JP2540710B2 - ボルト・ナット締め付け装置 - Google Patents

ボルト・ナット締め付け装置

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JP2540710B2
JP2540710B2 JP5077580A JP7758093A JP2540710B2 JP 2540710 B2 JP2540710 B2 JP 2540710B2 JP 5077580 A JP5077580 A JP 5077580A JP 7758093 A JP7758093 A JP 7758093A JP 2540710 B2 JP2540710 B2 JP 2540710B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車等の被取付体に対
してボルト・ナットを締め付けるための自動締め付け機
において、X−Yテーブル等の移動部材に取付けられX
方向およびY方向に移動してボルト・ナットを締め付け
るためのボルト・ナット締め付け装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来におけるナットランナーとX−Yテ
ーブルとの関係は図5に示すような構造になっている。
同図において、aは1つのケース内に以下に述べる部品
が収納されたナットランナー本体にして、a1 はパルス
エンコーダ部、a2 はACサーボモータ部、a3 は減速
ギア部、a4 はトルクセンサ部、a5 は出力軸である。
そして、この出力軸a5 にナットまたはボルトが取付け
られるソケットが嵌合される。なお、a6 は信号線や動
力線等のケーブルである。
【0003】bは前記ナットランナーaの出力軸a5
の端面が取付けられるX−Yテーブルにして、下面から
出力軸a5 が突出している。そして、このX−Yテーブ
ルbはコンピュータによってX方向、Y方向およびZ方
向に制御され、出力軸a5 にソケットを介して取付けら
れたナットまたはボルトを被取付体に固定されたボルト
またはナットに螺合して締め付けるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来のナットランナーにあっては、重量の大なるACサッ
ボモータa2 がケースの中間部分に配置されているた
め、X−Yテーブルに対してナットランナーの重心点は
ケースの中間部分となる。そのため、X−Yテーブルb
の移動、停止に伴ってケースがX−Yテーブルbとの取
付面を支点として振動することとなり、ケースのX−Y
テーブルへの取付部分が折損する恐れがあるという問題
があった。
【0005】また、X−YテーブルbにはACサーボモ
ータa2 を含めた大重量のナットランナーが載るため、
X−Yテーブルbの駆動系を強固に製作する必要が生じ
てX−Yテーブルbのコストが高くなるという問題もあ
った。
【0006】さらに、トルクセンサ部a4 は出力軸a2
に発生するトルクを検出するものであることから、ケー
スの最下段に配置する必要があるが、このようにトルク
センサ部a4 を最下段に配置すると、該トルクセンサに
全荷重、モーメントが加わる強度をもたせる構造としな
ければならない。そのため、検出精度が劣り微小トルク
の検出が行えないという問題もあった。
【0007】また、1つのケース内に全ての部品が収納
されているために、ナットランナーとして大型のものと
なり、微小ピッチで並列固定するのに適さないと共に微
小ピッチで並列固定する場合には、ACモータ、その他
の寸法に制約される。さらに、ケーブルはX−Yテーブ
ルbの移動と共に引っ張られたり弛んだりするので、ケ
ーブル処理が面倒であるという問題もあった。
【0008】本発明は前記した問題点を解決せんとする
もので、その目的とするところは、駆動部材と被駆動部
材を分離し、かつ、被駆動部材をX−Yテーブル等の移
動部材に固定したことにより、移動部材への荷重が小さ
くなると共にトルクセンサの精度も高まり、かつ、寸法
制約が小さくなって設計の自由度が増し、また、ケーブ
ルの処理も簡単になるボルト・ナット締め付け装置を提
供せんとするにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のボルト・ナット
締め付け装置は、前記した目的を達成せんとするもの
で、その手段は、固定位置にある取付部材に取付けられ
たモータを含む駆動部材と、減速ギアおよびトルクセン
サを含みボルト・ナットの締め付けを行う回転軸を有す
る被駆動部材と、該被駆動部材をX軸方向およびY軸方
向に移動させるX−Yステージ等の移動部材と、前記駆
動部材の回転軸と被駆動部材の回転軸とを、軸長方向に
は伸縮し、回転方向には同期して回転する自在継手を介
して接続したものである。
【0010】また、減速ギアおよびトルクセンサを含み
ボルト・ナットの締め付けを行う回転軸を有する被駆動
部材と、該被駆動部材をX軸方向およびY軸方向に移動
させるX−Yステージ等の移動部材と、該移動部材と上
下方向には共動する取付部材に取付けられたモータを含
む駆動部材と、該駆動部材の回転軸と被駆動部材の回転
軸とを、ベルトを介して接続すると共に該ベルトの途中
にテンション付与手段を設けたものである。
【0011】
【作用】前記した如く構成した本発明のボルト・ナット
締め付け装置は、ボルト・ナット締め付ける回転軸を有
する被駆動部材がX−Yテーブル等の移動部材によって
移動した場合には、伸縮、かつ、首振り運動を行う自在
継手によってモータを含む駆動部材による規制を受ける
ことなく移動が自由に行え、また、前記自在継手は回転
方向に対しては規制されているので、駆動部材の回転は
被駆動部材にロスなく伝達されるものである。
【0012】また、本発明の他のボルト・ナット締め付
け装置は、ボルト・ナット締め付ける回転軸を有する被
駆動部材がX−Yテーブル等の移動部材によって移動し
た場合には、テンション付与手段によって緊張状態にあ
るタイミングベルト等のベルトによって移動が自由に行
えると共に、このベルトによって駆動部材の回転は被駆
動部材に伝達されるものである。
【0013】
【実施例】以下、本発明に係るボルト・ナット締め付け
装置の第1の実施例を図1と共に説明する。図1におい
て、1はACサーボモータ1aおよび該ACサーボモー
タ1a(以下、単にモータという)の回転数を検出する
パルスエンコーダ1bがケース内に収納された駆動部
材、2は該第1ケースが固定された取付部材にして、自
動締め付け機における固定部材あるいは後述するX−Y
テーブル5等の移動部材を上下動させる基台6に固定さ
れる。なお、1cは信号線および動力線等のケーブルで
ある。
【0014】3は回転方向に対しては規制され、首振り
方向に対しては自由度を有するボールジョイント3a,
3bを両端に有する自在継手にして、該ボールジョイン
ト3a,3bの間のシャフト3cは軸長方向に対しては
伸縮自在で、回転方向に対しては規制されている。そし
て、ボールジョイント3aは前記モータ1aの出力軸1
dに接続されている。
【0015】4はトルクセンサ4aおよび入力軸が前記
自在継手3のボールジョイント3bに接続された減速ギ
ア4bがケース内に収納された被駆動部材にして、下面
が移動部材であるX−Yテーブル5に固定されている。
そして、減速ギア4bの出力軸である回転軸4cはX−
Yテーブル5を貫通して、ソケットが取付けられる先端
が突出している。
【0016】X−Yテーブル5は公知のように、Y方向
に移動自在なYテーブル5aとX方向に移動自在なXテ
ーブル5bとより構成され、コンピュータよりの指令信
号によって予め設定された移動を行い、前記回転軸4c
を自動車等の被取付体の所定位置に移動させるものであ
る。
【0017】6は前記X−Yテーブル5が載置される基
台にして、前記回転軸4cが前記X−Yテーブル5によ
って所定の位置に移動した状態において、前記自動車等
の被取付体が上下動しない場合は、コンピュータよりの
指令信号によって油圧シリンダー等で上下動するもので
ある。
【0018】次に、前記した如く構成したボルト・ナッ
ト締め付け装置の動作について説明するに、自動車等の
被取付体が基台6の下面に移動してくると、コンピュー
タよりの指令によって、被駆動部材4が固定されている
X−Yテーブル5を移動させて回転軸4cが被取付体の
所定位置に来るように移動させる。
【0019】このX−Yテーブル5の移動時において、
駆動部材1と被駆動部材4とは自在継手3を介して連結
されているが、該自在継手3はシャフト3cが伸縮する
と共にボールジョイント3a,3bが首振り運動するの
で、X−Yテーブル5による被駆動部材4の移動は自由
に行われる。
【0020】そして、回転軸4cが所定の位置に達する
と、コンピュータよりの指令によって基台6が下降して
被取付体のボルトあるいはナットに対して回転軸4cに
ソケットが近接する。この状態において、コンピュータ
からの指令によってモータ1aが回転するので、自在継
手3を介して回転力が減速ギア4bに伝達されて回転軸
4cが回転し、ソケットによってネジ締めが行われる。
【0021】ここで、自在継手3のボールジョイント3
a,3bおよびシャフト3cは回転方向に対して規制さ
れているので、モータ1aの回転力は自在継手3を介し
て被駆動部材4の減速ギア4bに伝達されるので、該減
速ギア4bの出力軸である回転軸4cも回転する。
【0022】そして、ネジ締めが行われると、減速ギア
4bの入力軸側に設置されたトルクセンサ4aが、該入
力軸に加わるトルクを検出するので、この検出出力がコ
ンピュータに送出され、このトルク値が一定トルクに達
するとコンピュータよりモータ1aへの駆動を停止する
信号が送出され、ネジ締めは終了するものである。
【0023】次に、図2の第2の実施例について説明す
る。なお、前記した図1と同一符号は同一部材を示すの
で説明は省略する。この実施例と前記第1の実施例と相
違する点は、前記実施例がモータ1aを取付部材2に対
して垂直に固定したのに対して、本実施例のモータ1a
は取付部材2に対して水平に固定し、かつ、減速ギア4
bの一部にベベルギア4b′を利用したことである。そ
して、動作についても、前記第1の実施例と同様であ
る。
【0024】次に、図3、図4の第3の実施例について
説明する。なお、前記2つの実施例と同一符号は同一部
材を示す。本実施例にあっては、駆動部材1を基台6に
固定されたコ字状の補助板6aにモータ1の出力軸1d
を下側にして取付けると共に、該出力軸1dにプーリ1
eを取付ける。
【0025】一方、X−Yテーブル5に取付けられた被
駆動部材4の減速ギア4bの入力軸側にプーリ4dを取
付け、このプーリ4dと前記プーリ1eとの間にタイミ
ングベルト等のベルト7を巻回する。また、このベルト
7の途中にテンション付与手段8を取付け、該ベルト7
に弛みが生じないように常時張設している。
【0026】このように構成した本実施例にあっては、
プーリ1e,4dが水平状態に配置され、このプーリ1
e,4d間にベルト7が巻回されているので、モータ1
aが回転すると減速ギア4bを介して回転軸4cが回転
する。また、被駆動部材4がX−Yテーブル5によって
移動した場合には、テンション付与手段8によってベル
ト7は常時緊張状態に張られるので、出力軸1aの回転
力は回転軸4cに伝達される。
【0027】また、駆動部材1は基台6に補助板6aを
介して固定されているので、基台6の上下動に伴って駆
動部材1も移動し、従って、基台6の上下動によって駆
動部材1と被駆動部材4は共に上下動することとなり、
駆動部材1の回転力は被駆動部材4に伝達され、前記し
た2つの実施例と同じ動作が行われるものである。
【0028】
【発明の効果】本発明は前記したように、駆動部材と被
駆動部材を分離し、かつ、被駆動部材をX−Yテーブル
等の移動部材に固定したことにより、移動部材への荷重
が小さくなって移動部材の構造の簡素化が図れると共に
高速移動が可能となり、また、駆動用のモータに大きな
ものが使用できて大きいトルクが得られ、かつ、特殊な
モータでなく汎用のモータが使用できる。
【0029】また、モータは固定側に取付けられている
ので、ケーブルの処理が簡単になると共に被駆動部材は
減速ギアとトルクセンサのみであることから、設計の自
由度があり、従って、隣会う軸間ピッチが狭い場合でも
被駆動部材の小型化によって要件を満足し得るものであ
る。
【0030】さらに、トルクセンサはモータの発熱がら
分離されているので、高価の温度補償要素を無視でき、
しかも、駆動部材から分離されているので純然たる捩じ
りモーメントの検出のみに限定して設計できると共にモ
ータから回転軸までの不確定要素を無視でき、従って、
経路設計の自由度が増し、かつ、小型、計量化が図れる
等の効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るボルト・ナット締め付け装置の一
実施例の正面図である。
【図2】第2の実施例の正面図である。
【図3】第3の実施例の正面図である。
【図4】同上のベルト部分の平面図である。
【図5】従来におけるボルト・ナット締め付け装置の一
例の正面図である。
【符号の説明】
1 駆動部材 1a ACサーボモータ 1d 出力軸 2 取付部材 3 自在継手 4 被駆動部材 4a トルクセンサ 4b 減速ギア 4c 回転軸 5 X−Yテーブル等の移動部材 6 基台 7 ベルト 8 テンション付与手段

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定位置にある取付部材に取付けられた
    モータを含む駆動部材と、減速ギアおよびトルクセンサ
    を含みボルト・ナットの締め付けを行う回転軸を有する
    被駆動部材と、該被駆動部材をX軸方向およびY軸方向
    に移動させるX−Yステージ等の移動部材と、前記駆動
    部材の回転軸と被駆動部材の回転軸とを、軸長方向には
    伸縮し、回転方向には同期して回転する自在継手を介し
    て接続したことを特徴とするボルト・ナット締め付け装
    置。
  2. 【請求項2】 減速ギアおよびトルクセンサを含みボル
    ト・ナットの締め付けを行う回転軸を有する被駆動部材
    と、該被駆動部材をX軸方向およびY軸方向に移動させ
    るX−Yステージ等の移動部材と、該移動部材と上下方
    向には共動する取付部材に取付けられたモータを含む駆
    動部材と、該駆動部材の回転軸と被駆動部材の回転軸と
    を、ベルトを介して接続すると共に該ベルトの途中にテ
    ンション付与手段を設けたことを特徴とするボルト・ナ
    ット締め付け装置。
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JPH06262451A JPH06262451A (ja) 1994-09-20
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JP4903369B2 (ja) * 2004-05-19 2012-03-28 三洋機工株式会社 ねじ締め付け装置
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