JP2775856B2

JP2775856B2 - 部材締付け装置

Info

Publication number: JP2775856B2
Application number: JP1151322A
Authority: JP
Inventors: 正雄秋山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-06-14
Filing date: 1989-06-14
Publication date: 1998-07-16
Anticipated expiration: 2013-07-16
Also published as: JPH0319735A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、２つの部材を自動的にネジ止めして取り
付ける部材締付け装置に関するものである。

［従来技術］従来から、２つの部材を固定するには、作業員が手作
業にてボルト・ナットを用いて行なうようにするものが
一般的である。この場合には、２つの部材のボルト挿通
孔を位置合わせした後、このボルト挿通孔にボルトを挿
通してネジ止めするようにしている。

だが、例えば宇宙空間等の作業において、実験装置等
のペイロードを宇宙船の貨物室内に固定する場合には、
宇宙飛行士が手作業により行なうよりも、自動又は遠隔
操作により、ペイロードを取り付けるようにすることが
望ましく、例えば特開昭61−30387号公報等にてマニピ
ュレータを適用したものが提案されている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、遠隔操作によりペイロードをネジ止め
する作業は、マニピュレータ等を使用して行なうもので
あるため、このペイロードを貨物室の固定部位の所定位
置に設置することが難しく、位置ズレがある場合には、
自動でネジ止めする作業が困難となる、という問題があ
る。

［課題を解決するための手段］この発明は、かかる従来の課題に着目してなされたも
ので、２つの部材の対向面を対向させてネジ止めする部
材締付け装置において、前記一方の部材の反対向面にフ
ローティングナットプレートを、前記他方の部材の反対
向面にフローティングマウントを各々フローティング手
段を介して可動可能に取付け、該フローティングマウン
トは、内面部に雌ネジ状の送りネジ部が形成された筒部
を有し、前記フローティングナットプレートは、ナット
部を有し、前記フローティングマウントの筒部には、回
転駆動軸が設けられると共に、該回転駆動軸の先端部
に、前記送りネジ部及びナット部に螺合される雄ネジを
備える雄ネジ体を、前記回転駆動軸に対して軸方向に摺
動可能で、且つ回転方向には摺動不能に設け、該回転駆
動軸の回転により前記雄ネジ体が螺進し、該雄ネジ体の
雄ネジが前記ナット部に螺合した後、前記送りネジ部か
ら外れた状態で、前記フローティングマウントのストッ
パ面部に当接して、前記雄ネジ体の前進を阻止する当接
部を形成した部材締付け装置としたことを特徴としてい
る。

［作用］かかる手段によれば、例えばマニピュレータ等を使用
して一方の部材（例えばペイロード）を、他方の部材
（例えば固定部位）まで搬送して所定の位置にセットす
る。この場合には、雄ネジ体はフローティングマウント
側に引っ込んでいるため、板状部材が衝突して、損傷す
るようなことがない。

その後、駆動源を駆動させると、回転駆動軸が回転さ
れ、雄ネジ体がフローティングマウントの送りネジ部に
案内されて螺進する。

そして、この雄ネジ体はフローティングナットプレー
トのナット部に螺合される。この場合、両部材の位置合
わせが完全でなく多少ズレている場合でも、フローティ
ングマウント及びフローティングナットプレートがそれ
ぞれ両部材に対してフローティング手段を介して可動可
能に取り付けられているため、多少の位置ズレおよびピ
ッチズレは吸収されることとなり、螺合が確実に行なわ
れることとなる。

さらに、回転駆動軸を回転させると、雄ネジ体が螺進
して、雄ネジが送りネジ部から外れる。その後、回転駆
動軸に形成された当該部が、フローティングマウントの
ストッパ面部に当接する。

この状態から、更に、回転駆動軸を回転させると、ス
トッパ面部に対する当接とナット部への螺合とにより、
フローティングマウントとフローティングナットプレー
トとが接近する方向に締め付けられる結果、両部材が締
付け固定されることとなる。従って、フローティングマ
ウントとフローティングナットプレートとを、締付け前
にそれぞれ両部材に対して可動可能に取り付けても、締
付け完了状態では、各部材に対して固定されるため、取
付け状態に影響を与えることがない。

［実施例］以下、この発明を実施例に基づいて説明する。

第１図ないし第８図はこの発明の一実施例を示す図で
ある。

この実施例は、部材締付け装置をペイロードの取り付
けに利用したものである。

まず構成を説明すると、第８図にはペイロード11を示
し、このペイロード11は、例えば実験装置で、幅ｂが0.
8m,高さｈが1m,最大長さｌが1.85m程度の直方体の本体1
2を有し、この本体12の上面部には、図示省略のマニピ
ュレータにて把持される把持部13が設けられ、この本体
12の側面部には、円筒状の咥込み部14が突設されてい
る。この咥込み部14には、周囲に計３本のラッチングア
ーム14aが設けられていると共に、端面にはガイドピン1
4bが数カ所突設されている。

このようなペイロード11を取り付ける装置は、いわゆ
る垂直方向ペイロード引込型で、第１図ないし第７図に
示すような構成となっている。

この装置は、大別すると、ペイロード11が挿入されて
位置決め固定されるガイド手段16と、このガイド手段16
内にペイロード11を引き込む引込手段17と、引き込まれ
たペイロード11をガイド手段16に固定するこの実施例の
部材取付け装置18とから構成されている。

このガイド手段16は、板状部材としての４本のガイド
ポスト19がペイロード本体12の大きさに対応させて各角
部を位置決めする位置に立設されて構成され、この４本
のガイドポスト19内にペイロード11が挿入されて位置決
めされるようになっており、且つ、このガイドポスト19
の上部には、外側に広がり、ペイロード11を案内するテ
ーパ部19aが形成されている。

また、引込手段17は、支持ポスト20がガイド手段16の
近傍に立設され、この支持ポスト20には、第６図に示す
ように、スライド溝20aが上下方向に沿って形成され、
このスライド溝20a内にボールネジドライブユニット21
により駆動されるボールネジ22が配設されている。この
ボールネジ22に、ペイロード保持部23のナット部23aが
螺合されて、このペイロード保持部23はボールネジ22の
回転により、上下動されるようになっている。このペイ
ロード保持部23は、前記ペイロード11の咥込み部14が取
り付けられる装着部23bを有し、この装着部23bには、ラ
ッチングアーム14aが係合される凹所23cが形成されてい
る。

さらに、部材締付け装置18は、前記各ガイドポスト19
の低部側に主に第７図に示すように配設され、以下のよ
うな構成になっている。第１図および第２図に示すよう
に、ペイロード11の板状部材としての側壁板部11aおよ
びガイドポスト19の所定位置にそれぞれ貫通孔11b,19b
が開設されると共に、ガイドポスト19の外側（対向面と
反対側）には、フローティングマウント24が、又、ペイ
ロード側壁板部11aの内側（対向面と反対側）には、フ
ローティングナットプレート25がそれぞれ対向した位置
に、後述するフローティング手段を介して可動可能に取
り付けられている。

具体的には、そのフローティングマウント24は、筒部
24aとこの筒部24aの周囲に形成されたフランジ部24bと
を有している。この筒部24aには、内面部に雌ネジ状の
送りネジ部24cが形成されると共に、この送りネジ部24c
の端面にストッパ面部24dが形成されている。また、フ
ランジ部24bには、挿通孔24eが４箇所穿設され（図には
一箇所のみ示す）、この挿通孔24eに、ガイドポスト19
側から挿通されたボルト30の軸部30aが揺動可能に遊挿
され、この軸部30aの先端部にダブルナット31が螺合さ
れ、ワッシャ32とフランジ部24bとの間に、コイルスプ
リング33が介在されている。

このようにしてフローティングマウント24がガイドポ
スト19に可動可能に取り付けられている。このフローテ
ィング手段は、コイルスプリング33等により構成されて
いる。

また、フローティングナットプレート25は、雌ネジ25
dを有するナット部25aと、このナット部25aの周囲に形
成されたフランジ部25bとを有している。このフランジ
部25bには、フローティングマウント24側と同様に挿通
孔25cが形成され、この挿通孔25cにボルト30が遊挿さ
れ、ダブルナット31,ワッシャ32,コイルスプリング33を
介して、ペイロード側壁板部11aに可動可能に取り付け
られている。

そのフローティングマウント24の筒部24aには、駆動
源としてのDCモータ26が固定されており、このDCモータ
26には、回転駆動軸としてのスプライン軸27が設けられ
ている。このスプライン軸27には、先端部側に、前記送
りネジ部24cおよびナット部25aに螺合される雄ネジ28a
が設けられ、先頭部が丸くなった雄ネジ体28が設けられ
ると共に、この雄ネジ体28には、前記ストッパ面部24d
に当接する当接部29が形成されている。この雄ネジ28a
から当接部29までの距離は、フローティングマウント24
の送りネジ部24cの幅よりわずかに大きく形成されてい
る。

次に、かかる構成よりなる部材締付け装置を有するペ
イロード取付け装置の作用について説明する。

宇宙空間等で、ペイロード11を固定するには、まず、
図示省略のマニピュレータにて、ペイロード11の把持部
13を把持して搬送し、ペイロード11のに咥込み部14を、
ペイロード保持部23の近傍まで運ぶ（当接させる必要は
ない）。そして、このペイロード11の咥込み部14のラッ
チングアーム14aを駆動させて、このアーム14aの先端部
を、ペイロード保持部23の装着部23bの凹所23cに係合さ
せて引き付け、第３図および第４図に示すように接続す
る。宇宙空間では、無重力状態であるため、支持ポスト
20等による片持ち状態でも、充分支持することができ
る。

その後、ボールネジドライブユニット21を駆動させ
て、ボールネジ22を回転させることにより、ペイロード
保持部23を介して、ペイロード11を下降させてガイドポ
スト19の間に案内する（第３図中二点鎖線に示す）。こ
の場合、ガイドポスト19の上部には、テーパ部19aが形
成されているため、ペイロード11の位置が多少ズレてい
る場合でも、これを修正してガイドスポット19間に確実
にペイロード11を挿入することができる。また、この下
降時には、雄ネジ体28はフローティングマウント24内に
入り込んだ状態となっているため、ペイロード11の下降
時に、雄ネジ体28に衝突することがない。

次いで、DCモータ26を駆動させることにより、スプラ
イン軸27が回転すると、第１図に示す状態から、雄ネジ
体28がフローティングマウント24の送りネジ部24cに案
内されて図中左方向に前進し、まず、雄ネジ体28の丸く
なった先頭部がフローティングナットプレート25のナッ
ト部25aに当接し、この先頭部に案内されて雌ネジ25dに
螺合し始める、その後、雄ネジ28aが送りネジ部24cから
外れ、雄ネジ体28の当接部29が、フローティングマウン
ト24のストッパ面部24dに当接する。この状態から、更
に、スプライン軸27を回転させることにより、フローテ
ィングマウント24,フローティングナットプレート25を
介して、ペイロード11とガイドポスト19とが締め付けら
れて固定されることとなる。

この場合、フローティングマウント24等をフローティ
ング構造とすることにより、ペイロード11とガイドポス
ト19との多少の位置ズレおよび、雄ネジ28aがフローテ
ィングナットプレート25のナット部25aの雌ネジ25dに螺
合される場合のピッチズレを吸収することができる。

なお、締付け完了状態では、フローティングマウント
24はガイドポスト19に、又、フローティングナットプレ
ート25はペイロード側壁板部11aにそれぞれネジの締付
け力により固着されるため、締付け前を可動可能にして
も問題はない。

また、上記実施例では、宇宙空間でのペイロード11の
締付け用に、この発明の部材締付け装置を適用したが、
これに限らず、地球上での部材の締付けに使用できるこ
とは勿論である。

［発明の効果］以上説明してきたように、この発明によれば、２つの
部材の位置決めが正確に行なわれなかった場合でも、フ
ローティングマウント等を可動可能に支持することによ
り、位置ズレを吸収することができ、自動的にネジ止め
を行なうことができる。また、ネジ締め前の状態では、
雄ネジ体はフローティングマウント側に引き込まれてい
るため、他方の板状部材のセット時に干渉して損傷する
ようなことがない、という実用状有益な効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図はこの発明の部材締付け装置の一実
施例を示す図で、第１図は締付け前の状態を示す第７図
のＩ−Ｉ線に沿う断面図、第２図は締付け完了状態を示
す第１図に相当する断面図、第３図はペイロード取付け
装置にペイロードを連結した状態を示す正面図、第４図
は第３図の平面図、第５図は第３図の右側面図、第６図
はガイド手段の要部を示す斜視図、第７図は部材締付け
装置の外観斜視図、第８図はペイロードの斜視図であ
る。 11a……ペイロード側壁板部（部材） 19……ガイドポスト（部材） 24……フローティングマウント 24a……筒部 24c……送りネジ部 24d……ストッパ面部 25……フローティングナットプレート 25a……ナット部 26……DCモータ（駆動源） 27……スプライン軸（回転駆動軸） 28……雄ネジ体 28a……雄ネジ 29……当接部 30……ボルト（フローティング手段） 31……ダブルナット（フローティング手段） 32……ワッシャ（フローティング手段） 33……コイルスプリング（フローティング手段）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23P 19/00 301 B23P 19/00 302 B23P 19/00 304 B23P 19/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの部材の対向面を対向させてネジ止め
する部材締付け装置において、前記一方の部材の反対向面にフローティングナットプレ
ートを、前記他方の部材の反対向面にフローティングマ
ウントを各々フローティング手段を介して可動可能に取
付け、該フローティングマウントは、内面部に雌ネジ状
の送りネジ部が形成された筒部を有し、前記フローティ
ングナットプレートは、ナット部を有し、前記フローテ
ィングマウントの筒部には、回転駆動軸が設けられると
共に、該回転駆動軸の先端部に、前記送りネジ部及びナ
ット部に螺合される雄ネジを備える雄ネジ体を、前記回
転駆動軸に対して軸方向に摺動可能で、且つ回転方向に
は摺動不能に設け、該回転駆動軸の回転により前記雄ネ
ジ体が螺進し、該雄ネジ体の雄ネジが前記ナット部に螺
合した後、前記送りネジ部から外れた状態で、前記フロ
ーティングマウントのストッパ面部に当接して、前記雄
ネジ体の前進を阻止する当接部を形成したことを特徴と
する部材締付け装置。