JPH05318241A - 多軸ナットランナ装置のピッチチェンジ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のナットランナ軸を有する装置におい
て、各ナットランナ軸のピッチを可変とし、極小ピッチ
の多軸ナットランナの強度を確保する。 【構成】 先端にソケット２を具備する複数のナットラ
ンナ軸３を摺動体６に組み込んだ軸受を介して回転可能
に支持する。この摺動体６の半径方向の移動を案内する
案内部１２を本体１のハウジング４に設ける。さらに該
摺動体６に従動子１７を設ける。この従動子１７を摺動
体６の半径方向の移動ストロークを規定するカム８に係
合させる。このカム８を揺動させて、摺動体６を半径方
向に移動させることによって所定のピッチを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のボルト若しくは
ナットを同時に締めつける多軸ナットランナ装置のピッ
チチェンジ機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より複数のボルトを同時に締めつけ
ることにより作業時間の短縮を図る多軸のナットランナ
装置は公知である。この種の装置は、例えば特開昭６２
−１３０１４１号に示すように、ナット締め付け用のソ
ケットを自在継ぎ手を介して駆動軸に連結すると共に、
該ソケットを支持する支持部間を夫々前記締め付けよう
ナットピッチ間隔に対応させて一体的に固定して構成し
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記の様
にピッチ間隔が固定されたナットランナ装置では締め付
けワークに対し専用的にならざるを得ず、特に近年多く
採用している複数車種混載型の多種混流ラインにおいて
は各車種毎に夫々専用的なナットランナ装置を配設せね
ばならず、空間の有効利用の面でも安全性の面でも好ま
しいものではなかった。この為前記ナットランナ装置に
前記ソケットの配設間隔を異ならせる機構、即ちピッチ
チェンジ機構を組込むことが検討されているが、特にハ
ブボルトの締め付けやクランクシャフトにフライホイー
ルを取り付ける場合のように、狭小ピッチの複数のボル
トやナットを締めつけるナットランナ装置にピッチチェ
ンジ機構を組み付けることは、強度性及びピッチ精度性
の面より好ましいものが得られなかった。本発明はかか
る従来技術の欠点に鑑み、狭小ピッチの複数のボルトや
ナットを締めつける場合においても強度性よく且つピッ
チ精度よくピッチチェンジを可能にしたナットランナ装
置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、先端にソケッ
トを具備する複数のナットランナ軸と、各ナットランナ
軸を回転可能に支承する軸受を組み込んだ複数の摺動体
と、該摺動体に対向して係合配置され、その揺動により
各摺動体を半径方向に所定ストローク移動可能に構成し
たカムとを具え、前記カムの揺動により前記摺動体を介
して前記複数のナットランナ軸間を縮径若しくは拡径さ
せ、ピッチチェンジを行なうように構成したことを特徴
とするもので、より具体的には、先端にソケットを具備
する複数のナットランナ軸と、各ナットランナ軸を回転
可能に支承する軸受を組み込んだ複数の摺動体と、該摺
動体に対向して配置され各摺動体の半径方向の移動スト
ロークを規定するカムとをハウジングに収納し、さらに
ハウジングには摺動体の移動案内部を設け、該摺動体に
は前記カムと係合する従動子を設けたことにより、小さ
いピッチ間隔で多数のナットランナを内蔵した多軸ナッ
トランナ装置であっても、カムの揺動運動によって簡便
且つ精度よくピッチチェンジが可能となり、十分なる強
度が確保できる。

【０００５】更に、本体に設けられたハウジングを円筒
形状にし、その内部に隔壁部を設けてカムと対向させる
と共に、全ナットランナ軸を少なくとも２組に区分し、
各組の軸数に対応する複数の案内部を前記隔壁の両面に
等配し、さらに各組毎に位相を異ならせて摺動体及びカ
ムを配置することにより、ナットランナ軸数が多くても
該ランナ軸数を群単位で分割して制御可能であるため
に、一層の狭小ピッチにも対応できる。又、ハウジング
内において各ナットランナ軸の先後端部を一対の摺動体
で支承することにより、ナットランナ軸の安定的な保持
を行って強度確保を一層確実なものとする事が出来る。

【０００６】

【作用】かかる技術手段によれば、ワークの変更等によ
りナットランナ軸のピッチ円径（ＰＣＤ）の変更の必要
が生じると、カム駆動装置を作動させてカムを揺動させ
る。すると、カム溝に係合している従動子は、カムの揺
動運動に伴ってカム溝の軌跡に従って摺動体を半径方向
に移動させる。このため、摺動体に軸受を介して組み込
まれたナットランナ軸は相互に接近したり、離隔したり
して夫々のワークに対応するピッチ円径を迅速かつ簡単
に変更する事が出来、所定のピッチが得られる。

【０００７】

【実施例】つぎに、この発明の実施例を図面について説
明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品
の寸法、材質、形状、その相対位置などは特に特定的な
記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限定す
る趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。図１はこの
発明に係る多軸ナットランナ装置のピッチチェンジ機構
１を示す断面図であって、図示していないが、本体は例
えば産業用ロボットに組み込まれた駆動モータにより駆
動されて、作業ステーションに搬送されたワークの所定
位置にボルトを締めつけるものである。

【０００８】ピッチチェンジ機構１は円筒形をなしてい
て、該ピッチチェンジ機構の先端部に設けられた円筒形
のハウジング４内には先端にソケット２をばね１８によ
り先端側に付勢した状態で取り付けた多数のナットラン
ナ軸３（本実施例では総数が５本であるが、図面には便
宜上２本だけが示されている）が、ニードル軸受５を介
して回転自在に収納されている。該ニードル軸受５は図
２〜図４において詳細に示すように短冊形をした摺動体
６に組み込まれている。さらに、ナットランナ軸３の後
端は自在継ぎ手７ａを介して駆動軸１０とスプライン結
合すると共に、駆動軸１０は自在継ぎ手７ｂを介してサ
ーボ機構を組込んだ駆動軸１１と接続していて、該サー
ボ機構により所定の位置、所定のトルクでナットランナ
がねじ締めを行えるように、フィードバック制御され
る。

【０００９】上述のように、ピッチチェンジ機構１の先
端に形成された円筒状のハウジング４の先端側及び後端
側には各々ドーナツ形状をした底部１９ａ、１９ｂを有
し、かつ両底部の間に隔壁部１３、１４が設けられてい
る。また該隔壁部１３、１４には複数の案内溝１２ａ〜
１２ｅが半径方向に形成されており、各案内溝にはニー
ドル軸受５を組み込んだ摺動体６が摺動可能に装入され
ている。本実施例においては案内溝１２の底にさらに幅
狭のもう一つの案内溝２４が設けてあり、摺動体６の下
部に設けた突起部２５を該案内溝２４に係合させて摺動
体６の半径方向の移動をより一層正確に案内している。
ピッチチェンジ機構１の底部１９ａ，ｂ及び隔壁１３、
１４の中心穴１５にはカム８の揺動運動を可能にするカ
ム回転軸２０が挿入されている。なお、各ナットランナ
軸３は、ハウジング４内においてその先端部及び後端部
が各々一対の摺動体６ａ、６ｂによって支承されてい
る。このために、各ナットランナ軸３はねじ締め加工中
に振れ回りなどの問題を生ずることがなく、きわめて安
定したねじ締めが可能になる。

【００１０】本実施例では、ナットランナ装置に組み込
まれたナットランナ軸は５本あり、これを３本の組と２
本の組に区分している。隔壁部１３、１４には、その片
面１３ａに図２に示すように３本の半径方向の案内溝１
２ａ、１２ｂ、１２ｃを設けると同時に、図３に示すよ
うにその反対面１３ｂに残りの２本の半径方向の案内溝
１２ｄ、１２ｅが設けられている。なお、他方の隔壁部
１４も同一構造をしているので、説明は省略する。隔壁
部１３、１４において、摺動体６にニードル軸受５を介
して組み込まれたナットランナ軸３は、後述するカム８
の揺動運動に伴って半径方向に移動して相互のピッチを
変えることができる。なお、ハウジング４には上記のよ
うな摺動体６の半径方向の移動を許容する５本の長穴１
６が穿設されており、該長穴１６を貫通してナットラン
ナ軸が組み込まれている。さらに、各摺動体６にはロー
ラ１７が突設されていて、該ローラがカム８に設けられ
たカム溝２１に係合する従動子を構成している。

【００１１】カム８は、図２乃至図４から明らかなよう
にハウジングの隔壁部１３あるいは１４を挟んで対置す
る２枚のドーナツ形の円板８ａ及び８ｂから構成され、
これの２組がピッチチェンジ機構１の円筒状のハウジン
グ４内に揺動可能に組み込まれている。前記各円板状カ
ム８ａ、８ｂは連結部２２において一体に構成されてい
る。本実施例では５本のナットランナ軸のうち３本の組
と２本の組に区分してあるので、カム円板８ａには３本
の摺動体６ａの半径方向の移動を規定する軌跡を形成し
た３個のカム溝２１が凹設されている。各カム溝２１に
は図２から明らかなように、ナットランナ軸３を支承す
る摺動体６に突設されたローラが従動子１７としてカム
溝２１に係合している。さらに円板状カム８ａに対して
ケーシング４に設けられた隔壁部１３を介して対向する
反対側の円板状カム８ｂに、図３に示すように２本の組
のナットランナ軸３を半径方向に移動させる２個のカム
溝２１が形成されており、同じく摺動体６に突設された
ローラ１７が該カム溝２１に係合している。なお、カム
８ａ、８ｂには夫々カム駆動用シリンダ２３が設けられ
ていて、カム回転軸２０を中心として夫々のカム８ａ、
８ｂの揺動運動を行わせ、これによりＰＣＤ（ピッチ円
径）５４ｍｍと４４ｍｍのピッチチェンジが可能とな
る。

【００１２】図２及び図３に示す状態は、例えばＰＣＤ
（ピッチ円径）が５４ｍｍの場合を示す。この状態から
図４に示すように例えばＰＣＤ４４ｍｍに小さくする必
要がおきたら、カム駆動シリンダ２３を矢印Ａａの方向
に移動させる。するとカム８は矢印Ｂｂの方向に移動す
る。（揺動範囲は図２にθで示している。）すると、カ
ム溝２１に係合しているローラ（従動子）１７は、カム
８の揺動運動に伴ってカム溝２１の軌跡に従って回転し
ながら摺動体６を強制的に半径方向内方に移動させる。
又図４に示す位置より、カム駆動シリンダ２３を矢印Ａ
の方向に移動させることにより、前記と同様にカム８ａ
を矢印Ｂ方向に揺動させて、カム溝２１に係合するロー
ラ（従動子）を介して摺動体６を拡径させる事により図
２に示すＰＣＤ５４ｍｍにピッチチェンジを行なうこと
が出来る。そして前記の様に所定のピッチが定まると、
駆動源から駆動軸１０を経て回転トルクがナットランナ
軸３に伝わる。この状態でピッチチェンジ機構１をワー
クのねじ締め部位に降下させて作業を行うのであるが、
ねじ締め作業が進行して所定の回転トルクに達すると、
駆動軸の回転が停止して締めつけ作業が完了する。また
ピッチを変える必要が生じたら、カム８を揺動させて所
定ピッチになるまでナットランナ軸３を半径方向に移動
させる。これらの作業の駆動伝達はサーボ機構などによ
ってなされる。ナットランナ軸が所定のピッチに達した
ら、カムの揺動を停止させて再び駆動軸に回転が伝えら
れてねじ締め作業が再開する。

【００１３】従って本実施例においては、図２乃至図５
に示すように、摺動体６にニードル軸受５を介して組み
込まれたナットランナ軸３は相互に接近してピッチ円径
（ＰＣＤ）を小さくしたり、あるいは相互に離隔して大
きくすることになる。なお、本実施例において５本のナ
ットランナ軸を有する装置を示したが、６本を越える多
数のナットランナ軸を具備する装置では、ナットランナ
軸数に応じて３組以上に区分し、隔壁部１３もこれに従
って増加してこれに対処することも可能である。 又、
本発明の実施例において、カム溝２１が規定するピッチ
は、大小の２種類の場合を示したが、これを３種類以上
のピッチに対応させるてカム溝形状を定めることも可能
であることは言うまでもない。

【００１４】この発明にかかる多軸ナットランナ装置
は、上記のような構造を有するのであるから、所定のピ
ッチでワークにねじ締めを行っている場合に、ピッチの
異なるワークのねじ締めの必要が生じたら、カム駆動シ
リンダ２３を駆動してカム８を揺動させだけで、ピッチ
チェンジ機構の隔壁部１３に形成された案内溝１２に挿
入されている摺動体６がカム溝２１に沿って半径方向に
移動するのであり、ナットランナ軸の所定のピッチが簡
単かつ迅速に得られ、ナットランナ軸の強度も十分に確
保されるのである。

【００１５】

【発明の効果】以上記載した如く本発明によれば、ナッ
トランナ軸の相互のピッチ円径がカムの形状に従ってき
わめて小さいピッチをも容易に設定することが可能とな
り、クランクシャフトにフライホイールを締めつけるよ
うな狭小ピッチの場合でも十分な強度を確保することが
できる。又各ナットランナ軸組毎にカムを相互に位相を
異ならせて配置して、全ナットランナ軸の案内部をハウ
ジング内に等配すれば、狭いスペースにもかかわらず多
数の摺動体を半径方向に移動させることができる。更に
各ナットランナ軸をその先後端部において一対の摺動体
を介して支承すれば、各ナットランナ軸は振れ回ること
がなくきわめて安定なねじ締めが可能となる。等の種々
の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る多軸ナットランナ装置の実施例
の断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線による拡大断面図であって、こ
の発明の本体のケーシングに設けられた隔壁部の一方の
面を示す。

【図３】図１のＢ−Ｂ線による拡大断面図であって、こ
の発明の本体のケーシングに設けられた隔壁部の他方の
面を示す。

【図４】図２と同一部分を示す拡大断面図であるが、図
２よりもナットランナ軸相互のピッチが小さくなった状
態を示す。

【図５】対向する他のカムを点線で示したカムの正面図
である。

【符合の説明】

２ ソケット ３ ナットランナ軸 ４ ハウジング ５ 軸受 ６ 摺動体 ８ カム １７ 従動子 ２１ カム溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端にソケットを具備する複数のナット
   ランナ軸と、各ナットランナ軸を回転可能に支承する軸
   受を組み込んだ複数の摺動体と、該摺動体に対向して係
   合配置され、その揺動により各摺動体を半径方向に所定
   ストローク移動可能に構成したカムとを具え、 前記カムの揺動により前記摺動体を介して前記複数のナ
   ットランナ軸間を縮径若しくは拡径させ、ピッチチェン
   ジを行なうように構成したことを特徴とする多軸ナット
   ランナ装置のピッチチェンジ機構
2. 【請求項２】 前記複数のナットランナ軸を、少なくと
   も二組以上の複数群に区分けし、夫々のランナ軸群単位
   で、該ランナ軸間を縮径若しくは拡径させる摺動体とカ
   ムの位相を異ならせて配置した事を特徴とする請求項１
   記載の多軸ナットランナ装置のピッチチェンジ機構。