JPH07112651B2 - ボルト締付装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はボルト締付装置に関し、
一層詳細にはワークの下側からボルトを螺着する際に、
鉛直方向から若干ずれた取付孔に対して締付手段を構成
するナットランナを回動して取付孔とボルトの位相を一
致させて締め込むように構成したボルト締付装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】機械製品の組立工程の自動化が進み、こ
れまで人手に頼ってきた作業、例えば、自動車のエンジ
ン組立工程におけるトルクコンバータのボルト締付作業
も人手を介さずにボルト締付装置を用いて行われつつあ
る。この種の従来技術に係るボルト締付装置として特開
平２−７６６４５号公報に開示されている技術的思想を
掲げることができる。図４に示すこのボルト締付装置２
は、架台４上に設置したスライドレール６ａ、６ｂに沿
って摺動自在な機台８に本体部１０を設け、該本体部１
０の前方に締付機構部１２を取着する構成を採用してい
る。この締付機構部１２は、連結部１４とこれと一体的
に変位するナットランナ１６とを含み、連結部１４の内
部には、機台８に固定された昇降シリンダ１８により昇
降変位する図示しない支持ロッドとガイドロッド２０
ａ、２０ｂが挿入され、また、ナットランナ１６の先端
上部には、機台８に固定された駆動モータ２２の駆動軸
２４によりギヤトレインを介して高回転で変速するソケ
ット２６を有している。さらに、本体部１０を進退変位
させる送りシリンダ２８が配設される。

【０００３】このように構成されたボルト締付装置２に
おいて、ボルトをソケット２６に装着し、送りシリンダ
２８の駆動作用下に本体部１０に固定された締付機構部
１２を前進させて、ボルトを図示しないコンバータの取
付孔に位置決めする。次に、昇降シリンダ１８の駆動作
用下にナットランナ１６を上昇変位してボルトをコンバ
ータのねじ穴に臨入させ、駆動モータ２２を駆動してナ
ットランナ１６内のギヤトレインを回転させてボルトを
螺着させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このボルト締付装置２
により、ボルトの位置がボルト穴の位置に対して若干ず
れていてもボルトの螺入を好適に進行させ、ボルト締付
作業が簡単にでき生産性の向上を図ることができるが、
さらに装置の小型化が望まれていた。

【０００５】本発明は、この要望に答えるべくなされた
前記公報に係るボルト締付装置の改良に関するものであ
り、機台上の第２アクチュエータと係着手段に取着した
プレートを介して締付手段が積重されることにより、ボ
ルト締付装置自体をコンパクトに形成することができ且
つ締付手段の駆動軸ハウジングを回動してボルトとワー
クに設けた取付孔の位相を一致させることを可能とした
ボルト締付装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【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、ボルトをワークの下側から螺入して締
め付けるボルト締付装置であって、水平方向に進退自在
な機台部と、前記機台部に連結手段を介して連結され、
該機台部を変位させる第１のアクチュエータと、前記機
台部上に鉛直方向に取着された第２のアクチュエータ
と、前記第２アクチュエータに係着されて変位し且つ水
平方向に延在するプレートと、前記プレート上に取着さ
れワークに対してボルトの締め付け動作を遂行する締付
手段と、からなり、締付手段は駆動モータと前記駆動モ
ータの回転をボルトに伝達するナットランナとの間に配
設した駆動軸ハウジングを含み、前記駆動軸ハウジング
は前記駆動モータの回転方向に回動自在に固着され、前
記駆動軸ハウジングを回動することにより前記ナットラ
ンナ自体を回動させてボルトとワークの取付孔との位相
を一致させることを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明に係るボルト締付装置では、プレートに
回動可能な駆動軸ハウジングを取着することにより、ワ
ークの取付孔に指向して機台と第２アクチュエータが変
位し、締付手段の駆動作用下にナットランナのボルトが
取付孔に挿入される。ワークに設けた取付孔が鉛直方向
から若干ずれている場合には、駆動軸ハウジングの回動
に伴ってナットランナを変位させボルトと取付孔との位
相を一致させる。従って、一台のボルト締付装置で多種
類のワークの取付孔に対応することができる。

【０００８】

【実施例】本発明に係るボルト締付装置について好適な
実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説
明する。

【０００９】図１乃至図３において、参照符号３０は、
本実施例に係るボルト締付装置を示す。このボルト締付
装置３０は、第１アクチュエータ３２により進退方向に
変位する機台部３４と、前記機台部３４上に取着した係
着手段３６ａ、３６ｂと第２アクチュエータ３８を橋架
したプレート４０と、前記プレート４０上に載置され回
動自在な駆動軸ハウジング４２を有する締付手段４４と
から基本的に構成される。

【００１０】ベース４６上面に敷設したスライドレール
４８ａ、４８ｂ上に、台車５０ａ、５０ｂあるいはロー
ラを介して第１アクチュエータ３２の付勢作用下に進退
方向に摺動自在とした矩形状を呈する機台部３４が載置
され、ベース４６の端部には、長さを自在に調節でき、
且つ先端が前記機台部３４に当接するストッパ５２が取
着される。このストッパ５２は、ワークに画成された取
付孔の位置にボルトを合致させるための第１アクチュエ
ータ３２による機台部３４の最大変位量を規制する。

【００１１】前記機台部３４上に係着手段３６ａ、３６
ｂと第２アクチュエータ３８が夫々鉛直方向に立設され
る。係着手段３６ａ、３６ｂはガイド筒体５６ａ、５６
ｂとこれを囲繞するバランススプリング５８ａ、５８ｂ
を含む。機台部３４の所定位置に画成された孔部６０
ａ、６０ｂにフランジ部６２ａ、６２ｂが形成された円
筒状のガイド筒体５６ａ、５６ｂが夫々取着される。図
２に示すように、このガイド筒体５６ａ、５６ｂには、
軸線方向に沿って孔部６４ａ、６４ｂが画成され、この
孔部６４ａ、６４ｂの両端部に配設した軸受６６ａ乃至
６６ｄを介して円柱状のロッド６８ａ、６８ｂが孔部６
４ａ、６４ｂ内に変位自在に嵌合する。このロッド６８
ａ、６８ｂの下端は機台部３４の孔部６０ａ、６０ｂ内
に臨入し、その上端はブラケット７０ａ、７０ｂを介し
て水平方向へと延在した矩形状のプレート４０に取着さ
れている。また、ガイド筒体５６ａ、５６ｂのフランジ
部６２ａ、６２ｂとブラケット７０ａ、７０ｂの間にバ
ランススプリング５８ａ、５８ｂが夫々縮設状態で配設
され、その弾発力によってプレート４０を常に上方に指
向して押し上げている。

【００１２】前記係着手段３６ａ、３６ｂの間にそれと
並行して第２アクチュエータ３８が配設される。この第
２アクチュエータ３８はシリンダ７２と係合部７４を含
み、シリンダ７２のシリンダロッド７６に取着された係
合部７４は断面がＴ字状を呈し、プレート４０に画成さ
れた孔部７８に臨む。係合部７４には係着部材８０がプ
レート４０に当接するように取着される。すなわち、前
記バランススプリング５８ａ、５８ｂの弾発力によって
押し上げられているプレート４０によって常に係合部７
４の下端が係着部材８０に当接する。この結果、係合部
７４上端と孔部７８内に若干の空間が画成される。

【００１３】ベース４６のストッパ５２の反対位置に前
記機台部３４を進退自在に変位させる第２アクチュエー
タ３２が配設される。この第２アクチュエータ３２はピ
ストンロッド８２を介して連結手段８３を構成する係合
部材８４と連結する。この係合部材８４は断面がＴ字状
を呈し、機台部３２上から上方に指向して延在する取付
板８６に固着されたケージング８８内に画成した孔に臨
む。また、ケージング８８の端部と取付板８６との間に
バランススプリング９０が縮設される。これにより、取
付板８６およびケージング８８との両側の面に若干の空
間が画成され、従って、連結手段８３においては左右方
向からの衝撃を受けた際に、縮設されたバランススプリ
ング９０の弾発力と前記係合部材８４の遊びによって衝
撃を吸収することができる。

【００１４】プレート４０の上面に締付手段４４が取着
される。締付手段４４はボルトの締付動作を行なうナッ
トランナ９２と、駆動モータ９４と、これらの間に連結
された駆動軸ハウジング４２を含む。駆動モータ９４の
回転軸９６は継手９８を介して駆動軸１００に連結さ
れ、ナットランナ９２に臨む駆動軸１００の先端に第１
のはすば歯車１０２が取着される。この第１はすば歯車
１０２に対してナットランナ９２内に配設した被動軸１
０４に設けた第２のはすば歯車１０６が噛合する。ま
た、被動軸１０４の他端側には第１のギヤ１０８が外嵌
する。この第１ギヤ１０８に噛合する第２のギヤ１１０
およびこの第２ギヤ１１０に噛合する第３のギヤ１１２
が設けられており、これら第１ギヤ１０８、第２ギヤ１
１０および第３ギヤ１１２からなるギヤトレインによっ
て駆動モータ９４の回転が高回転に変速されて、ソケッ
ト１１４に伝達される構成を採用している。

【００１５】このナットランナ９２はワークであるトル
クコンバータ１１６の下側からボルト１１８を締め込む
動作をするために、ソケット１１４がその上面端部に露
呈する。このソケット１１４にはボルト１１８の頭部が
ソケット１１４に設けた六角穴に嵌合した際に、これを
保持するためのマグネット１２０が埋設してある。

【００１６】ナットランナ９２と駆動モータ９４を連結
している駆動軸１００を外部に対して保護する駆動軸ハ
ウジング４２が、図３に示すように、その両端に設けた
フランジ部１２２ａ、１２２ｂを介してナットランナ９
２と駆動モータ９４側の支持板１２４との間に配設され
る。このフランジ部１２２ａ、１２２ｂに円周方向に沿
って湾曲状に長い溝状の挿入孔１２６ａ乃至１２６ｆが
複数画成され、夫々に挿入されたボルト１２８ａ乃至１
２８ｆによって固着される。支持板１２４に螺着したボ
ルト１２８ｅ、１２８ｆを若干弛め駆動軸ハウジング４
２をその円周方向に沿って回動させることにより、図１
の仮想線で示すように、ナットランナ９２も回動され
る。すなわち、ソケット１１４に嵌合されるボルト１１
８の螺入方向を変更することができる。

【００１７】なお、挿入孔１２６ａ乃至１２６ｆは少な
くとも一方のフランジ部１２２ｂに画成するだけで、前
記駆動軸ハウジング４２を円周方向に沿って回動させる
ことができることはいうまでもない。

【００１８】次に、上記のように構成されるボルト締付
装置３０についてその作用を説明する。

【００１９】先ず、図示しないボルト装着装置から送給
されたボルトがナットランナ９２に画成したソケット１
１４内に嵌合される。第１アクチュエータ３２の付勢作
用下にピストンロッド８２を伸長させて機台部３４をベ
ース４６のスライドレール４８ａ、４８ｂ上に沿って前
進させ、図２に示すように、トルクコンバータ１１６の
取付孔位置の直下にソケット１１４に嵌合したボルト１
１８の位置決めをする。この時、機台部３４に当接する
ストッパ５２の長さを調節することにより、容易且つ確
実に取付孔位置の直下にボルト１１８を移送することが
できる。

【００２０】次に、機台部３４上の第２アクチュエータ
３８のシリンダ７２を付勢してシリンダロッド７６の先
端に取着した係合部７４を上方に指向して変位させる。
この時、ガイド筒体５６ａ、５６ｂの外周に縮設したバ
ランススプリング５８ａ、５８ｂの弾発力によりプレー
ト４０が常に上方に押し上げられているため、係合部７
４は係着部材８０に当接しながら上昇し、ソケット１１
４に嵌合したボルト１１８をエンジン１３０のドライブ
プレート１３２周縁に設けられている孔部からトルクコ
ンバータ１１６の取付孔に臨入させる。ボルト１１８の
頭部が取付孔から若干ずれて、締付手段４４が上下方向
あるいは左右方向に変位しても、締付手段４４が載置さ
れているプレート４０はバランススプリング５８ａ、５
８ｂにより弾性支持されているため、変位方向からの若
干の衝撃を吸収することができ、衝撃によりボルト１１
８が傾くという不都合が生じることがなく、ボルト１１
８の挿入が円滑に遂行される。

【００２１】ボルト１１８が取付孔に挿入された後、駆
動モータ９４を駆動させる。その回転は駆動軸１００か
ら第１はすば歯車１０２、第２はすば歯車１０６に伝達
されて被駆動軸１０４に伝わり、さらに、第１ギヤ１０
８、第２ギヤ１１０、第３ギヤ１１２からなるギヤトレ
インにより高回転に変速されてソケット１１４が高速度
で回転する。この結果、ソケット１１４に嵌合している
ボルト１１８はトルクコンバータ１１６の取付孔に螺入
し、所定のトルクが得られた後駆動モータ９４を停止す
る。

【００２２】そして、シリンダ７２の付勢作用下にシリ
ンダロッド７６を下方に指向して移動し、バランススプ
リング５８ａ、５８ｂの弾発力に抗してプレート４０を
所定位置まで下降させる。続いて、第１アクチュエータ
３２の付勢作用下に機台部３４をスライドレール４８
ａ、４８ｂに沿って、図２において、右側方向の所定位
置まで後退させる。以上のような動作を繰り返して、ト
ルクコンバータ１１６をエンジン１３０のドライブプレ
ート１３２に取り付ける作業が自動的に遂行される。

【００２３】なお、ボルト１１８の取付孔の位置が鉛直
方向から若干変位して設けられたトルクコンバータ１１
６にボルト１１８を締め付ける場合は、駆動モータ９４
側の支持板１２４の挿入孔１２６ｅ、１２６ｆに螺着さ
れているフランジ部１２２ｂのボルト１２８ｅ、１２８
ｆを若干弛め、駆動軸ハウジング４２を円周方向に挿入
孔１２６ｅ、１２６ｆに沿って回動させる。すると、駆
動軸ハウジング４２の他方のフランジ部１２２ａに固着
されているナットランナ９２も駆動軸ハウジング４２と
一体的に回動し、ボルト１１８と取付孔の位置の位相を
簡単且つ確実に一致させることができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明に係るボルト締付装置によれば、
以下の効果が得られる。

【００２５】プレート上に取着した締付手段の駆動モー
タとナットランナの間に配設した駆動軸ハウジングを回
動することにより、ナットランナを回動させてナットラ
ンナが保持しているボルトの位置とワークの下側に設け
た取付孔の位置の位相を一致させることができる。従っ
て、駆動軸ハウジングを回動させるだけで、一台のボル
ト締付装置によって多種類のワークの取付孔に対しても
対応することができる。

【００２６】また、機台部上に第２アクチュエータと係
着手段を取着し、さらにプレートを介して締付手段を取
着することにより、機台部に重心を移動することがで
き、ボルト締付装置自体をコンパクトにすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るボルト締付装置の斜視説明図であ
る。

【図２】本発明に係るボルト締付装置の一部縦断面図で
ある。

【図３】本発明に係るボルト締付装置の駆動軸ハウジン
グが支持板とナットランナに取着された状態を示す斜視
説明図である。

【図４】従来の技術に係るボルト締付装置の斜視説明図
である。

【符号の説明】

３０…ボルト締付装置 ３２…第１アクチュエータ ３４…機台部 ３６ａ、３６ｂ…係着手段 ３８…第２アクチュエータ ４０…プレート ４２…駆動軸ハウジング ４４…締付手段 ５６ａ、５６ｂ…ガイド筒体 ５８ａ、５８ｂ…バランススプリング ７２…シリンダ ７４…係合部 ８３…連結手段 ９２…ナットランナ ９４…駆動モータ １１４…ソケット １１８…ボルト １２２ａ、１２２ｂ…フランジ部 １２４…支持板 １２６ａ〜１２６ｆ…挿入孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボルトをワークの下側から螺入して締め付
   けるボルト締付装置であって、 水平方向に進退自在な機台部と、 前記機台部に連結手段を介して連結され、該機台部を変
   位させる第１のアクチュエータと、 前記機台部上に鉛直方向に取着された第２のアクチュエ
   ータと、 前記第２アクチュエータに係着されて変位し且つ水平方
   向に延在するプレートと、 前記プレート上に取着されワークに対してボルトの締め
   付け動作を遂行する締付手段と、 からなり、締付手段は駆動モータと前記駆動モータの回
   転をボルトに伝達するナットランナとの間に配設した駆
   動軸ハウジングを含み、前記駆動軸ハウジングは前記駆
   動モータの回転方向に回動自在に固着され、前記駆動軸
   ハウジングを回動することにより前記ナットランナ自体
   を回動させてボルトとワークの取付孔との位相を一致さ
   せることを特徴とするボルト締付装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のボルト締付装置において、
   連結手段は第１アクチュエータと機台部との間に介装し
   たバランススプリングを備え、前記バランススプリング
   は機台部の水平方向に対する衝撃による変位を許容する
   ことを特徴とするボルト締付装置。
3. 【請求項３】請求項１記載のボルト締付装置において、
   第２アクチュエータに並行に設けられプレートを保持す
   る係着手段を有し、前記係着手段は機台部とプレートと
   の間に介装したバランススプリングを備え、前記バラン
   ススプリングはボルトがワークの取付孔に挿入される際
   に締付手段が鉛直方向に対して衝撃による変位を許容す
   ることを特徴とするボルト締付装置。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載のボルト
   締付装置において、駆動軸ハウジングは両端に形成され
   たフランジ部を含み、少なくとも一方のフランジ部に円
   周方向に沿って長孔を画成し、駆動モータ側の前記長孔
   に挿入されたボルトを弛めることで駆動軸ハウジングを
   回動可能にしたことを特徴とするボルト締付装置。