JP5272091B2 - ねじ切りされた締結部品を位置合わせして挿入する装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、ねじ切りされた締結部品を、同様にねじ切りされた受入れ口の中に取り付け、場合によっては、再び位置合わせする装置および方法に概ね関する。

様々な製造または他の過程において、ねじ切りされた締結部品を同様のねじ切りされた受入れ口の中に取り付けることが必要な場合がある。その際、ねじ切りされた締結部品を締結部品駆動要素内に最初に配置した後で、締結部品と受入れねじ孔との間で起こるある種の移動又は位置ずれが原因で、締結部品を受入れ口に対して再び位置合わせする必要に迫られる場合がある。この場合、ねじ切りされた締結部品を再び位置合わせした後で適切に取り付けられるように、対応する締結部品駆動機構の締結部品駆動部または他の何らかの部分を後退させることが望ましいか又は必要となる。

そのような締結部品取付け過程を必要とする作業の一例としては、車両サスペンションを車体に取り付ける作業がある。公知の実施形態では、パレットがサスペンションを車体に対して正しい位置に支持し、その後、サスペンションが車体に複数のボルトを介して締結される。パレットを持ち上げて適切な取付け位置に保持するための機械が使用される。この機械は、多数のナットランナと、それぞれ対応するオフセットナットランナギアボックスと、を備える。パレットが一旦適切に位置決めされると、ナットランナは、上方に延びてナットランナギアボックスと係合し、その後、ナットランナギアボックスは、ナットランナによって駆動される。

各ギアボックスは、ナットランナが係合する側とは反対側にソケットを備える。パレットを取付け位置に上昇させる前に、各ソケットの中にボルトが入れられる。場合によっては、１個又はそれ以上のボルトは、ソケットに装填される時点とパレットが上昇する時点との中間時点で所定位置からずれることがある。そのような場合、その位置ずれしたボルトを再び位置合わせすることが必要になる。

この問題を考慮して、公知のサスペンション取付け機の各ソケットは、ばね荷重式の機構を収容している。このばね荷重式に機構を備えることによってソケットは下方に移動して十分なスペースが作られるので、作業者は、ソケットに間違えてセットされたか又は位置ずれしたボルトを再び位置合わせすることができる。サスペンションは、重過ぎて作業者が持ち上げることができないため、ソケットは下方に移動できることが必要とされる。従って、ソケットは、十分なボルト再位置合わせスペースを作るために下方へ移動する必要がある。

公知のデザインでは、ばね荷重式機構は、ソケット内／上且つ関連するギアボックスの上方に配置されているので、ナットランナの延出時に機械的なサイクルで圧縮される。この結果として、費用が嵩んで信頼性が低下し、また、この費用の嵩みと信頼性の低下は、関係する全ての部品の数に応じて増大する。

したがって、取付けの前に位置ずれしたボルトの再位置合わせを考慮して改良された装置が有効である。本発明のデザインは、新規のソケットのデザインの使用するとともに、ばね機構をソケットから離してギアボックスの底に沿って再配置することによって、公知の装置の複雑さと欠点を解消する。

本明細書に記載される実施形態は、ねじ切りされた締結部品を位置合わせして、ねじ切りされた穴に挿入する装置の例示である。例示的な実施形態における装置は、ベースと、ベースから上方に延びるレールとを備える。ギアボックスは、レールに沿って締結部品載置位置から締結部品取付け位置まで上方に移動、または締結部品載置位置から締結部品再位置合わせ位置まで下方に移動できるように、レールに取り付けられていてもよい。

ソケットアセンブリは、好ましくはギアボックスに連結されている。ソケットアセンブリは、ねじ切りされた締結部品を受け入れるよう構成された駆動ソケットと、回転運動を駆動ソケットに伝達するよう構成された入力軸と、を有する。入力軸の回転運動は、例えば、ナットランナ装置によって発生させてもよい。

ばね機構は、好ましくはギアボックスと関連しており、ギアボックスが締結部品再位置合わせ位置に配置されることを可能にするように圧縮するばね要素を含んでいる。ソケットアセンブリの出力軸と出力ソケットとの間には圧縮可能な座金が配置されていてもよく、もって、出力軸及び出力ソケットが破損を生じたり又は位置合わせの過程を混乱させることなく出力軸の中心軸と出力ソケットの中心軸とは互いに位置ずれする。

本発明の例示的な実施形態における装置は、車両サスペンションを車体に固定する締結部品を取り付けるために使用可能である。例示的な実施形態では、ギアボックスが締結部品再位置合わせ位置に配置されたときのみ、ばね機構の内部のばねは圧縮される。これにより、ばねの周期的な荷重が低減され、寿命が延長されるとともに、装置の整備または故障時間が低減される。

上述の特徴に加えて、本発明の他の特徴は、図面および実施形態の以下の記載から容易に明らかになる。いくつかの図で示される同様の参照番号は、同一または同等の構成を示す。

本発明の一実施例における締結部品取付け装置の出力軸と出力ソケットの中心軸とが一致した状態の該出力軸及び出力ソケットの前断面図。 図１Ａに示す細部１Ｂの拡大図。 出力軸の中心軸と出力ソケットの中心軸とが位置ずれした状態における図１Ａおよび図１Ｂの出力軸および出力ソケットの図。 図２Ａに示す細部２Ｂの詳細図。 ギアボックス部が載置位置に位置する状態において、ねじ切りされた締結部品を位置合わせして車両サスペンションに挿通させる装置の部分断面図。 ギアボックス部が取付け位置に位置する状態における図３Ａの装置の部分断面図。 作業者が位置ずれした締結部品を再び位置合わせするのに十分なスペースを形成する再位置合わせ位置にギアボックスが位置する状態における図３Ａおよび図３Ｂの装置の部分断面図。 本発明に係わる締結部品取付け装置のギアボックスに関連するばね機構の断面図。

図１Ａは、本発明の一実施形態における締結部品取付け装置のギアボックス５０（図３Ａ乃至図３Ｃ参照）と関連する出力軸２０およびソケット３０の前断面図であり、出力軸２０および駆動ソケット３０の中心軸が合わされている。ソケット３０の最上部は、ねじ切りされた締結部品（この図では不図示）を受け入れる収容部３５を備えている。出力軸２０とソケット３０との間には、好ましくは、圧縮可能な座金２５が位置している。以下にさらに詳細に示して説明するように、圧縮可能な座金２５は、出力軸２０の中心軸とソケット３０の中心軸との位置ずれにも対応して構成されているので、位置ずれした締結部品は、対応する受入れ口のねじ山に損傷を与えることなく、取り付けることができる。一実施形態において、圧縮可能な座金２５は、柔軟なウレタンまたはナイロンプラスチックなどの弾性材料から構成されてもよい。他の実施形態において、圧縮可能な座金は、例えば、ばね金属、エラストマー、または複合材料から構成されてもよい。

図１Ｂは、図１Ａに示す細部１Ｂの拡大図である。この図では、スロット４０が入力軸２０およびソケット３０の両方を貫通して延びていることがわかる。ソケット３０を出力軸２０上に保持するために、このスロット内にピンなどの剛性の連結部材（図示せず）が配置されていてもよい。

図２Ａは、出力軸２０の中心軸と駆動ソケット３０の中心軸とが角度θだけ位置ずれした状態における出力軸２０および駆動ソケット３０の前断面図である。

図２Ｂは、図２Ａに示す細部２Ｂの拡大図である。この図に示すように、出力軸２０の中心軸と駆動ソケットの中心軸との位置ずれによって、圧縮可能な座金２５が圧縮している。これらの構成要素の軸が位置ずれした状態で、ねじ切りされた締結部品が取り付けられる際に、座金２５が圧縮されることによって出力軸２０および／またはソケット３０の破損を防止できる。

図３Ａは、ねじ切りされた締結部品１５０ａを位置合わせして、車両のサスペンションの構成部品１１０の取付け孔に挿通させて、サスペンションを車体（図示せず）に固定するための例示的な装置２００の一部分の部分断面図である。装置２００は、図１Ａ乃至図２Ｂの出力軸２０および駆動ソケット３０が装備されたギアボックス５０を備える。図３Ａに示されたギアボックス５０は締結部品載置位置に位置している。

装置２００のこの実施形態では、ベース６５は、他の構成要素の取付け要素の働きをする。ガイドレール７０はベース６５から上方に延びている。ギアボックス５０は、ガイドレール７０に沿っていくつかの位置を通って移動できるように、リニア軸受７５によってガイドレール７０に取り付けられている。ギアボックス５０が通る位置としては、（図３Ａに示すような）締結部品載置位置、（図３Ｂに示すような）取付け位置、および（図３Ｃに示すような）締結部品再位置合わせ位置があるが、必ずしもこれらの位置に限定されない。出力軸２０の入力端部２０ａは、ギアボックス５０の底面から下方に延出している。ばね機構８０も、好ましくは、ばね機構８０の少なくとも一部がギアボックス５０の下方に延出するようにギアボックス５０に取り付けられるか、またはギアボックス５０内に配置されている。

ベース６５は、ギアボックス受入れ空洞４５を備える。開口６０は、ギアボックス受入れ空洞４５の底から下方に延びており、この図に示すように、ベース６５を貫通して延びていてもよい。図３Ｃに示して以下で詳細に説明するように、開口６０は、ギアボックス５０が締結部品再位置合わせ位置に配置されたときに出力軸２０の延出した入力端部２０ａを受け入れるような寸法を有している。出力軸２０は、ギアボックスによって支持されており、ソケット３０は、例えば、正方形の駆動端部および受入れ空洞を介して、または当業者であれば理解されるであろうあらゆる公知の技術などを介して、出力軸２０の出力端部２０ｂに接続されている。ソケット３０内の収容部３５は、所望のねじ切りされた締結部品１５０ａの頭部を適切に受け入れる大きさを有する。

図３Ｂは、取付け位置に位置する図３Ａの装置２００の部分断面図であり、取付け位置では、ギアボックス５０が回転駆動されて、ねじ切りされた締結部品１５０ａを車体の対応するねじ切りされた穴に取り付けることができる。ギアボックス５０は、ガイドレールに沿って直線状に変位するとともに、可動式ナットランナ（図示せず）によって回転駆動される。可動式ナットランナは、ベース６５の下に配置されており、ギアボックスの入力端部２０ａに接触および係合するように移動可能である。図３Ｂで概略的に図示された取付け位置において、ギアボックス５０は、ねじ切りされた締結部品１５０ａをサスペンション構成部品１１０の開口に通すようにガイドレール７０に沿って上方へ移動している。当業者にとっては明白なように、ギアボックス５０が図３Ｂの位置にあるときに、締結部品１５０ａのねじ切り部分は車体の対応するねじ切りされた穴と係合する。

出力軸２０の中心軸と駆動ソケット３０の中心軸とが多少位置ずれしていても、ねじ切りされた締結部品１５０ａの取り付けが可能な場合もあるが、ギアボックス５０が取付け位置に達したときに、ねじ切りされた締結部品１５０ａがサスペンション構成部品１１０の開口または車体のねじ切りされた受入れ穴に対して位置ずれして、その対応する受入れ穴に取り付けられないことに気付く場合もある。この場合、本発明によれば、ギアボックス５０は、図３Ｃに示すように、締結部品再位置合わせ位置に戻る。

図３Ｃに示すギアボックス５０の締結部品再位置合わせ位置では、前述のナットランナが下方へ後退している。或る実施形態においては、ナットランナを使用してギアボックス５０を締結部品再位置合わせ位置に移動させることも可能である。あるいは、ナットランナは、ギアボックス５０が締結部品再位置合わせ位置に達する前に、入力端部２０ａから外れている場合もあるが、そのような場合には、作業者がギアボックス５０を締結部品再位置合わせ位置に移動させるようにしてもよい。

図３Ｃの部分断面図において、参照番号１５０ａは、適切に位置合わせされた向きに配置されているときのねじ切りされた締結部品を示しており、参照番号１５０ｂは（通常は作業者による）再位置合わせが必要となるくらいに十分位置ずれした向きに配置されているときのねじ切りされた締結部品を示す。締結部品再位置合わせ位置にあるギアボックス５０の底部は、ベース６５の空洞４５内にあり、出力軸２０の延出した入力端部２０ａは、ベース６５の開口６０に進入していることが分かる。ギアボックス５０の底面は、空洞４５の底と実際に接触してもよいし、接触しなくてもよい。また、ギアボックス５０を締結部品再位置合わせ位置に移動させると、ギアボックス５０の下方に延出するばね機構８０の一部分が空洞４５の底と接触して、ばね機構のばね要素９０が部分的にまたは完全に圧縮される。

位置ずれした締結部品１５０ｂは、ギアボックスを締結部品再位置合わせ位置に移動させることによって、サスペンション構成部品１１０の開口および車体のねじ切りされた受入れ穴に対して再び位置合わせすることが可能となることが図３Ｃから理解できる。この再位置合わせの過程は、サスペンション構成部品１１０または車体の位置を変更又は調整することなく、実行可能である。締結部品の取付け作業を行う度にギアボックス５０が図３Ｃの位置に配置されるのではなく、締結部品の再位置合わせが必要なときにのみギアボックス５０が図３Ｃの位置に配置されるだけなので、ばね要素９０の圧縮回数が先述の公知の装置のばね要素に比べて大いに低減される。

本発明に係わる締結部品取付け装置と共に使用される例示的なばね機構８０を図４に示す。この一実施形態では、ばね要素９０がハウジング９５内に実質的に収容されている。ハウジング９５の下端部を貫く貫通孔１００によって、剛性の接触部品（例えば、ピン）８５がハウジング９５から延出可能となっている。

図３Ａおよび図３Ｂで分かるように、ばね機構８０がギアボックス５０に取り付けられるときは、ピン８５はギアボックス５０の底から延出する。ギアボックス５０がベース６５の空洞４５内に入ると、ピン８５と空洞４５の底とが接触することによって、ばね要素９０は圧縮されて、ピンがハウジング９５内に入る。この図では、圧縮ばねが１本だけ示されているが、いかなる数のばねやいかなる種類のばねが使用されてもよいことに留意されたい。さらなる実施形態では、図４に示すコイルばね９０ではなく、油圧シリンダ、弾性要素などを利用することもできる。

図３Ａに戻って参照すると、ばね機構８０が締結部品載置位置のギアボックス５０を静止状態に維持するよう機能することもわかる。ギアボックス５０が締結部品載置位置にあるとき、ばね要素９０は非圧縮状態または一部圧縮状態であってもよい。このようにして、ギアボックス５０が締結部品再位置合わせ位置に配置されたときのみ、ばね９０は実質的に圧縮される。これにより、ばね要素９０に対する周期的な荷重が制限されるので、ばね要素９０の寿命が延長されるとともに、装置２００の故障時間と維持費が低減される。

以上、本発明の特定の実施形態を詳述したが、このような特定の実施形態は本発明を限定するものではなく、特許請求の範囲から分かるように、発明の趣旨から逸脱しないような他の変形例も可能であることは理解されたい。

１５０ａ ねじ切りされた締結部品
１５０ｂ ねじ切りされた締結部品
２００ ねじ切りされた締結部品を位置合わせして挿入する装置
６５ ベース
７０ ガイドレール
５０ ギアボックス
８０ ばね機構
３０ 駆動ソケット
２０ 出力軸
９０ ばね
８５ 接触部品

Claims (16)

1. ねじ切りされた締結部品を位置合わせして挿入する装置であって、
   ベースと、
   前記ベースから上方に延びるガイドレールと、
   前記ガイドレールに沿って締結部品載置位置と締結部品取付け位置と締結部品再位置合わせ位置との間で移動するように前記ガイドレールに取り付けられたギアボックスと、
   前記ギアボックスに連結されているソケットアセンブリと、
   前記ギアボックスに取り付けられているばね機構と、
   を備えており、
   前記ソケットアセンブリは、ねじ切りされた締結部品を受け入れるように構成された駆動ソケットと、前記駆動ソケットに回転運動を伝達するよう構成された出力軸と、を有しており、
   前記ばね機構は、ばねと、接触部品と、を備えており、前記接触部品は、前記ギアボックスの底から延びており、前記接触部品は、前記ギアボックスが前記締結部品再位置合わせ位置に移動したとき、前記ばねに圧縮力を加えることを特徴とする装置。
2. 前記装置は、更に、前記ソケットアセンブリの前記駆動ソケットと前記出力軸との間に配置された圧縮可能な座金を備える請求項１に記載の装置。
3. 前記圧縮可能な座金は弾性材料から構成されている請求項２に記載の装置。
4. 前記装置は、更に、前記ガイドレールと前記ギアボックスの間に位置するリニア軸受を備える請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記ベースは開口を有しており、前記開口は、前記ギアボックスが締結部品再位置合わせ位置に移動するときに前記出力軸の入力端部の少なくとも一部を受け入れるよう構成されている請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記ばね機構は、更に、前記ばねを収容しているハウジングを備えており、前記ハウジングは、前記接触部品が貫通している開口を有しており、前記ばねは、前記接触部品と前記ハウジングの後壁との間に位置している請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記ばねは、前記ギアボックスが前記締結部品載置位置及び前記締結部品取付け位置にあるとき、非圧縮状態にある請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記出力軸の回転運動は、前記ギアボックスの下方の場所から前記出力軸の入力端部と係合するナットランナによって発生する請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の装置。
9. ねじ切りされた締結部品をねじ切りされた穴に取り付ける方法であって、
   請求項１に記載の装置のギアボックスを請求項１に記載の締結部品載置位置に配置する工程と、
   ねじ切りされた締結部品を請求項１に記載の駆動ソケット内に載置する工程と、
   前記ギアボックスを請求項１に記載の締結部品取付け位置に配置する工程と、
   前記ねじ切りされた締結部品が前記ねじ切りされた穴と十分に位置合わせされている場合において、請求項１に記載の出力軸に回転運動を付与する工程と、
   前記ねじ切りされた締結部品が前記ねじ切りされた穴と位置ずれしている場合において、前記ギアボックスを請求項１に記載の締結部品再位置合わせ位置に配置し、前記ねじ切りされた締結部品を再び位置合わせし、前記ギアボックスを前記締結部品取付け位置に配置し、前記出力軸に回転運動を付与する工程と、
   を含む方法。
10. 前記ギアボックスを前記締結部品載置位置に配置する前記工程と、前記ギアボックスを前記締結部品取付け位置に配置する前記工程とは、請求項１に記載のばねを圧縮することなく行われる請求項９記載の方法。
11. 前記ギアボックスを前記締結部品再位置合わせ位置に配置する前記工程によって、請求項１に記載のばねは圧縮される請求項９記載の方法。
12. 給電されたナットランナによって回転運動が前記ギアボックスの前記出力軸に付与される請求項９乃至請求項１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記ナットランナは、前記装置のベースの下方に位置しており、前記ナットランナは、後退位置と、前記出力軸の入力端部と係合する位置と、の間で移動可能である請求項１２記載の方法。
14. 前記ねじ切りされた締結部品は、車両サスペンションの構成部品を車体に固定するために使用される請求項１３記載の方法。
15. 前記車両サスペンションは、昇降装置によって、前記車体に対して移動して所定位置に保持される請求項１４記載の方法。
16. ねじ切りされた締結部品を位置合わせして挿入する前記装置及び前記ナットランナは前記昇降装置の構成要素である請求項１５記載の方法。

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