JPH02274440A - ナットランナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ボルトやナツト等のネジ部材にソケットを係
合させて正転若しくは逆転させることにより、該ネジ部
材を締緩するナツトランナに関するものである。

〔従来技術及び発明が解決しようとする課題〕例えば自
動車の組立ラインでは、トランクやボンネット等は、予
めドア等と共に現物合わせにて自動車の本体フレームに
組み付けられる。これは、板金プレス加工により成形さ
れる上記トランクやボンネット等を上記本体フレームへ
組み付ける際には寸法誤差を生じやすいが、この寸法誤
差の吸収を図り、滑らかなボディーラインに仕上げるこ
とを目的としている。

上記のようにして組立られたトランクやボンネット等を
塗装する場合、このトランクやボンネットを本体フレー
ムから取り外して単体部品とし、塗装面を水平状態に保
持して塗料の吹き付けを行い、乾燥後再度組立ることに
より、優れた塗装品質の自動車ボディーを得ることがで
きる。これは、部品塗装面を水平状態にして塗装を行う
と塗料の座乗れを防止することができるためである。

このような組立ラインにおいて、トランク等を自動で分
解、ｌｌ立する場合、部品組立に必要な締結要素である
例えばボルトを自動的に締緩することが大きなポイント
となる。

ところが、従来のナツトランナを用いてボルト番締緩す
る場合、先ずボルトを自動的に緩める必要があるが、該
ボルトの螺合解除の状態は直接検知されず、ボルトのネ
ジ山数以上にソケットを余分に回転させることにより、
螺合解除の状態になったことが推定される。この場合、
上記ソケットはボルトの緩み方向へ回転されることから
、装置自体には不必要な負荷が作用することはない。

他方、ソケットにボルトの頭部が係合した状態やボルト
が締め付けられて螺着された状態を、装置自体に不必要
な負荷を作用させることな（、直接的あるいは間接的に
検知する機能を有するものはない。

そのため、ボルト等を完全自動化された状態で締緩する
ことはいまだ実現されるに至っていない。

そこで、本発明の第１の目的は、ネジ部材に対してソケ
ットが係合した状態及び該ネジ部材が螺着された状態を
それぞれ直接的且つ確実に検知し得る機能を備え、ネジ
部材の自動締緩作業に適用することのできるナツトラン
ナを提供することである。

更に、本発明の第２の目的は、ネジ部材に対してソケッ
トが係合した状態、該ネジ部材が螺合解除された状態及
び該ネジ部材が蝶着された状態をそれぞれ直接的且つ確
実に検知し得る機能を備え、該ネジ部材の自動締緩作業
に適用することのできるナツトランナを提供することで
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記第１の目的を達成するために、本発明が採用する第
１の手段は、その要旨とするところが、ネジ部材にソケ
ットを係合させて正転若しくは逆転させることにより該
ネジ部材を締緩するナツトランナにおいて、螺着状態に
ある上記ネジ部材に対してソケットを該ネジ部材の締め
付け方向へ低トルクで回転させ、該ネジ部材に対して上
記ソケットが係合して回転が停止した時、ネジ部材に対
するソケットの係合状態を検知する第１の検知手段と、
上記ネジ部材を締め付け螺着する際に上記ソケットを該
ネジ部材の締め付け方向へ高トルクで回転させ、該ソケ
ットの回転が停止した時、該ネジ部材の螺着状態を検知
する第２の検知手段とを具備してなる点に係るナツトラ
ンナである。

更に上記第２の目的を達成するために、本発明が採用す
る第２の手段は、その要旨とするところが、ネジ部材に
ソケットを係合させて正転若しくは逆転させることによ
り該ネジ部材を締緩するすットランナにおいて、螺着状
態にある上記ネジ部材に対してソケットを該ネジ部材の
締め付け方向へ低トルクで回転させ、該ネジ部材に対し
て上記ソケットが係合して回転が停止した時、ネジ部材
に対するソケットの係合状態を検知する第１の検知手段
と、上記第１の検知手段により上記ネジ部材に対する上
記ソケットの係合状態が検知された時、該ソケットを高
トルクで逆転させて上記ネジ部材を緩める緩め手段と、
上記緩め手段により上記ネジ部材が緩められて該ネジ部
材の螺合が解除された時、この螺合解除の状態を検知す
る第３の検知手段と、上記第３の検知手段により上記ネ
ジ部材の螺合解除の状態が検知された時、上記ソケット
の回転を停止する第１の回転停止手段と、上記ネジ部材
を締め付け螺着する際に上記ソケットを該ネジ部材の締
め付け方向へ高トルクで回転させ、該ソケットの回転が
停止した時、該ネジ部材の螺着状態を検知する第２の検
知手段と、上記第２の検知手段により上記ネジ部材の螺
着状態が検知された時、上記ソケットの回転を停止する
第２の回転停止手段とを具備してなる点に係るナツトラ
ンナである。

〔作用〕

第１の発明に係るナツトランナでは、螺着状態にあるネ
ジ部材に対してソケットを該ネジ部材の締め付け方向へ
低トルクで回転させ、該ネジ部材に対して上記ソケット
が係合して回転が停止した時、ネジ部材に対するソケッ
トの係合状態が第１の検知手段により検知される。

また、上記ネジ部材を締め付け螺着する際に上記ソケッ
トを該ネジ部材の締め付け方向へ高トルクで回転させ、
該ソケットの回転が停止した時、該ネジ部材の螺着ｕｍ
＋が第２の検知手段により検知される。

更に、第２の発明に係るナツトランナでは、螺着状態に
あるネジ部材に対してソケットを該ネジ部材の締め付け
方向へ低トルクで回転させ、該ネジ部材に対して上記ソ
ケットが係合して回転が停止した時、ネジ部材に対する
ソケットの係合状態が第１の検知手段により検知される
。

そして、上記第１の検知手段により上記ネジ部材に対す
る上記ソケットの係合状態が検知され、緩め手段により
該ソケットが高トルクで逆転されて上記ネジ部材が緩め
られる。

そして、上記緩め手段により上記ネジ部材が緩められて
該ネジ部材の螺合が解除された時、第３の検知手段によ
りこの螺合解除の状態が検知される。

上記第３の検知手段により上記ネジ部材の螺合解除の状
態が検知された時、第１の回転停止手段により上記ソケ
ットの回転が停止される。

他方、上記ネジ部材を締め付け螺着する際には、上記ソ
ケットを該ネジ部材の締め付け方向へ高トルクで回転さ
せ、該ソケットの回転が停止した時、第２の検知手段に
より該ネジ部材の螺着状態が検知される。

そして、上記第２の検知手段により上記ネジ部材の螺着
状態が検知された時、第２の回転停止手段により上記ソ
ケットの回転が停止される。

〔実施例〕

以下添付図面を参照して、本発明を具体化した実施例に
つき説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施例
は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的
範囲を限定する性格のもの・ではない。

ここに、第１図は本発明の一実施例に係るナツトランナ
の構造を示すものであって、同図（ａ）は−部破断した
状態での側面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけ、るＡ
−Ａ’矢視断面図、同図（Ｃ）は同図（ａ）におけるＢ
−Ｂ’矢視断面図、第２図は上記ナツトランナのエア駆
動系の回路図、第３図（屹（ハ）はそれぞれ上記ナツト
ランナによりネジ部材を締緩する場合の手順を示すフロ
ーチャートである。

この実施例に係るナツトランナでは、第１図（ａ）。

（ロ）、（Ｃ）に示す如（、例えばボルト１の頭部１□
と係合可能なソケット２が、支持軸３に対して矢印４．
５方向へ摺動自在に且つ回転不能に嵌挿されており、コ
イルスプリング６により常時矢印４方向（ポル）ｌの螺
着方向）へ弾性付勢されている。

従って、上記ソケット２ば、上記ボルト１に対する締め
付け若しくは緩め動作に伴って矢印４若しくは５方向へ
移動可能である。

そして、上記ボルト１に対する緩め動作に伴ワて上記ソ
ケット２が矢印５方向へスライドして、このソケット２
のスライド量が上記ボルト１のネジ部の全長に相当する
寸法になワた時、この状態が近接センサ７により検知さ
れる。ｍ＋ち、上記近接センサ７により、上記ボルト１
が緩められて該ポル）１の螺合が解除された時、この螺
合解除の状態が検知される。

上記支持軸３は、減速機８を介してエアモータ９に接続
されており、このエアモータ９により回転駆動される。

上記エアモータ９は、第２図に示す如く、高圧、低圧切
替用の電磁弁１０及び正転２逆転切替用の電磁弁１１を
有してなるエア駆動回路１２を介して圧縮エア源（不図
示）に接続されている。この場合、上記電磁弁１０はソ
ケット２における発生トルクを決定する作用をなし、上
記電磁弁１１はソケット２０回転方向を切替制御する作
用をなす。

上記減速機８及びエアモータ９によりナツトランナ本体
１３が構成されており、このナツトランナ本体１３は、
ブラケット１４により上記ソケット２の回転軸芯上で回
動可能に支持されている。

更に上記ナツトランナ本体１３は、上記ソケット２のボ
ルト１に対する締め付け方向にコイルスプリング１５に
より回動付勢（同図（Ｃ）においてソケット２によるボ
ルト１の締め付け方向が矢印１６方向とした場合、この
矢印１６方向へ回動付勢）されており、ストッパ１８に
より位置規制されている。

上記ブラケット１４には、リミットスイッチ１９．２０
が上記ナツトランナ本体１３の回動軸芯からの距離を違
えて取り付けられている。

上記ソケット２が締め付け方向（矢印１６方向）へ回転
駆動されると、このソケット２に作用する負荷トルクに
よりナツトランナ本体１３は反締め付け方向（矢印１７
方向）へ回動しようとする。

そこで、螺着状態にある上記ボルト１に対してソケット
２を該ボルト１の締め付け方向へ低トルクで回転させ、
該ボルト１に対して上記ソケット２が係合して回転が停
止した時、上記ナツトランナ本体１３はコイルスプリン
グ１５の弾性付勢力に抗して矢印１７方向へ回動駆動さ
れる。そして、上記リミットスイッチ１９のドグ１９ｍ
に上記ナツトランナ本体１３に螺着されたボルト２１の
頭部２１．が当接し、このリミットスイッチ１９がオン
することにより、ボルトｌに対するソケット２の係合状
態が検知される。

ｑのように、螺着状態にあるボルト１に対してソケット
２を該ボルト１の締め付け方向へ回転させることにより
、ボルトｌに対するソケット２の係合状態が確実に検知
される。

他方、上記ボルト１を締め付けて螺着する際に、上記ソ
ケット２にボルトｌの頭部１１を係合させ、該ソケット
２をボルトｌの締め付け方向へ高トルクで回転させる。

そして、上記ソケット２の回転が停止した時、上記ナツ
トランナ本体１３はコイルスプリング１５の弾性付勢力
に抗して矢印１７方向へ回動駆動される。すると、上記
リミットスイッチ２０のドグ２０□に上記ナツトランナ
本体１３に螺着されたボルト２２の頭部２２．が当接し
て、該リミットスイッチ２０がオンする。このことによ
りボルトｌの螺着状態が検知される（尚この時、上記リ
ミットスイッチ１９も同時にオン状態となる）。

このように上記ソケット２をボルト１の締め付け方向へ
高トルクで回転させた時にのみリミットスイッチ２０が
オンし得るように、該リミットスイッチ２０及びボルト
２２は、上記リミットスイッチ１９及びボルト２１より
もナツトランナ本体１３の回動輪芯から離れた位置に配
備され、且つ、リミットスイッチ１９のドグ１９ａとボ
ルト２１の頭部２１．との間の設定距離Ｌ１よりもリミ
ットスイッチ２０のドグ２０．とボルト２２の頭部２２
、との間の設定路ＷＩＬ２の方が大きな値に設定されて
いる。その結果、上記ナツトランナ本体１３がより大き
な反力により矢印１７方向へ回動駆動された時にのみ、
リミットスイッチ２ｏのドグ２０．にボルト２２の頭部
２２．が当接し得る位置までナツトランナ本体１３が回
動される。

引き続き、第２図及び第３図（ａ）、（ロ）に基づいて
、上記ナツトランナによりボルト１（第１図参照）を締
緩する場合の手順について説明する。

尚、第３図（ａ）、　（ｂ）中、Ｓｌ、Ｓ２．・・・は
各動作ステ）ブを示す。

先ず、上記ボルト１を取り外す場合には、ソケット２を
ボルト１の頭部１１に確実に係合させる必要がある。そ
こで、電磁弁１０のコイル１０１を消磁すると共に、電
磁弁１１のコイル１１．を励磁し、螺着状態にある上記
ボルトｌに対してソケット２を該ボルト１の締め付け方
向（矢印１６方向）へ低トルクで回転させる（Ｓｌ）。

上記ポル）１に対して上記ソケット２が係合して回転が
停止した時、ナツトランナ本体１３はコイルスプリング
１５の弾性付勢力に抗して矢印１７方向へ回動駆動され
る。そして、リミットスイッチ１９がオンすることによ
り、ボルトｌの頭部１１にソケット２が係合されたこと
が検知される（３２）、この場合、上記Ｓ２により、ボ
ルト１に対するソケット２の係合状態を検知する第１の
検知手段が構成されている。

上記Ｓ２により上記ボルト１に対する上記ソケット２の
係合状態が検知されると、電磁弁１０のコイル１０．及
び電磁弁１１のコイルｌｌｂが共に励磁され、上記ソケ
ット２が高トルクで逆転（矢印１７方向）される（Ｓ３
）、この場合、上記Ｓ３により上記ボルト１を緩める緩
め手段が構成されている。

上記Ｓ３により上記ボルトｌが緩められて、この緩め動
作に伴ってソケット２が矢印５方向へスライドし、この
ボルト１の螺合が解除された時、このソケット２の所定
量のスライド状態が近接センサ７により検知される（３
４）、この場合、上記Ｓ４により、上記Ｓ３により上記
ボルト１が緩められて該ボルト１の螺合が解除された時
、この螺合解除の状態を検知する第３の検知手段が構成
されている。

そして、上記Ｓ４により上記ボルト１の螺合解除の状態
が検知された時、上記ソケット２の回転が停止される（
Ｓ５．第１の回転停止手段）。

このようにしてボルト１の緩め作業を完全に自動化され
た状態で実施することができる。

引き続き、上記ナツトランナによりボルト１を締め付け
て螺着する場合の手順について説明する。

先ず、電磁弁ｌＯのコイル１０１及び電磁弁１１のコイ
ル１１．を励磁して、上記ソケット２をボルトｌの締め
付け方向へ高トルクで回転させる（Ｓ６）、上記ボルト
１が規定トルクで締め付けられて螺着されると、上記ソ
ケット２の回転が停止し、その反力により上記ナツトラ
ンナ本体１３がコイルスプリング１５の弾性付勢力に抗
して矢印１７方向へ回動駆動される。そして、リミット
スイッチ２０がオンすることにより、上記ボルト１が螺
着されたことが検知される（Ｓ７）、この場合、上記Ｓ
７により、ポル）１の螺着状態を検知する第２の検知手
段が構成されている。

そして、上記Ｓ７により上記ボルト１の螺着状態が検知
されると、上記ソケット２の回転が停止される（Ｓ８．
第２の回転停止手段）。

このように上記ナツトランナを用いることにより、ボル
ト１の螺着作業を自動化された状態で実施することがで
きる。

尚、上記実施例においては、ボルト１を自動締緩する場
合を例に説明したが、該ボルト１に代えて、本実施例装
置によりナツトを自動締緩し得ることも言うまでもない
。

また、上記実施例における近接センサ７やリミットスイ
ッチ１９．２０に代えて、ポテンショメータやレゾルバ
等の他の検出機器を適用し得ることも言うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明は、上記したように、ネジ部材にソケットを係合
させて正転若しくは逆転させることにより該ネジ部材を
締緩するナツトランナにおいて、螺着状態にある上記ネ
ジ部材に対してソケットを該ネジ部材の締め付け方向へ
低トルクで回転させ、該ネジ部材に対して上記ソケット
が係合して回転が停止した時、ネジ部材に対するソケッ
トの係合状態を検知する第１の検知手段と、上記ネジ部
材を締め付け螺着する際に上記ソケットを該ネジ部材の
締め付け方向へ高トルクで回転させ、該ソケットの回転
が停止した時、該ネジ部材の螺着状態を検知する第２の
検知手段とを具備してなることを特徴とするナツトラン
ナであるから、ネジ部材に対してソケットが係合した状
態及び該ネジ部材が螺着された状態をそれぞれ直接的且
つ確実に検知し得る。従って、上記ナツトランチは、ネ
ジ部材の自動締緩作業に適用することが可能である。

更に、本発明は、上記したように、ネジ部材にソケット
を係合させて正転若しくは逆転させることにより該ネジ
部材を締緩するナツトランナにおいて、螺着状態にある
上記ネジ部材に対してソケットを該ネジ部材の締め付け
方向へ低トルクで回転させ、該ネジ部材に対して上記ソ
ケットが係合して回転が停止した時、ネジ部材に対する
ソケットの係合状態を検知する第１の検知手段と、上記
第１の検知手段により上記ネジ部材に対する上記ソケッ
トの係合状態が検知された時、ｉソケットを高トルクで
逆転させて上記ネジ部材を緩める緩め手段と、上記緩め
手段により上記ネジ部材が緩められて該ネジ部材の螺合
が解除された時、この螺合解除の状態を検知する第３の
検知手段と、上記第３の検知手段により上記ネジ部材の
螺合解除の状態が検知された時、上記ソケットの回転を
停止する第１の回転停止手段と、上記ネジ部材を締め付
け螺着する際に上記ソケットを該ネジ部材の締め付け方
向へ高トルクで回転させ、該ソケットの回転が停止した
時、該ネジ部材の螺着状態を検知する第２の検知手段と
、上記第２の検知手段により上記ネジ部材の螺着状態が
検知された時、上記ソケットの回転を停止する第２の回
転停止手段とを具備してなることを特徴とするナツトラ
ンナであるから、ネジ部材に対してソケットが係合した
状態、該ネジ部材が螺合解除された状態及び該ネジ部材
が螺着された状態をそれぞれ直接的且つ確実に検知し得
る。従って、上記ナツトランナをネジ部材の完全自動締
緩作業に適用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るナツトランナの構造を
示すものであって、同図（ａ）は一部破断した状態での
側面図９同図（ロ）は同図（ａ）におけるＡ−Ａ′矢視
断面図、同図（Ｃ）は同図（ａ）におけるＢ−Ｂ’矢視
断面図、第２図は上記ナツトランチのエア駆動系の回路
図、第３図（ａ）、（ハ）はそれぞれ上記ナツトランナ
によりネジ部材を締緩する場合の手順を示すフローチャ
ートである。 〔符号の説明〕 １．２１．２２・・・ボルト １、．２１．．２２＆・・・頭部 ２・・・ソケット ６．１５・・・コイルスプリング ７・・・近接部ンサ ９・・・エアモータ １０．１１・・・電磁弁 １２・・・エア駆動回路 １３・・・ナツトランナ本体 １４・・・ブラケット １９．２０・・・リミットスイッチ ５１〜Ｓ８・・・ステップ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ネジ部材にソケットを係合させて正転若しくは逆転
   させることにより該ネジ部材を締緩するナットランナに
   おいて、 螺着状態にある上記ネジ部材に対してソケットを該ネジ
   部材の締め付け方向へ低トルクで回転させ、該ネジ部材
   に対して上記ソケットが係合して回転が停止した時、ネ
   ジ部材に対するソケットの係合状態を検知する第１の検
   知手段と、 上記ネジ部材を締め付け螺着する際に上記ソケットを該
   ネジ部材の締め付け方向へ高トルクで回転させ、該ソケ
   ットの回転が停止した時、該ネジ部材の螺着状態を検知
   する第２の検知手段とを具備してなることを特徴とする
   ナットランナ。 ２、ネジ部材にソケットを係合させて正転若しくは逆転
   させることにより該ネジ部材を締緩するナットランナに
   おいて、 螺着状態にある上記ネジ部材に対してソケットを該ネジ
   部材の締め付け方向へ低トルクで回転させ、該ネジ部材
   に対して上記ソケットが係合して回転が停止した時、ネ
   ジ部材に対するソケットの係合状態を検知する第１の検
   知手段と、 上記第１の検知手段により上記ネジ部材に対する上記ソ
   ケットの係合状態が検知された時、該ソケットを高トル
   クで逆転させて上記ネジ部材を緩める緩め手段と、 上記緩め手段により上記ネジ部材が緩められて該ネジ部
   材の螺合が解除された時、この螺合解除の状態を検知す
   る第３の検知手段と、上記第３の検知手段により上記ネ
   ジ部材の 螺合解除の状態が検知された時、上記ソケットの回転を
   停止する第１の回転停止手段と、上記ネジ部材を締め付
   け螺着する際に上記ソケットを該ネジ部材の締め付け方
   向へ高トルクで回転させ、該ソケットの回転が停止した
   時、該ネジ部材の螺着状態を検知する第２の検知手段と
   、 上記第２の検知手段により上記ネジ部材の螺着状態が検
   知された時、上記ソケットの回転を停止する第２の回転
   停止手段とを具備してなることを特徴とするナットラン
   ナ。