JPH06246557A - ねじ締付機のソケット部交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】単一のナットランナ部で形状や締付トルクの異
なるねじを自動的かつ効率的に締め付けることを可能に
する。 【構成】ナットランナ部４２にソケット部４４ａ乃至４
４ｃを選択的に保持させるためのチャック機構４８と、
該チャック機構４８による前記ソケット部４４ａ乃至４
４ｃの保持作用を解除自在な複数の解除部材５０と、前
記ソケット部４４ａ乃至４４ｃをそれぞれ位置決め支持
するためのソケット部支持機構５２と、前記チャック機
構４８と前記解除部材５０とが係合した状態で、前記ソ
ケット部支持機構５２を該ソケット部４４ａ乃至４４ｃ
の軸線方向に進退させて所望のソケット部４４ａ乃至４
４ｃを前記ナットランナ部４２に着脱させるための駆動
機構５４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、単一のナットランナ部
に種々のねじ締付用ソケット部を自動的に着脱自在に構
成されたねじ締付機のソケット部交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、車両用エンジン等のワークの組
立ラインにおいて、順次搬送されてくる前記ワークに対
してねじの締付作業を自動的に行うために、種々のねじ
締付機が使用されている。この場合、ワークの種類や作
業位置の変化に対応してナットランナの位置を随意に移
動させることにより、多機種少量生産に適するねじ締付
機が提案されている（特開昭６０−２３８２４２号公報
参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、通常、単一
のワークであっても形状や締付トルクの異なる種々のね
じが使用されているものが多い。その際、上記の従来技
術では、それぞれ異なる種々のねじに対応して複数のね
じ締付機を用意しなければならず、作業効率の低下およ
び製造費の高騰等の問題が発生してしまう。

【０００４】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、単一のナットランナ部で形状や締付トルク等の異
なる種々のねじを自動的かつ効率的に締め付けることが
可能なねじ締付機のソケット部交換装置を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、ねじ締付機を構成するナットランナ部
に所望のねじ締付用ソケット部を保持させるためのチャ
ック機構と、前記チャック機構に係合して該チャック機
構による前記ソケット部の保持作用を解除自在な解除部
材と、複数の前記ソケット部を位置決め支持可能なソケ
ット部支持機構と、前記チャック機構と前記解除部材と
が係合した状態で、前記ソケット部支持機構を該ソケッ
ト部の軸線方向に進退させて所望のソケット部を前記ナ
ットランナ部に着脱させるための駆動機構と、を備える
ことを特徴とする。

【０００６】また、前記ナットランナ部が、回転駆動源
を介して回転自在でかつ弾性部材を介して軸線方向に進
退可能な外周多角形状の駆動部材を備え、前記ソケット
部が、前記駆動部材が嵌合される断面多角形状の角孔を
備えることが好ましい。

【０００７】さらに、前記ソケット部支持機構が、複数
のソケット部に設けられたそれぞれの溝部に対応して配
置される複数の固定型支持部材と、前記それぞれの固定
型支持部材に対向し、アクチュエータを介して前記溝部
に挿入自在な可動型支持部材と、を備えることが好まし
い。

【０００８】さらにまた、前記解除部材が、固定板に固
着されるとともに、前記固定板には、前記駆動機構を構
成し前記ソケット部支持機構を進退自在に保持するアク
チュエータが装着されることが好ましい。

【０００９】

【作用】上記の本発明に係るねじ締付機のソケット部交
換装置では、チャック機構が解除部材に係合してこのチ
ャック機構によるソケット部の保持作用が解除された状
態で、駆動機構の作用下にソケット部支持機構が該ソケ
ット部の軸線方向に進退されることにより、所望のソケ
ット部をナットランナ部に対して自動的に着脱させるこ
とができる。これによって、単一のナットランナ部を介
して種々の異なるねじの締付作業が効率的に遂行され
る。

【００１０】また、ナットランナ部が、回転駆動源を介
して回転自在でかつ弾性部材を介して軸線方向に進退可
能な外周多角形状の駆動部材を備えており、この駆動部
材がソケット部に設けられた断面多角形状の角孔に嵌合
する。このため、ソケット部は、回転駆動源の作用下に
駆動部材を介して確実にが回転駆動される。

【００１１】さらに、ソケット部支持機構を構成する複
数の固定型支持部材と可動型支持部材とを介して複数の
ソケット部がそれぞれ位置決め支持されている。従っ
て、アクチュエータの作用下に可動型支持部材を変位さ
せるだけで所望のソケット部の支持が解除され、該ソケ
ット部の着脱作業が迅速に遂行される。

【００１２】さらにまた、前記解除部材が、固定板に固
着されるとともに、前記固定板には、前記駆動機構を構
成するアクチュエータが装着されており、このアクチュ
エータの作用下にソケット部支持機構がソケット部の軸
線方向に進退変位される。これにより、ソケット部支持
機構に保持されているソケット部は、チャック機構の内
方に案内されて該チャック機構を介して確実に保持され
る一方、前記チャック機構からの取り出し作業が円滑に
遂行される。

【００１３】

【実施例】本発明に係るねじ締付機のソケット部交換装
置について実施例を挙げ、添付の図面を参照して以下に
説明する。

【００１４】図３において、参照符号１０は、本実施例
に係るソケット部交換装置を組み込むねじ締付機を示
す。このねじ締付機１０は、基台１２を備え、この基台
１２の角部に図面に直交する方向（図１中、矢印Ｘ方
向）に長尺な上部レール１４ａと側部レール１４ｂとが
設けられるとともに、この上部レール１４ａと側部レー
ル１４ｂとの間に矢印Ｘ方向に長尺なラック部材１６が
配設される。

【００１５】上部レール１４ａと側部レール１４ｂとに
は、Ｘ軸テーブル１８が支持されており、このＸ軸テー
ブル１８の下部側にサーボモータ等の第１回転駆動源２
０が固着される。この第１回転駆動源２０の回転軸（図
示せず）には、ギヤトレイン２２を介してピニオン２４
が連結され、このピニオン２４がラック部材１６に噛合
している。Ｘ軸テーブル１８の上部に一対のガイドレー
ル２６ａ、２６ｂが矢印Ｘ方向に交差する矢印Ｙ方向に
延びて固着され、このガイドレール２６ａ、２６ｂ間に
第２回転駆動源２８が配設されてこの第２回転駆動源２
８にボールねじ３０が連結されている。

【００１６】ガイドレール２６ａ、２６ｂにＹ軸テーブ
ル３２が載置され、このＹ軸テーブル３２の下部には、
ボールねじ３０に螺合する図示しないナット部材が設け
られる。このＹ軸テーブル３２には、上下方向（矢印Ｚ
方向）に長尺な一対のガイドレール３４ａ、３４ｂとボ
ールねじ３６とが設けられ、このボールねじ３６は、第
３回転駆動源３８に連結される。このガイドレール３４
ａ、３４ｂにＺ軸テーブル４０が支持されており、この
Ｚ軸テーブル４０は、ボールねじ３６の回転作用下に昇
降自在である。

【００１７】Ｚ軸テーブル４０には、ナットランナ部４
２が設けられており、このナットランナ部４２にねじ締
付用ソケット部４４ａ乃至４４ｃを選択的かつ自動的に
着脱するために、本実施例に係るソケット部交換装置４
６が設けられる。

【００１８】図１に示すように、このソケット部交換装
置４６は、ナットランナ部４２にソケット部４４ａ乃至
４４ｃを選択的に保持させるためのチャック機構４８
と、このチャック機構４８に係合して該チャック機構４
８による前記ソケット部４４ａ乃至４４ｃの保持作用を
解除自在な複数の解除部材５０と、前記ソケット部４４
ａ乃至４４ｃをそれぞれ位置決め支持可能なソケット部
支持機構５２と、前記チャック機構４８と前記解除部材
５０とが係合した状態で、前記ソケット部支持機構５２
を該ソケット部４４ａ乃至４４ｃの軸線方向（矢印Ｙ方
向）に進退させて所望のソケット部４４ａ乃至４４ｃを
前記ナットランナ部４２に着脱させるための駆動機構５
４とを備える。

【００１９】図２に示すように、このナットランナ部４
２は、回転駆動源５５を介して回転自在な回転軸５６を
備え、この回転軸５６には、ホルダ部材５８が同軸的に
連結される。このホルダ部材５８内に形成された孔部６
０に、駆動部材６２が逃げ用コイルスプリング（弾性部
材）６４を介して軸線方向（矢印Ｙ方向）に進退可能に
配設される。このホルダ部材５８の外周部には、多角形
状、例えば六角形状の嵌合部６５が二段に形成される。

【００２０】ホルダ部材５８には、チャック機構４８を
構成する円筒体６６が同軸的にねじ止めされる。この円
筒体６６の内周部には、ホルダ部材５８の嵌合部６５の
大径側に対応して断面多角形状、例えば断面六角形状の
角孔６８が形成され、該円筒体６６の一端縁部には、周
方向に所定角度間隔ずつ離間しかつ内方が縮径する複数
の孔部６９が形成され、それぞれの孔部６９には、球体
７０が前記円筒体６６の中心に対して進退自在に配設さ
れる。

【００２１】円筒体６６の他端縁部にフランジ部７２が
設けられ、このフランジ部７２にコイルスプリング７４
の一端側が係合するとともに、このコイルスプリング７
４は、前記円筒体６６の外周を周回してその他端側がカ
ラー部材７６に係合している。このカラー部材７６は、
薄肉略円筒状に構成されており、円筒体６６の外周面に
摺接する内周面７８は、段部８０を介して拡径した後に
逃げ孔部８２に連なる。

【００２２】ソケット部４４ａは、一端側に締め付け作
業を行う所定のボルトやナットに対応する形状の係合孔
８４を有しており、その一端側外周部に周溝８６が形成
される。このソケット部４４ａの他端側には、軸線方向
に長尺な円筒部８８が設けられ、この円筒部８８の端部
に傾斜面を介して膨径部９０が設けられる。この膨径部
９０の内周には、嵌合部６５の大径側に対応して断面六
角形状の角孔９２が形成される一方、ソケット部４４ａ
の内部には、この嵌合部６５の小径側に対応して断面六
角形状の角孔９４が形成される。

【００２３】ソケット部４４ｂ、４４ｃは、上記ソケッ
ト部４４ａと同様に構成されており、同一の構成要素に
は同一の参照数字を付してその詳細な説明は省略する
（図１参照）。

【００２４】解除部材５０は、略円板状に構成されてお
り、その中央部に円筒体６６を挿入自在な孔部９６を有
するとともに、カラー部材７６の端面に係合するリング
状端面９８を備えている（図２参照）。この解除部材５
０は、固定板１００に固着されており、この固定板１０
０には、前記孔部９６と同一直径の孔部１０２が同軸的
に形成される。固定板１００は、図２に示すように、基
台１２に立設された門型支持枠１０３の上部に設けられ
ている。この固定板１００には、駆動機構５４を構成す
るシリンダ（アクチュエータ）１０４が装着され、この
シリンダ１０４から延びるロッド１０６にソケット部支
持機構５２が進退自在に保持される。

【００２５】図１に示すように、ソケット部支持機構５
２は、ロッド１０６に連結される移動板体１０８を備
え、この移動板体１０８には、複数のソケット部４４ａ
乃至４４ｃを配置させるための配置部１１０ａ乃至１１
０ｃがそれぞれ所定の位置に設けられる。各配置部１１
０ａ乃至１１０ｃには、ソケット部４４ａ乃至４４ｃに
対応して形成されたＶ型受台（固定型支持部材）１１２
と、各Ｖ型受台１１２に対向しシリンダ（アクチュエー
タ）１１４を介して前記ソケット部４４ａ乃至４４ｃの
各周溝８６に挿入・退避自在なクランプ部材（可動型支
持部材）１１６とが設けられる（図２参照）。

【００２６】図３に示すように、支持枠１０１には、ワ
ーク押さえ治具１２０とワーク位置決め確認センサ１２
２とが装着されており、このワーク押さえ治具１２０お
よびワーク位置決め確認センサ１２２の下方には、ワー
ク搬送装置１２４が配設される。ワークＷは、パレット
１２６に載置された状態で、このワーク搬送装置１２４
を介して順次搬送される。

【００２７】次に、このように構成されるソケット部交
換装置４６の動作についてねじ締付機１０との関係で説
明する。

【００２８】まず、図３に示すように、ワークＷは、前
工程で複数のねじがセットされた状態でワーク搬送装置
１２４を介して搬送され、所定のねじ締め付け位置で停
止される。そして、ワーク押さえ治具１２０とワーク位
置決め確認センサ１２２とにより、ワークＷが所定の位
置に位置決め保持された後、ねじ締付機１０を構成する
第１乃至第３回転駆動源２０、２８および３８が選択的
に駆動される。

【００２９】第１回転駆動源２０が駆動されると、ギヤ
トレイン２２を介してピニオン２４が回転され、このピ
ニオン２４とラック部材１６との作用下にＸ軸テーブル
１８が移動する。また、第２回転駆動源２８が駆動され
ると、ボールねじ３０が回転されてＹ軸テーブル３２が
矢印Ｙ方向に移動する。さらにまた、第３回転駆動源３
８が駆動されると、ボールねじ３６を介してＺ軸テーブ
ル４０が矢印Ｚ方向に移動する。これにより、ナットラ
ンナ部４２に装着されているソケット部４４ａの係合孔
８４に、ワークＷにセットされているねじを嵌合させる
ことができる。

【００３０】そこで、回転駆動源５５が駆動されてナッ
トランナ部４２の回転軸５６が回転されると、ホルダ部
材５８、円筒体６６を介して駆動部材６２が回転され、
この駆動部材６２に係合しているソケット部４４ａが回
転する。このため、ワークＷのねじが締め付けられ、そ
の締め付けトルクが所定値以上になると、トルク検出器
（図示せず）等を介して回転駆動源５５の駆動が停止さ
れる。

【００３１】ところで、ワークＷに上記のねじとは異な
る形状のねじがセットされている際には、ナットランナ
部４２に装着されているソケット部４４ａを、新たなね
じに対応する、例えばソケット部４４ｂと交換する必要
がある。従って、第１乃至第３回転駆動源２０、２８お
よび３８が選択的に駆動され、ナットランナ部４２が門
型支持枠１０３の上部に固着された固定板１００の空の
配置部１１０ａに対応して位置決めされる。その際、図
１に示すように、駆動機構５４を構成するシリンダ１０
４の作用下に移動板体１０８が固定板１００に近接して
配置されている。

【００３２】そして、ナットランナ部４２が、第２回転
駆動源２８の駆動作用下に配置部１１０ａに向かって移
動されると、チャック機構４８を構成するカラー部材７
６の端部が解除部材５０のリング状端面９８に当接する
（図１参照）。第２回転駆動源２８がさらに駆動される
と、カラー部材７６が解除部材５０によって停止された
状態で、円筒体６６がこのカラー部材７６に対して前方
に移動され、該円筒体６６の孔部６９に収容されている
球体７０は、カラー部材７６の内周面７８および段部８
０による押圧作用が解除されて前記円筒体６６の逃げ孔
部８２に収容される（図２参照）。これによって、チャ
ック機構４８によるソケット部４４ａの保持作用が解除
される。

【００３３】一方、ナットランナ部４２が前進される
と、ソケット部４４ａの先端が配置部１１０ａに挿入さ
れてＶ型受台１１２に位置決め載置される。従って、予
め上方に配置されていたクランプ部材１１６が、シリン
ダ１１４の駆動作用下に下降されてソケット部４４ａの
周溝８６に挿入され、このソケット部４４ａの位置決め
保持が行われる。次に、駆動機構５４を構成するシリン
ダ１０４が駆動され、移動板体１０８が固定板１００か
ら離間する方向に移動されると、この移動板体１０８の
配置部１１０ａに保持されているソケット部４４ａが、
チャック機構４８から離間する方向に移動する（図２参
照）。このため、ソケット部４４ａは、ナットランナ部
４２から確実に取り出されることになる。この状態で、
ナットランナ部４２を後退させると、カラー部材７６
は、解除部材５０から離脱してコイルスプリング７４の
弾発力を介して円筒体６６の前方に突出する。

【００３４】そこで、ナットランナ部４２が、配置部１
１０ｂに保持されているソケット部４４ｂに対応して位
置決めされた後、このナットランナ部４２が前記ソケッ
ト部４４ｂ側に移動される。従って、カラー部材７６と
解除部材５０との係合作用下にチャック機構４８が解除
された状態で、ナットランナ部４２が待機し、次いで、
シリンダ１０４が駆動されて移動板体１０８が固定板１
００側に移動する。このため、配置部１１０ｂのソケッ
ト部４４ｂを構成する膨径部９０が円筒体６６内に挿入
されるとともに、駆動部材６２がこのソケット部４４ｂ
の角孔９２、９４に嵌合する。なお、駆動部材６２が角
孔９２、９４に嵌合不能なときは、この駆動部材６２は
コイルスプリング６４に抗して退動する。従って、ナッ
トランナ部４２とソケット部４４ｂとが再度互いに位置
決めされた後、このナットランナ部４２が前進される。

【００３５】ソケット部４４ｂがナットランナ部４２内
に挿入された後、シリンダ１１４が駆動されてクランプ
部材１１６が上昇されることにより、このソケット部４
４ｂの保持作用が解除される。そして、ナットランナ部
４２が固定板１００から離間する方向に移動されると、
カラー部材７６がコイルスプリングを介して円筒体６６
に対して相対的に前進し、段部８０および内周面７８に
より複数の球体７０が押圧される。このため、球体７０
は、ソケット部４４ｂの円筒部８８と膨径部９０との境
界部分を押圧し、該ソケット部４４ｂがチャック機構４
８を介してナットランナ部４２に保持される。

【００３６】これにより、ナットランナ部４２にソケッ
ト部４４ｂが装着され、このソケット部４４ｂを介して
ワークＷの他のねじの締め付け作業が遂行される。ワー
クＷにさらに別のねじがセットされている際には、上記
と同様の交換作業を行うことにより、ナットランナ部４
２にソケット部４４ｃを装着すればよい。なお、ワーク
Ｗに四種類以上のねじがセットされている際には、移動
板体１０８に四以上の配置部１１０ａ乃至１１０ｎを設
け、この配置部１１０ａ乃至１１０ｎにそれぞれソケッ
ト部４４ａ乃至４４ｎを保持可能に構成すればよい。

【００３７】この場合、本実施例では、ソケット部支持
機構５２に複数のソケット部４４ａ乃至４４ｃが保持さ
れており、ナットランナ部４２の進退動作と駆動機構５
４および前記ソケット部支持機構５２の駆動作用下に所
望のソケット部４４ａ乃至４４ｃを自動的かつ選択的に
該ナットランナ部４２に着脱させることが可能になる。
従って、ワークＷに形状や締め付けトルクの異なる種々
のねじがセットされている際に、それぞれのねじに応じ
て複数台のねじ締付機を用意する必要がなく、単一のね
じ締付機１０に装着された単一のナットランナ部４２
で、前記種々のねじの締め付け作業を効率的かつ経済的
に遂行することができるという効果が得られる。

【００３８】

【発明の効果】本発明に係るねじ締付機のソケット部交
換装置によれば、以下の効果が得られる。

【００３９】チャック機構が解除部材に係合してこのチ
ャック機構によるソケット部の保持作用が解除された状
態で、駆動機構の作用下にソケット部支持機構が該ソケ
ット部の軸線方向に進退されることにより、所望のソケ
ット部をナットランナ部に対して自動的に着脱させるこ
とができる。これによって、単一のナットランナ部を介
して形状や締め付けトルクの異なる種々のねじの締付作
業が効率的に遂行される。

【００４０】また、ナットランナ部が、回転駆動源を介
して回転自在でかつ弾性部材を介して軸線方向に進退可
能な外周多角形状の駆動部材を備えており、この駆動部
材がソケット部に設けられた断面多角形状の角孔に嵌合
している。従って、ソケット部は、回転駆動源の作用下
に確実かつ容易に回転駆動される。

【００４１】さらに、ソケット部支持機構を構成する複
数の固定型支持部材と可動型支持部材とを介して、複数
のソケット部がそれぞれ位置決め支持されており、アク
チュエータの作用下に可動型支持部材を変位させるだけ
で所望のソケット部の支持が解除され、該ソケット部の
着脱作業が迅速に遂行される。

【００４２】さらにまた、前記解除部材が、固定板に固
着されるとともに、前記固定板には、前記駆動機構を構
成するアクチュエータが装着されており、このアクチュ
エータの作用下にソケット部支持機構がソケット部の軸
線方向に進退変位される。これにより、ソケット部は、
チャック機構の内方に案内されて該チャック機構を介し
て確実に保持される一方、前記チャック機構から円滑に
取り出される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るソケット部交換装置の縦
断平面図である。

【図２】前記ソケット部交換装置の一部拡大断面説明図
である。

【図３】前記ソケット部交換装置を組み込むねじ締付機
の概略構成図である。

【符号の説明】

１０…ねじ締付機 １２…基台 １８…Ｘ軸テーブル ３２…Ｙ軸テーブル ４０…Ｚ軸テーブル ４２…ナットランナ部 ４４ａ〜４４ｃ…ソケット部 ４６…ソケット部交換装置 ４８…チャック機構 ５０…解除部材 ５２…ソケット部支持機構 ５４…駆動機構 ５８…ホルダ部材 ６２…駆動部材 ６４…コイルスプリング ６６…円筒体 ６８…角孔 ７０…球体 ７４…コイルスプリング ７６…カラー部材 ８６…周溝 １００…固定板 １０４…シリンダ １０８…移動板体 １１０ａ〜１１０ｃ…配置部 １１２…Ｖ型受台 １１４…シリンダ １１６…クランプ部材 １２４…搬送装置 １２６…パレット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 幹也 埼玉県和光市本町８−１ 本田技研工業株 式会社埼玉製作所和光工場内 (72)発明者 星野 光夫 埼玉県和光市本町８−１ 本田技研工業株 式会社埼玉製作所和光工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ねじ締付機を構成するナットランナ部に所
   望のねじ締付用ソケット部を保持させるためのチャック
   機構と、 前記チャック機構に係合して該チャック機構による前記
   ソケット部の保持作用を解除自在な解除部材と、 複数の前記ソケット部を位置決め支持可能なソケット部
   支持機構と、 前記チャック機構と前記解除部材とが係合した状態で、
   前記ソケット部支持機構を該ソケット部の軸線方向に進
   退させて所望のソケット部を前記ナットランナ部に着脱
   させるための駆動機構と、 を備えることを特徴とするねじ締付機のソケット部交換
   装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のソケット部交換装置におい
   て、前記ナットランナ部は、回転駆動源を介して回転自
   在でかつ弾性部材を介して軸線方向に進退可能な外周多
   角形状の駆動部材を備え、 前記ソケット部は、前記駆動部材が嵌合される断面多角
   形状の角孔を備えることを特徴とするねじ締付機のソケ
   ット部交換装置。
3. 【請求項３】請求項１記載のソケット部交換装置におい
   て、前記ソケット部支持機構は、複数のソケット部に設
   けられたそれぞれの溝部に対応して配置される複数の固
   定型支持部材と、 前記それぞれの固定型支持部材に対向し、アクチュエー
   タを介して前記溝部に挿入自在な可動型支持部材と、 を備えることを特徴とするねじ締付機のソケット部交換
   装置。
4. 【請求項４】請求項１記載のソケット部交換装置におい
   て、前記解除部材は、固定板に固着されるとともに、 前記固定板には、前記駆動機構を構成し前記ソケット部
   支持機構を進退自在に保持するアクチュエータが装着さ
   れることを特徴とするねじ締付機のソケット部交換装
   置。