JPH09323235A - 工具移動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ナットランナーのソケット部材等の工具を定
軌道で上下左右往復移動させるのに上下動用と左右動用
の２台のシリンダを使用しているため、上下左右の移動
点での位置確認動作が必要で、サイクルタイムの短縮化
が難しい。 【解決手段】 左右移動テーブル１２上の軸回転駆動源
１５で回転駆動軸１４を定角度で往復回転させ、回転駆
動軸１４に固定した第１カム２０と回転アーム３３を往
復回転させる。左右移動テーブル１２に上下動可能に連
結した工具支持体１３に工具のナットランナー４と第２
カム３０を取付け、回転アーム３３の往復回転で第２カ
ム３０を介して工具支持体１３を上下動させる。一方、
左右移動テーブル１２を支持する支持フレーム１１と第
１カム２０の間にレバー主体の左右駆動機構２１を設置
し、これで第１カム２０の往復回転力を左右移動テーブ
ル１２の左右移動力に変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ナットランナー
や工作機械のドリル等の工具を上下左右の所定の門形軌
道に沿わせて往復移動させる工具移動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動組立機械や工作機械等で使用される
工具を、鉛直な上下方向と水平な左右方向を含む門形軌
道上を往復移動させる場合、上下動用のシリンダと左右
動用のシリンダの計２台のシリンダを使用するのが普通
である。例えば、図１２に示すように、自動車エンジン
のシリンダヘッド１にベアリングキャップ２をナットラ
ンナー４でボルト締めする場合、ナットランナー４を２
台のシリンダ６１、６２で定ストロークずつ上下左右に
移動させている。

【０００３】ボルト３は、例えば図１３に示すように左
右に８本ずつが内外２列に配置される。右側８本のボル
ト３は内側列ｍの４本と外側列ｎの４本であり、左側８
本のボルト３は内側列ｍ’の４本と外側列ｎ’の４本で
ある。右側の内側列ｍの各ボルト３の真上に計４台のナ
ットランナー４が配置され、左側の内側列ｍ’の各４本
のボルト３の真上にも同様に計４台のナットランナー４
が配置される。右側４台のナットランナー４が一括して
上下動シリンダ６２と左右動シリンダ６１で上下左右移
動され、左側４台のナットランナー４も同様に一括して
上下動シリンダ６２と左右動シリンダ６１で上下左右移
動される。

【０００４】図１２の右側各４台のナットランナー４と
左側各４台のナットランナー４は、互いに同期して同速
で上下左右移動して、内側列ｍ、ｍ’のボルト３、…を
同時に締め付け、次に外側列ｎ、ｎ’のボルト３、…を
同時に締め付ける。このボルト締め動作を右側４台のナ
ットランナー４の動作で説明する。

【０００５】内側列ｍの４本のボルト３の真上の定位置
から４台のナットランナー４が上下動シリンダ６２の作
動にて降下し、各ナットランナー４のソケット部材５が
対応する４本の内側列ｍのボルト３の頭部に嵌合する。
各ナットランナー４のソケット部材５を回転させる回転
駆動部６を作動させてソケット部材５でボルト３の締め
付けを完了すると、上下動シリンダ６２が作動してナッ
トランナー４が元の定位置まで上昇する。次に、左右動
シリンダ６１が作動して、各ナットランナー４を外側列
ｎの４本のボルト３の真上の定位置まで移動させ、続い
て上下動シリンダ６２が再度作動して各ナットランナー
４を上下動させ、外側列ｎのボルト３の締め付けが行わ
れる。

【０００６】以上のナットランナーは、自動車エンジン
製造のボルト締め付け工程で使用される。自動車エンジ
ン製造工程においては、ボルト締めされたシリンダヘッ
ドとベアリングキャップにクランクシャフト取付け用の
穴開け加工をした後、ベアリングキャップをシリンダヘ
ッドから外してクランクシャフトを組付け、再度シリン
ダヘッドにベアリングキャップをボルト締めする工程が
ある。この工程では、シリンダヘッドにボルト締めされ
たベアリングキャップからボルトを緩めるのにボルト緩
め専用のナットランナーが使用される。かかるボルト緩
め専用のナットランナーにおいても、上記同様な２台の
上下動シリンダと左右動シリンダで上下左右移動が行わ
れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のボルト締め付け
用やボルト緩め用のナットランナーのソケット部材のよ
うな工具の上下左右移動は、上下左右に定ストローク移
動する度に、リミットスイッチや光電スイッチ等の位置
センサーを使って工具の移動完了確認ないし位置確認動
作が行われ、この位置確認後に次の動作が行われる。こ
のような工具の移動後の位置確認動作は、工具の移動を
正確に行う上で必要であるが、位置確認から次動作の指
令までの時間が１回の工具上下左右移動に要するサイク
ルタイムにおけるロスタイムとなり、工具の上下左右の
移動の高速化、サイクルタイムの短縮化を難しくしてい
る。

【０００８】この発明の目的とするところは、工具の所
定の上下左右往復移動時のロスタイムを短くしてサイク
ルタイムを短縮した工具移動装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、工具を所定
位置から定ストロークで上下左右の門形軌道を往復移動
させる工具移動装置であって、後述の１つの軸回転駆動
源と左右動用の第１カムと上下動用の第２カムを使用す
ることで、上記目的を達成するものである。

【００１０】即ち、この発明の工具移動装置は、装置全
体を支持する支持フレームと、支持フレームに工具左右
移動方向に往復移動可能に設置された左右移動テーブル
と、工具を支持して左右移動テーブルに工具上下移動方
向に往復移動可能に支持された工具支持体と、左右移動
テーブルに設置された回転駆動軸及びこの回転駆動軸を
定角度往復回転させる軸回転駆動源と、回転駆動軸に固
定された第１カムと支持フレームの間に設置されて、回
転駆動軸による第１カムの往復回転力で左右移動テーブ
ルを左右往復移動させる左右駆動機構と、工具支持体に
固定された第２カムと回転駆動軸の間に設置されて、回
転駆動軸の往復回転力で第２カムを介して工具支持体を
上下往復移動させる上下駆動機構とを具備したことを特
徴とする。

【００１１】ここで、上記の左右駆動機構は、左右移動
テーブルの回転駆動軸に固定された第１カムの回転力を
左右移動テーブルの左右移動力に変換するレバー等を備
えた構造である。また、上記の上下駆動機構は、回転駆
動軸と一体に回転して工具支持体の第２カムを上下動さ
せるカムフォロア等を備えた構造である。このような一
対のカムと上下左右各々の駆動機構を単体の回転駆動軸
とその回転駆動源で動作させることで、工具の上下左右
移動時の各移動点での位置確認動作が必要でなくなり、
サイクルタイムの短縮が可能となる。

【００１２】また、この発明においては、工具支持体に
支持される工具が単数に限らず、工具支持体に複数の工
具と、この複数の工具を各別に作動させる複数の工具駆
動部を支持したものが実用上有効である。

【００１３】また、上記発明におけるナットランナー適
用の工具移動装置の場合、複数の各ナットランナーにお
けるソケット部材の回転中心線と、回転駆動部の回転軸
中心線が平行に離隔するように、ソケット部材と回転駆
動部をオフセット配置すると共に、ソケット部材に同軸
にして上下相対移動可能にワーク突き落とし用ロッドを
貫通させ、ソケット部材が上下駆動機構で上昇したとき
にロッドの上端を押し下げてロッドでソケット部材の下
端部に詰まったボルト等のワークを突き落とすストッパ
ーを、左右移動テーブル側に固定しておくことが可能で
ある。

【００１４】ここで、上記ストッパーを備えた工具移動
装置は、ナットランナーでボルトを緩めるものに有効で
ある。即ち、ナットランナーのソケット部材で定位置の
ボルトを緩めてソケット部材を離す場合、緩められたボ
ルトがソケット部材に詰まる等してソケット部材から離
れずに付着して持ち上げられる不具合が発生することが
ある。そこで、ソケット部材に同軸にワーク突き落とし
用ロッドを貫通させ、このロッドの上端をソケット部材
の上下駆動機構による上昇時にソケット部材真上のスト
ッパーに当接させ、ストッパーでロッドを相対的に突き
落として、ロッドの下端部でソケット部材に詰まったボ
ルトを突き落とすようにする。このような詰まったボル
トの突き落とし手段としてのストッパーは、左右移動テ
ーブル側に固定した平板等の簡単なもので十分となり、
ボルト緩め専用のナットランナーにおけるボルト突き落
とし機構が簡略化される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図７を参照して第
１の実施例を、図８乃至図１１を参照して第２の実施例
を説明する。

【００１６】第１の実施例は、本発明をボルト締め専用
のナットランナーの上下左右移動装置に適用したもので
ある。図１及び図２は、図１２及び図１３のシリンダヘ
ッド１にベアリングキャップ２を計１６本のボルト３で
締め付ける装置が示される。図１装置に示されるナット
ランナー４は、図１２と同一のものが上下左右移動し
て、まず内側列ｍ、ｍ’の４本ずつのボルト３を締め付
け、次に外側列ｎ、ｎ’の４本ずつのボルト３を締め付
ける。内側列ｍの４本のボルト３の真上の４台のナット
ランナー４が、本発明実施例の工具移動装置１０で一体
化されて同時駆動し、同様にして他の内側列ｍ’の４本
のボルト３の真上の４台のナットランナー４が別の工具
移動装置１０で一体化されて同時駆動する。これら左右
一対の工具移動装置１０、１０は、左右対称の同一構造
で対称動作をするもので、以下、図１右側の工具移動装
置１０を主体に説明する。

【００１７】工具移動装置１０で上下左右移動させられ
る４台のナットランナー４は、ソケット部材５と回転駆
動部６で構成される。この場合のナットランナー４はボ
ルト締め付けに使用され、ソケット部材５と回転駆動部
６が上下に同軸に配置される。各ナットランナー４の回
転駆動部６が共通の工具支持体１３に支持され、工具支
持体１３が左右移動テーブル１２に上下動可能に支持さ
れる。左右移動テーブル１２は水平テーブルで、工具移
動装置１０の全体を支持する支持フレーム１１の上に左
右移動可能に設置される。

【００１８】工具移動装置１０は、４台のナットランナ
ー４を単一の軸回転駆動源１５と回転駆動軸１４で上下
左右に移動させる。回転駆動軸１４は、左右移動テーブ
ル１２上に工具左右移動方向に平行にして回転可能に設
置され、回転駆動軸１４の外側（右側）端部に軸回転駆
動源１５が設置される。軸回転駆動源１５は、シリンダ
の往復直線運動を回転運動に変換するロータリアクチュ
エータ等であり、左右移動テーブル１２上に固定されて
回転駆動軸１４を定角度範囲（本実施形態では１８０
°）で往復回転させる。

【００１９】図３及び図４に示すように、回転駆動軸１
４の一部に第１カム２０が固定され、第１カム２０と支
持フレーム１１の間に左右駆動機構２１が設置される。
また、回転駆動軸１４の先端に隣接して位置する工具支
持体１３に第２カム３０が固定され、第２カム３０と回
転駆動軸１４の間に上下駆動機構３１が設置される。

【００２０】第１カム２０と左右駆動機構２１は、回転
駆動軸１４の回転力で左右移動テーブル１２を左右移動
させる。第１カム２０は、例えば外周に第１カム溝２２
を有する真円の円形カムで、回転駆動軸１４に同軸に固
定される。第１カム溝２２は、図５の円周方向１８０°
の展開図に示すように、第１カム２０の円周方向と平行
をなす２条の内側円周溝２２Ｌ及び外側円周溝２２Ｒ
と、各円周溝２２Ｌ、２２Ｒの端を直線状に連結するで
傾斜溝２２Ｓを有する。

【００２１】左右駆動機構２１は、第１カム２０の第１
カム溝２２に定方向から嵌挿されたカムフォロア２３を
有する複合レバー機構で、図４に示すように、第１レバ
ー２４と連結シャフト２５と第２レバー２６を備える。
連結シャフト２５は、左右移動テーブル１２上に工具左
右移動方向と直交方向水平に配置され、左右移動テーブ
ル１２に固定された軸受２７で回転可能に支持される。
連結シャフト２５の内側端に第１レバー２４の下端部が
固定され、第１レバー２４の上端部にカムフォロア２３
が回転可能に設置される。連結シャフト２５の外側端部
は、左右移動テーブル１２から突出して、この外側端部
に第２レバー２６の上端部が固定される。第２レバー２
６の下端部は、支持フレーム１１上の固定ブロック２８
にピン２９にて回転可能に支持される。

【００２２】回転駆動軸１４で第１カム２０を回転させ
ると、第１カム溝２２に定方向から嵌合するカムフォロ
ア２３が第１カム溝２２の円周溝２２Ｌ又は２２Ｒと傾
斜溝２２Ｓの間を相対移動して、第１レバー２４が連結
シャフト２５を中心として工具左右移動方向に回転揺動
する。第１レバー２４の回転で連結シャフト２５が一体
となって回転し、この回転で第２レバー２６が連結シャ
フト２５を中心として回転揺動しようとするが、第２レ
バー２６の下端部が支持フレーム１１にピン２９で連結
されているので、結果的に第２レバー２６の回転揺動力
が連結シャフト２５と軸受２７を介して左右移動テーブ
ル１２に伝達されて、左右移動テーブル１２が支持フレ
ーム１１に対して左右移動する。すなわち、第１レバー
２４と第２レバー２６を一体形の「てこ」と見立てた場
合、ピン２９が支点、カムフォロア２３が力点、軸受２
７が作用点となる。左右移動テーブル１２の移動方向
は、第１カム２０の回転によるカムフォロア２３の移動
方向と同じである。左右移動テーブル１２の左右移動
で、これに支持された工具支持体１３とナットランナー
４が左右移動する。

【００２３】第２カム３０と上下駆動機構３１は、回転
駆動軸１４の回転力で工具支持体１３とナットランナー
４を上下移動させる。第２カム３０は、例えば矩形の平
板カムであって、裏面が工具支持体１３に固定され、鉛
直な表面に図６に示すような第２カム溝３２を有する。
第２カム溝３２は、第２カム３０の表面中央部に形成さ
れた円弧溝３２Ｓとその両端から水平方向に延びる一対
の水平溝３２Ｌ、３２Ｒを有する。上下駆動機構３１
は、回転駆動軸１４の先端部に固定された回転アーム３
３と、回転アーム３３の先端部に回転可能に設置された
カムフォロア３４とを備える。回転アーム３３は回転駆
動軸１４の半径方向に延び、その先端部のカムフォロア
２３は第２カム３０のカム溝３２に嵌挿される。

【００２４】回転駆動軸１４と一体に回転する回転アー
ム３３のカムフォロア２３の中心の回転半径ｒと、第２
カム溝３２の円弧溝３２Ｓの中心線曲率半径が互いに等
しく設定される。回転駆動軸１４の定角度（本実施形態
では１８０°）の往復回転で回転アーム３３が往復回転
すると、カムフォロア２３が第２カム溝３２の水平溝３
２Ｌ又は３２Ｒから円弧溝３２Ｓに移動し、円弧溝３２
Ｓから水平溝３２Ｒ又は３２Ｌに移動する。カムフォロ
ア２３が水平溝３２Ｌ又は３２Ｒを移動する間に回転ア
ーム３３の回転力で工具支持体１３が上下動し、カムフ
ォロア２３が円弧溝３２Ｓを移動する間は工具支持体１
３が定位置に保持される。

【００２５】ここで、例えば軸回転駆動源１５が回転駆
動軸１４を１８０゜の定角度範囲で往復回転させる場
合、第１カム２０の往路回転（軸回転駆動源１５から見
て左回転）時に第１レバー２４のカムフォロア２３が第
１カム溝２２に図５の定位置のＰａからＰｂ、Ｐｃ、Ｐ
ｄへと相対移動し、第１カム２０の復路回転（軸回転駆
動源１５から見て右回転）時には逆の定位置ＰｄからＰ
ｃ、Ｐｂ、Ｐａへと相対移動する。一方の定位置のＰｂ
は、内側円周溝２２Ｌと傾斜溝２２Ｓの境界域にあり、
他方の定位置Ｐｃは、外側円周溝２２Ｒと傾斜溝２２Ｓ
の境界域にある。カムフォロア２３が位置ＰａからＰｂ
に相対移動するときの第１カム２０の回転角αと、カム
フォロア２３が位置ＰｄからＰｃに相対移動するときの
第１カム２０の回転角αが同一であり、カムフォロア２
３が位置ＰｂとＰｃの間を相対移動するときの第１カム
２０の回転角をβとすると、β＋２α＝１８０゜であ
る。

【００２６】一方、第２カム３０の第２カム溝３２と回
転アーム３３のカムフォロア３４の関係は、図５の関係
に対応させて図６に示すように設定される。すなわち、
回転駆動軸１４の１８０゜の往復回転による回転アーム
３３の往路回転（軸回転駆動源１５から見て左回転）時
にカムフォロア３４が第２カム溝３２の図６の定位置Ｑ
ａからＱｂ、Ｑｃ、Ｑｄへと相対移動し、回転アーム３
３の復路回転（右回転）時には逆の定位置ＱｄからＱ
ｃ、Ｑｂ、Ｑａへと相対移動する。一方の定位置Ｑｂ
は、片側の水平溝３２Ｌと円弧溝３２Ｓとの境界域にあ
り、他方の定位置Ｑｃは、他の水平溝３２Ｒと円弧溝３
２Ｓとの境界域にある。カムフォロア３４が定位置Ｑａ
からＱｂ、及び、ＱｄからＱｃに相対移動するときの回
転アーム３３の回転角がαに設定され、カムフォロア３
４が定位置ＱｂとＱｃの間を相対移動するときの回転ア
ーム３３の回転角がβに設定される。

【００２７】従って、回転駆動軸１４を軸回転駆動源１
５で１往復回転させると、ナットランナー４が定軌道を
上下左右に門形に移動して、定位置のベアリングキャッ
プ２の内側列ｍのボルト３を締め付け、次に、外側列ｎ
のボルト３を締め付ける。このボルト締め付け動作を図
７（Ａ）〜（Ｄ）に基づき説明する。

【００２８】図７（Ａ）は、ナットランナー４が下降し
てソケット部材５が内側列ｍのボルト３の頭部に嵌挿さ
れたボルト締め付け直前の状態を示す。この状態でナッ
トランナー４がボルト締め付け動作を開始して内側列ｍ
のボルト３がベアリングキャップ２に締め付けられる
と、回転駆動軸１４が往路回転を開始する。

【００２９】回転駆動軸１４の往路回転で第１カム２０
と回転アーム３３が一体に往路回転を始めて図７（Ｂ）
の状態に移行する。即ち、第１カム２０の定角度αの往
路回転でカムフォロア２３が第１カム溝２２の内側円周
溝２２の位置ＰａからＰｂへと相対移動するが、カムフ
ォロア２３の絶対位置が変わらず、左右移動テーブル１
２は停止したままである。一方、回転駆動軸１４と一体
に回転アーム３３が定角度αまで往路回転すると、カム
フォロア３４が第２カム溝３２の水平溝３２Ｌを位置Ｑ
ａからＱｂへと相対移動し、この移動時に上昇回転する
カムフォロア３４が第２カム３０を定ストロークｓだけ
押し上げ、第２カム３０を介して工具支持体１３とナッ
トランナー４が定ストロークｓだけ上昇させられる。つ
まり、回転駆動軸１４が定角度αだけ往路回転すると、
ナットランナー４は左右移動せずに所定ストロークｓだ
け上昇する。

【００３０】図７（Ｂ）の状態から回転駆動軸１４が更
に定角度βだけ往路回転すると、図７（Ｃ）の状態に移
行する。この移行の場合、回転アーム３３のカムフォロ
ア３４は第２カム溝３２の円弧溝３２Ｓを位置Ｑｂから
Ｑｃへと移動するが、このときのカムフォロア３４の中
心の回転半径ｒと円弧溝３２Ｓの中心線曲率半径が同一
であるから、第２カム３０は上昇も下降もせずに静止し
た状態に維持され、ナットランナー４は上下方向定位置
で静止する。一方、第１カム２０が定角度βだけ往路回
転すると、第１カム溝２２の定位置ＰｂからＰｃへとカ
ムフォロア２３が相対移動し、この相対移動で軸受２７
が図４で右方向に押圧力を受けて、左右移動テーブル１
２が図７（Ｃ）のように右方向に定水平ストロークｓ’
だけ移動する。この右水平移動で工具支持体１３とナッ
トランナー４も定ストロークｓ’だけ右移動して、ナッ
トランナー４が外側列ｎのボルト３の真上の定位置に移
動する。

【００３１】次に、図７（Ｃ）の状態から回転駆動軸１
４が更に定角度αだけ往路回転すると、図７（Ｄ）の状
態に移行してナットランナー４が定ストロークｓだけ下
降して、ソケット部材５が外側列ｎのボルト３の頭部に
嵌挿される。即ち、第１レバー２４の定角度αの往路回
転でカムフォロア２３が第１カム溝２２の外側円周溝２
２Ｒの位置ＰｃからＰｄへ相対移動するが、カムフォロ
ア２３の絶対位置が変わらず、左右移動テーブル１２は
停止したままである。一方、回転アーム３３が定角度α
まで往路回転すると、カムフォロア３４が第２カム溝３
２の水平溝３２Ｒを位置ＱｃからＱｄへと相対移動し、
このときに下降回転するカムフォロア３４が第２カム３
０を定ストロークｓだけ押し下げて工具支持体１３とナ
ットランナー４を定ストロークｓだけ下降させる。

【００３２】図７（Ｄ）の状態でナットランナー４が動
作して外側列ｎのボルト３をベアリングキャップ２に締
め付ける。このボルト締め付け完了後、回転駆動軸１４
が図７の場合と逆の復路回転して、上記と逆コースでの
ナットランナー４の上昇、左移動、下降の工具移動動作
が行われる。

【００３３】以上のようにナットランナー４の所定軌道
での上下左右の門形移動を、単一の軸回転駆動源１５に
よる回転駆動軸１４の往復回転力を第１カム２０で左右
移動力に変換し、第２カム３０で上下移動力に変換して
行うようにすると、上下左右移動に要する駆動源が最小
の１つで済む。また、ナットランナー４の上下左右動時
の各移動完了点の確認をしなくても、カム機構で移動点
の精度出しが高精度で得られ、上下左右移動がロスタイ
ム無くして最小限のサイクルタイムで行えるようにな
る。

【００３４】尚、以上の第１の実施例においては、回転
駆動軸１４を１８０゜の範囲で往復回転させる場合につ
いて説明したが、この往復回転角度は仮に１８０゜以外
であっても、その往復回転角度に応じて第１カム溝２２
と第２カム溝３２の形状をそれぞれ設定すればよいか
ら、回転駆動軸１４の往復回転角度は特に１８０°に限
定されない。また、ナットランナー４を定ストロークだ
け上昇或いは下降させてから左右動させたが、第１カム
溝２２の第２カム溝３２の形状を変更させてナットラン
ナー４の上昇或いは下降の途中から左右動させるように
することも可能である。この場合はナットランナー４の
移動軌道が逆Ｕ字状に近い門形となる。このような門形
軌道の形状変更は、ナットランナー４の移動経路に干渉
物が存在しない限り自由に行える。ただし、ボルト３の
直近ではソケット部材５との脱着を支障なく行うためナ
ットランナー４の移動軌道を垂直にする必要がある。

【００３５】また、第１の実施例において、図１及び図
２に示すように、左右移動テーブル１２の上部にエアー
シリンダ４０を設置して、エアーシリンダ４０に工具支
持体１３を常時持ち上げるエアー圧を常時供給しておく
ことが望ましい。つまり、工具支持体１３に４台のナッ
トランナー４を取付けると、その総重量がかなり大きく
なってこれを上下動させる軸回転駆動源１５に掛かる負
荷が大きくなる。そこで、エアーシリンダ４０に４台の
ナットランナー４と工具支持体１３の総重量に釣り合う
エアー圧を供給して、工具支持体１３を常時持ち上げる
ようにしておくと、ナットランナー４の上下動が非常に
小さな動力で簡単迅速に行えるようになり、軸回転駆動
源１５に掛かる負荷も軽微となる。

【００３６】また、図３に示すように、工具支持体１３
と支持フレーム１１との間に上下ガイド用のガイドピン
４１とガイド穴４２を形成してもよい。ガイドピン４１
は、工具支持体１３の下端に下向きに形成され、ガイド
穴４２は、支持フレーム１１上に左右一対で形成され
る。工具支持体１３が下降してナットランナー４がボル
ト３に嵌挿される直前に、ガイドピン４１をガイド穴４
２に挿通してナットランナー４の下降時の位置出しガイ
ドを行う。

【００３７】以上の第１の実施例は、ボルト締め付け用
ナットランナーに適用したもので、ボルト緩め用ナット
ランナーに適用したのが、次の図８乃至図１１に示す第
２の実施例の工具移動装置１０である。このボルト緩め
用の工具移動装置１０は、ナットランナー４のソケット
部材５でベアリングキャップ２の内側列ｍのボルト３を
緩め、緩めたボルト３をベアリングキャップ２に残した
まま、ナットランナー４を上昇させて次の外側列ｎのボ
ルト３の真上まで横移動させて下降させる一連の動作を
行う。

【００３８】この工具移動装置１０の場合、緩めたボル
ト３からソケット部材５を引き上げる際に、ソケット部
材５にボルト３の頭部が詰まってボルト３が一緒に引き
上げられる可能性があるので、ナットランナー４の上下
動のストロークを第１の実施例より大きく設定する必要
があり、この余分に必要とする上下動ストロークを図９
に示す上下動シリンダ５０で得るようにする。この追加
された上下動シリンダ５０は、工具移動装置１０の全体
を支持する支持フレーム１１を上下動させて、全てのナ
ットランナー４を一括して上下動させる。

【００３９】第２の実施例の特徴とするところは、ソケ
ット部材５の上昇時にボルト３が一緒に引き上げられる
のを回避する対策として、ナットランナー４をオフセッ
ト配置し、ソケット部材５に同軸にボルト突き落とし用
ロッド５１を貫通させ、このロッド５１の上昇時の上限
定位置にストッパー５２を設置したことである。

【００４０】即ち、工具支持体１３に対してナットラン
ナー４のソケット部材５と回転駆動部６を両者の軸線を
横にずらした状態すなわちオフセット状態で配置して、
ソケット部材５の上方にスペースを設けておく。また、
図１０（Ｂ）や図１１（Ｂ）に示すように、ソケット部
材５に同軸にボルト突き落とし用ロッド５１を上下動可
能に貫通させる。ロッド５１の上端の大径部５１’をソ
ケット部材５の上端に係止させることで、ロッド５１を
ソケット部材５に自由状態で嵌挿させ、このときロッド
５１の下端部をソケット部材５の下端部のボルト嵌合穴
５３から下方に少し突出させておく。そして、ソケット
部材５の真上の定位置に平板状のストッパー５２を設置
する。ストッパー５２は、左右移動テーブル１２に基端
部が固定された支持板５４の先端部下面に固定される。
ストッパー５２とロッド５１の相互関係を図１０及び図
１１に基づき説明する。

【００４１】図１０はボルト緩めが正常に行われた場合
のもので、図１０（Ａ）に示すように、ナットランナー
４が下降して内側列ｍのボルト３を緩めると、ナットラ
ンナー４が第１の実施例と同様にカム機構にて定ストロ
ーク上昇する。この上昇時にソケット部材５からボルト
３が正常に抜けると、図１０（Ｂ）に示すようにナット
ランナー４だけが上昇し、ボルト３は緩められた状態で
ベアリングキャップ２に残る。

【００４２】図１０（Ａ）の状態からナットランナー４
が上昇する際にソケット部材５にボルト３の頭部が詰ま
る等して抜けない場合、図１１（Ａ）に示すようにボル
ト３がソケット部材５と共に引き上げられる。このとき
のロッド５１の下端は、ソケット部材５のボルト嵌合穴
５３に在るボルト３の頭部に押し上げられて、ロッド５
１の上端の大径部５１’がソケット部材５の上端から浮
き上がった状態に保持される。図１１（Ａ）の状態から
ナットランナー４が、図７（Ｂ）と同様なカム機構によ
る上限位置まで上昇しようとすると、上限位置に上昇す
る直前にロッド５１の大径部５１’がストッパー５２に
当たり、ロッド５１がストッパー５２で少し押し下げら
れる。この押し下げでロッド５１がボルト３をソケット
部材５のボルト嵌合穴５３から突き落とす。突き落とさ
れたボルト３はベアリングキャップ２に戻り、ロッド５
１も自重で少し落下して大径部５１’がソケット部材５
の上端に係止する定位置で安定する。

【００４３】以上のようにオフセット配置されたナット
ランナー４のソケット部材５の真上に設置されるストッ
パー５２は、平板状の簡単な構造のもので確実にロッド
５１とボルト３を突き落とす。このようなストッパー５
２の設置は、ナットランナー４をオフセット配置すこと
で可能となる。仮に、図１の第１の実施例のようにナッ
トランナーがソケット部材と回転駆動部が同軸配置され
たもので、ソケット部材にボルト突き落とし用ロッドを
貫通させた場合、このロッドをナットランナー上昇時に
突き落とすようにするためには、ロッドの一部をソケッ
ト部材外周に突出させて、その突出部分を外部からレバ
ー等で押し下げるような複雑な構造にする必要がある。

【００４４】尚、この発明は、自動車エンジンの製造に
使用されるナットランナーの上下左右移動装置に限ら
ず、工作機械のドリル等の工具、また、この種工具とこ
れを回転等させる駆動源の上下左右移動装置においても
適用可能である。

【００４５】

【発明の効果】請求項１および２記載の工具移動装置に
よれば、工具が１つの軸回転駆動源の動力だけで上下左
右に移動するので、駆動源が最小数で構成でき、設備費
の低減化が図れる。また、軸回転駆動源で回転駆動軸を
往復回転させ、この回転力を上下動用のカム式駆動機構
と左右動用のカム式駆動機構で工具の上下左右移動力に
変換させたので、工具の上下左右の移動点での確認動作
をしなくても正確な上下左右移動が達成できて、サイク
ルタイムの短縮化が可能となる。

【００４６】請求項３記載の工具移動装置によれば、ナ
ットランナーで隣接する一対のボルトを順に締め付けた
り、緩めたりするナットランナー移動装置の駆動源の低
減による小型軽量化、ナットランナーの上下左右移動の
高速化が可能となる。

【００４７】請求項４記載の工具移動装置によれば、ボ
ルト緩め動作後にナットランナーのソケット部材に詰ま
ったボルトの突き落としが、ソケット部材の真上に設置
した簡単な構造のストッパーで確実に実行できるので、
ボルト突き落とし機構の簡略化が容易となり、ボルト突
き落とし動作の信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例の工具移動装置の正面
図。

【図２】図１装置の側面図。

【図３】図１装置における要部の拡大正面図。

【図４】図３の要部の分解斜視図。

【図５】図３の要部に示す第１カムのカム溝の展開図。

【図６】図３の要部に示す第２カムの正面図。

【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は、図１装置における工具（ナ
ットランナー）の上下左右移動時と第１カム及び第２カ
ムの関係を示す一連の各動作状態時での正面図。

【図８】この発明の第２の実施例の工具移動装置の正面
図。

【図９】図８装置の側面図。

【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は、図８装置におけるナッ
トランナーの正常なボルト緩め動作時での各動作状態の
正面図。

【図１１】（Ａ）及び（Ｂ）は、図８装置におけるナッ
トランナーの正常でないボルト緩め動作時での各動作状
態の正面図。

【図１２】従来の工具移動装置を説明するためのナット
ランナー移動装置の概略を示す正面図。

【図１３】図１２におけるボルトの配列状態を示す平面
図。

【符号の説明】

３ ボルト ４ ナットランナー ５ ソケット部材（工具） ６ 回転駆動部（工具駆動部） １０ 工具移動装置 １１ 支持フレーム １２ 左右移動テーブル １３ 工具支持体 １４ 回転駆動軸 １５ 軸回転駆動源 ２０ 第１カム ２１ 左右駆動機構 ３０ 第２カム ３１ 上下駆動機構 ５１ ワーク突き落とし用ロッド ５２ ストッパー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝又 文敬 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 真島 一郎 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具を所定位置から所定ストロークで上
   下左右の門形軌道を往復移動させる工具移動装置におい
   て、 装置全体を支持する支持フレームと、支持フレームに工
   具左右移動方向に往復移動可能に設置された左右移動テ
   ーブルと、工具を支持して左右移動テーブルに工具上下
   移動方向に往復移動可能に支持された工具支持体と、左
   右移動テーブルに設置された回転駆動軸及びこの回転駆
   動軸を定角度往復回転させる軸回転駆動源と、回転駆動
   軸に固定された第１カムと支持フレームの間に設置され
   て、回転駆動軸による第１カムの往復回転力で左右移動
   テーブルを左右往復移動させる左右駆動機構と、工具支
   持体に固定された第２カムと回転駆動軸の間に設置され
   て、回転駆動軸の往復回転力で第２カムを介して工具支
   持体を上下往復移動させる上下駆動機構とを具備したこ
   とを特徴とする工具移動装置。
2. 【請求項２】 上記工具支持体が複数の工具と、この複
   数の工具を各別に作動させる複数の工具駆動部を支持し
   たことを特徴とする請求項１記載の工具移動装置。
3. 【請求項３】 上記工具支持体に支持される工具がナッ
   トランナーであることを特徴とする請求項２記載の工具
   移動装置。
4. 【請求項４】 上記ナットランナーにおけるソケット部
   材の回転中心線と、回転駆動部の回転軸中心線が平行に
   離隔するように、ソケット部材と回転駆動部とをオフセ
   ット配置すると共に、ソケット部材に同軸にして上下相
   対移動可能にワーク突き落とし用ロッドを貫通させ、ソ
   ケット部材が上記上下駆動機構で上昇したときにロッド
   の上端を押し下げてロッドの下端でソケット部材の下端
   部に詰まったボルト等のワークを突き落とすストッパー
   を上記左右移動テーブル側に固定配置したことを特徴と
   する請求項３記載の工具移動装置。