及びベースプレート6bとを備える。駆動部3及びガイドベース6aはベースプレート6bに固定され、これらに対して回転軸2及びナットランナ4が回転可能とされる。ベースプレート6bは、図示しないスライド部により回転軸2の軸方向にスライド可能とされる。尚、以下の説明では、回転軸2の軸方向を「軸方向」と言い、回転軸2の半径方向を「半径方向」と言う。
A tightening
回転軸2は、ベアリング2a及び支持部2bを介してベースプレート6bに取り付けられ、ベースプレート6bに対して回転自在に支持される。駆動部3は、例えばサーボモータで構成され、制御部(図示省略)からの指令に基づいて回転軸2を角度制御可能に回転駆動する。
The rotating
ナットランナ4は、本体部4aと、本体部4aの先端(図1の右端)に設けられたソケット4bと、本体部4aの外周に設けられたガイド受け部4cとを有する。本体部4aには、ソケット4bを回転駆動する駆動モータ(図示省略)が設けられる。駆動モータは、制御部からの指令に基づいて、ソケット4bを所定のトルクで回転駆動する。ガイド受け部4cは、例えば、本体部4aの外周に固定された内輪と、内輪に対して回転自在な外輪と、内輪と外輪との間に配された転動体(例えばボール)とを有するベアリングで構成される。この他、ガイド受け部4cを樹脂や金属からなるリング状の一部品で構成し、その外周面をガイド部5に摺接させてもよい。
The
ナットランナ4と回転軸2とは軸心同士が平行となるように配設される。また、図示例では、ナットランナ4及び回転軸2が、軸心が水平となるように配設される。回転軸2とナットランナ4の本体部4aとは、平行リンク7を介して連結される。これにより、ナットランナ4は、回転軸2と平行な状態を維持したまま、回転軸2と共に回転可能で、且つ、回転軸2に対して半径方向に移動可能とされる。ナットランナ4は、付勢手段により半径方向に付勢されている。図示例では、回転軸2とナットランナ4の本体部4aとの間に圧縮状態で配されたスプリング8で付勢手段を構成し、このスプリング8によりナットランナ4が外径方向に付勢される。
The
ガイド部5は、回転軸2の外周を囲むように設けられる。具体的に、ガイド部5は、図3に示すように、略円弧状に並べて配設された複数の締結箇所(ボルト穴A1〜A5)の外周を囲むように設けられ、ナットランナ4のガイド受け部4cが内径側から当接可能な位置に配される。図示例では、ガイド部5が下方を開口した略円弧形状とされる。ガイド部5は、複数のガイド部材5aで構成され、本実施形態では、2個のガイド部材5a,5bで構成される。ガイド部材5a,5bは何れも円弧形状を成している。ガイド部5の内周面の形状、特に、ガイド受け部4cと当接する部分の形状は、ガイド受け部4cをガイド部5の内周面に当接させながら各締結箇所の周方向位置に配置したときに(図3の鎖線参照)、ナットランナ4の半径方向位置が各締結箇所の半径方向位置と一致するように設計される。
The
ガイド部材5a,5bは、ガイドベース6aに固定される(図2参照)。本実施形態では、各ガイド部材5a,5bの周方向両端とガイドベース6aとに貫通穴5c,6a1が形成され、これらの貫通穴を介してガイド部材5a,5bがガイドベース6aにボルト9で固定している(図3参照)。各ガイド部材5a,5bは、ガイドベース6aに対する固定位置が調整可能とされる。本実施形態では、ガイド部材5a,5b及びガイドベース6aに形成された貫通穴5c,6a1が長穴で構成されており、ボルト9を緩めることにより各ガイド部材5aのガイドベース6aに対する固定位置を調整可能とされる。
The
スライド部は、ナットランナ4を軸方向にスライドさせるものであり、本実施形態では、図1に示す構成、すなわち、回転軸2、駆動部3、ナットランナ4、ガイド部5、ガイドベース6a、及びベースプレート6b等が、制御部からの指令に基づいてスライド部により一体的に軸方向にスライド可能とされる。
The slide portion slides the
以下、図3を用いて、上記構成の締め付け装置1によりワークW(オイルシールリテーナ)をエンジン本体(図示省略)にボルト固定する手順を説明する。ワークWには、締結部材(本実施形態ではボルト、図示省略)を固定すべきボルト穴A1〜A5が略円弧状に並べて設けられる。図3に示す状態では、ワークWがエンジン本体の所定位置に配置され、各ボルト穴A1〜A5にボルトが仮締めされている。尚、図3では、ワークWとガイド部5を実線で示すと共に、ナットランナ4のガイド受け部4cを鎖線で示し、その他の部材の図示を省略している。また、回転軸2の中心をOで示している。
Hereinafter, the procedure for bolting the workpiece W (oil seal retainer) to the engine body (not shown) with the
まず、ナットランナ4のガイド受け部4cをスプリング8により外径方向に付勢してガイド部5の内周面に当接させながら、駆動部3で回転軸2を回転させて所定の回転角度θ1で停止させる。これにより、ナットランナ4が半径方向及び周方向で位置決めされ、ワークWのボルト穴A1と同軸上に配置される。この状態で、スライド部でナットランナ4を含む装置全体を軸方向前方にスライドさせ、ナットランナ4のソケット4bをボルト穴A1に仮締めされたボルトに嵌合させ、ソケット4bを回転駆動してボルトを締め付ける。このとき、ナットランナ4をガイド部5に当接させたままこれらを一体にスライドさせることにより、ボルト穴A1に対して位置決めした状態を確実に維持しながらナットランナ4をスライドさせることができる。
First, while the
ボルト穴A1のボルトの締め付けが完了したら、スライド部によりナットランナ4を含む装置全体を後退させる。そして、ナットランナ4のガイド受け部4cをガイド部5に当接させた状態を維持しながら、駆動部3で回転軸2を回転させて、ナットランナ4の周方向位置がボルト穴A2の周方向位置と一致する回転角度θ2で停止させる。これにより、ナットランナ4がワークWのボルト穴A2と同軸上に配置される。この状態で、スライド部でナットランナ4を含む装置全体を前方にスライドさせ、ボルト穴A2のボルトを締め付ける。以下、同様にしてボルト穴A3〜A5のボルトを締め付けることにより、ワークWの組付が完了する。
After tightening of the bolt bolt holes A 1 is completed to retract the entire apparatus including a
以上のように、ナットランナ4の半径方向の位置決めをガイド部5との当接により行うことで、ワークWの組付時にはナットランナ4の周方向位置、すなわち回転軸2の回転角度だけを制御すればよいため、例えば三軸制御による場合と比べてナットランナ4の位置決め制御が大幅に簡素化できる。
As described above, by positioning the
また、ナットランナ4を水平配置していることによるソケット4bの位置ズレや、車種変更にともなうワークWのボルト穴の位置変更等の事情により、ガイド部5の形状を変更する必要がある場合は、各ガイド部材5aとガイドベース6aとを固定しているボルト9を緩め、各ガイド部材5aのガイドベース6aに対する固定位置を調整することで、対応できる。これにより、新たなガイド部を製作する必要がないため、コスト低減が図られる。
Moreover, when it is necessary to change the shape of the
本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態ではガイド部5を二個のガイド部材5aで構成した場合を示したが、これに限らず、ガイド部5を周方向に連結した三個以上のガイド部材で構成してもよい。また、ガイド部5のガイドベース6aに対する固定位置の調整が不要な場合は、ガイド部5を一部品で構成してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the case where the
また、上記の実施形態では、ガイド部材5a,5bの内周面を円弧形状とした場合を示したが、これに限らず、楕円弧形状や多角形状としてもよい。また、各ガイド部材5a,5bの曲率半径を異ならせてもよい。
Moreover, in said embodiment, although the case where the inner peripheral surface of
また、上記の実施形態では、回転軸2及びナットランナ4を水平配置した場合を示したが、これに限らず、水平方向に対して傾斜した方向、例えば鉛直方向に配置してもよい。
Moreover, although the case where the
また、上記の実施形態では、ワークWがオイルシールリテーナである場合を示したが、これに限らず、複数の締結箇所(ボルト穴)が略円弧状に並べて配設されているものであれば、本発明に係る締め付け装置を適用することができる。 Moreover, although the case where the workpiece | work W was an oil seal retainer was shown in said embodiment, not only this but the some fastening location (bolt hole) will be arrange | positioned along with the substantially circular arc shape. The fastening device according to the present invention can be applied.
1 締め付け装置
2 回転軸
3 駆動部
4 ナットランナ
4a 本体部
4b ソケット
4c ガイド受け部
5 ガイド部
5a ガイド部材
6a ガイドベース
6b ベースプレート
7 平行リンク
8 スプリング
A1〜A5 ボルト穴(締結箇所)
W ワーク
1 clamping
W Work
Claims (3)
回転軸と、前記回転軸に対して半径方向に移動可能な状態で取り付けられたナットランナと、前記回転軸を回転駆動することにより前記ナットランナを前記回転軸周りに回転させる駆動部と、前記回転軸の半径方向で前記ナットランナに当接可能なガイド部とを備え、
前記ナットランナを前記ガイド部に当接させると共に、前記駆動部で前記回転軸を所定の回転角度に配することにより、前記ナットランナを各締結箇所と同軸上に配置する締め付け装置。 A fastening device for fastening fastening members to a plurality of fastening locations,
A rotating shaft, a nut runner attached in a state of being movable in a radial direction with respect to the rotating shaft, a drive unit for rotating the nut runner around the rotating shaft by rotationally driving the rotating shaft, and the rotating shaft A guide portion capable of contacting the nut runner in the radial direction of
A tightening device that places the nut runner coaxially with each fastening portion by bringing the nut runner into contact with the guide portion and arranging the rotation shaft at a predetermined rotation angle by the drive portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012172062A JP2014030872A (en) | 2012-08-02 | 2012-08-02 | Fastening device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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ID=50281109
Family Applications (1)
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JP2012172062A Pending JP2014030872A (en) | 2012-08-02 | 2012-08-02 | Fastening device |
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2012
- 2012-08-02 JP JP2012172062A patent/JP2014030872A/en active Pending
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