(57)【要約】【課題】手工具としてのレンチを、ロボット等の操作機構により、自動的に締付け操作が可能な、ナット締付用レンチの操作装置を提供する。【解決手段】レンチ２を揺動可能に把持するハンド部４と、このハンド部４を複数軸方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向）に操作する操作ロボット５と、ハンド部４によるレンチ２の締付け操作力を監視するひずみゲージ１０を備える。  レンチ２におけるジョー部９は、締付け対象のナット３ｎを係合する、ジョー９ａ、９ｂ２面間に挟まれた挟み空間端面には、ナット３ｎに係合させる際に、円滑に係合させるための面取り部９ｃを形成する。【選択図】図１
2010012583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
締付用レンチ（２）の操作装置（１）において、
前記レンチ（２）を揺動可能に把持するハンド部（４）と、
前記ハンド部（４）を複数軸方向に操作する操作ロボット（５）と、
前記ハンド部（４）による前記レンチ（２）の締付け操作時の締付け操作力を監視する締付け操作監視手段（６）と、
を備えたことを特徴とするナット締付用レンチの操作装置。
【請求項２】
前記締付け操作監視手段（６）は、前記ハンド部（４）により把持する前記レンチ（２）における柄部（７）とレバー（８）との間に介在したひずみゲージ（１０）を具備することを特徴とする請求項１に記載のナット締付用レンチの操作装置。
【請求項３】
前記レンチ（２）先端におけるジョー部（９）に、締め付けるべきナット（３ｎ）を案内する面取り部（９Ｃ）を設ける構成としたことを特徴とする請求項１または２に記載のうち、いずれか１に記載のナット締付用レンチの操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手工具としてのレンチを、ロボット等の操作機構により、自動的に締付け操作が可能な、ナット締付用レンチの操作装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、手工具であるレンチは、ボルト、ナット等のねじ締結部材を固定、固定解除するのに用いられてきた。
【０００３】
例えば、特許文献１におけるレンチは、ソケット部と、ソケット部からなる構成のもので、柄部に、締付トルクを一定にするための目盛りを設ける構成としたものである。
【０００４】
一方、特許文献２におけるレンチでは、内部に圧縮空気により駆動するエアモータを収容すると共に、先端部に形成した、二叉部にナット締付スパナを回動自在に装着し、エアモータにより、噛合歯車列を介して回転させるように構成したものが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】実開昭５４−１４１５９７号公報
【特許文献２】実開昭５４−１７１９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のレンチはソケット式であるので、パイプのついたナットには、パイプが邪魔になって使用することができない。
一方、特許文献２のレンチをロボットに取付けて、ナット締付けを行うと、レンチの２面とナットの２面を一致させて挿入させるため、ナットおよびレンチの画像を撮像して、２面の位置を測定し、ロボットを操作して、位置合わせを行う等の高価な装置と複雑な操作が必要となる。さらには、ナットが回転することで、２面の位置が自由に変化するため、ロボットでスパナを挿入することができない。
本発明は、以上のような課題を改善するために提案されたものであって、手工具としてのレンチを、ロボット等の操作機構により、自動的に締付け操作が可能な、ナット締付用レンチの操作装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、締付用レンチ（２）の操作装置（１）において、レンチ（２）を揺動可能に把持するハンド部（４）と、ハンド部（４）を複数軸方向に操作する操作ロボット（５）と、ハンド部（４）によるレンチ（２）の締付け操作時の締付け操作力を監視する締付け操作監視手段（６）とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
これにより、操作装置（１）における操作ロボット（５）を複数軸方向に適宜、移動操作して、レンチ（２）先端を締付け箇所にもたらし、レンチ（２）を把持したハンド部（４）を変位させてレンチ（２）先端を締付け箇所に係合させることができる。そして、レンチ（２）を把持したハンド部（４）を繰り返し揺動させることで、レンチ（２）先端の締付け箇所を締め付けることができる。この際、締付け操作監視手段（６）により、適度な締付け力で締め付けるようにすることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、締付け操作監視手段（６）は、ハンド部（４）により把持するレンチ（２）における柄部（７）とレバー（８）との間に介在したひずみゲージ（１０）を具備することを特徴とする。
【００１０】
これにより、操作装置（１）における操作ロボット（５）をハンド部（４）を介して、レンチ（２）の締付け操作がなされると、ひずみゲージ（１０）により、逐次、そのときの締付けトルクが把握され、適度な締付け力で締め付けることができるようになる。
【００１１】
さらに請求項３に記載の発明は、レンチ（２）先端におけるジョー部（９）に、締め付けるべきナット（３ｎ）を案内する面取り部（９Ｃ）を設ける構成としたことを特徴とする。
【００１２】
これにより、締め付けるべきナット（３ｎ）にレンチ（２）先端のジョー部（９）を速やかに案内して係合させることができる。
【００１３】
なお、上記各構成要素に記載する各構成要素に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明にかかるナット締付用レンチの操作装置について、一実施形態を添付の図面を参照しながら説明する。
図１に、ナット締付用レンチの操作装置１の一実施形態の要部を模式的に示す。
このナット締付用レンチの操作装置１は、締付け対象であるナット付パイプ３のナット３ｎを、ワークＷの取付け箇所に位置決め保持した状態で、レンチ２により、自動的に締付け操作してワークＷに螺着することが可能な装置である。
すなわち、ナット付パイプ３におけるナット締付用レンチの操作装置１は、レンチ２の基端部（柄部）を把持して、所定角度範囲で基端部を揺動操作することで、レンチ２の先端部（後述）に係合したナット付パイプ３のナット３ｎを、所定の締付けトルクで締付け固定する操作を可能としている。
この場合、操作装置１は、レンチ２を揺動可能に把持するハンド部４と、このハンド部４を複数軸方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向）に操作する操作ロボット５と、ハンド部４によるレンチ２の締付け操作時の締付け操作力を監視する締付け操作監視手段６とを備えている。
【００１５】
レンチ２は、実質的には周知の構成のもので、ハンド部４に把持させるための柄部７と、所定の操作ストロークを確保し、且つ締付け力を発生するための長尺なレバー８と、締付け対象のナット付パイプ３におけるナット３ｎと係合して、ナット３ｎに対し、締付け力を付与するジョー部９とを有している（図４参照）。
【００１６】
ジョー部９は、締付け対象のナット３ｎに対応して、ジョー９ａ、９ｂ間の２面間寸法を有するものに、レバー８に交換装着する構成としている。これにより、締付け対象のナット３ｎの外周２面に、適度なあそびを以って係合する構成である。勿論、ジョー部９は、一方を固定ジョーとし、他方を調節可能な可動ジョーとして構成することができる。
【００１７】
また、ジョー部９における締付け対象のナット３ｎを係合する、ジョー９ａ、９ｂ２面間に挟まれた挟み空間端面には、ナット３ｎに係合させる際に、円滑に係合させるための面取り部９ｃを形成している（図５、図６参照）。面取り部９ｃは、ジョー部９をナット３ｎに係合する際に、ナット３ｎ上方からジョー部９を係合しやすくするために、ジョー９ａ、９ｂの互いに対向する端面と、ジョー９ａ、９ｂの付け根端面における、下縁部側に形成している。
【００１８】
そして、レンチ２の柄部７とレバー８との間には、ジョー部９における締付け力（締付けトルク）を検出して、締付けトルクの締付け操作監視手段６であるひずみゲージ１０を介在している。ひずみゲージ１０は、周知の細い金属抵抗体で構成され、締付け操作により、柄部７とレバー８との間に生ずる微小な歪に応じて変形し、微小な抵抗変化がある。この微小な抵抗変化を、ブリッジ回路と電流増幅器とにより、電気信号として取出して、表示手段であるインジケータ１１に表示するようにしている。
【００１９】
次に、操作装置１について説明する。操作装置１は、上述したように、図示しない駆動機構により、複数軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）方向に駆動可能な操作ロボット５に、Ｘ軸、Ｚ軸回りにそれぞれ所定角度Θ１、Θ２範囲内で回動可能にハンド部４を機構的に結合したものである。
ハンド部４は、レンチ２における柄部７を、機械的に把持する把持部材（図示省略）を備えている。
【００２０】
ここで、締付け対象のナット付パイプ３と、ワークＷについて概略説明する。
ワークＷは、例えば高圧タンク状のもので、両端側に、ナット付パイプ３のナット３ｎを螺着するための結合ポート１２、１３を突設している（図２参照）。結合ポート１２、１３は、外径がナット付パイプ３のナット３ｎを螺着可能なパイプ１２ａ、１３ａと、パイプ１２ａ、１３ａ中途に固定したストッパ１２ｂ、１３ｂとを有している。これらパイプ１２ａ、１３ａ外周には、雄ねじが形成されている。
【００２１】
そして、ナット付パイプ３は、両端に、抜止め加工が施され、通孔に雌ねじ加工を施したナット３ｎが、回動可能に遊嵌されている。この場合、ナット付パイプ３の両端には、外周部を外方向に塑性加工により突出せしめて、上面平坦な段部３ｐを形成している。かかる段部３ｐに、ナット３ｎの通孔の上端側に、通孔内方に向かって突出形成したフランジ３ｎｆが、ナット３ｎの締付け操作時に、密接するようにしている。
【００２２】
以上のように構成された、ナット締付用レンチの操作装置１について、締付け動作は以下のように実行される。なお、操作装置１の動作手順は、予め設定されるワークＷに対応した、動作プログラムを基に実行される。
先ず、ワークＷを、所定の固定手段により、ナット付パイプ３のナット３ｎを螺着するための結合ポート１２、１３を上に向けて固定保持する。
次に、ナット付パイプ３を、両端に遊嵌したナット３ｎを介し、ワークＷの結合ポート１２、１３に合せるように位置決めし、結合ポート１２、１３先端に、ナット３ｎを仮止めする。
【００２３】
次に、レンチ２を、操作装置１におけるハンド部４に柄部７を把持させ、駆動機構を起動して、操作ロボット５を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に適宜移動し、レンチ２先端のジョー部９を、結合ポート１２、１３上に仮止めしたナット３ｎの上に位置決めする。
【００２４】
そして、各結合ポート１２、１３において、以下の手順で締付け操作を行うことができる。先ず、操作装置１におけるハンド部４を下降させる。これにより、レンチ２におけるレバー８先端のジョー部９側が下降傾斜する（図３参照）。
ここで、操作ロボット５を、ハンド部４を介してＸ軸方向、すなわちレンチ２先を中心に円弧を描くように動かすと（図１参照）、途中で、ナット３ｎの六角の二面とレンチ２先端のジョー部９の二面が一致し、レンチ２におけるジョー部９のジョー９ａ、９ｂ２面間に挟まれた挟み空間にナット３ｎを係合させることができる。
その際、ジョー９ａ、９ｂの互いに対向する端面と、ジョー９ａ、９ｂの付け根端面における、下縁部側に面取り部９ｃを形成しているため、ナット３ｎ上方からジョー部９を円滑に係合させることができる（図４〜図６参照）。これにより、レンチ２は略水平状態になる（図３参照）。この動きはハンド部４がＸ軸回りにΘ１の範囲で回動可能に支持されていることから可能となる。
【００２５】
そして、操作装置１におけるハンド部４を、操作ロボット５を水平方向（Ｘ軸方向）に移動して、レンチ２における柄部７側を所定角度変位させ、再度、操作ロボット５を水平方向（Ｘ軸方向）に戻して、所定角度移動し、ナット３ｎを各結合ポート１２、１３におけるパイプ１２ａ、１３ａに締付けることができる。なお、ハンド部４は、Ｚ軸回りにΘ２の範囲で揺動可能であるので、操作ロボット５を水平方向（Ｘ軸方向）に移動しても動きが妨げられることはない。
以上のような操作装置１の動作を、所定回数繰返す。
ナット３ｎが各結合ポート１２、１３におけるパイプ１２ａ、１３ａに締付けられていくと、締付力が上昇し、レンチ２におけるジョー部９、レバー８を介し、柄部７との連結箇所におけるひずみゲージ１０に、締付力による微小な歪が生じ、これにより、ひずみゲージ１０において、電気信号として取出して、表示手段であるインジケータ１１に表示することができる。これにより、作業者は、締付け工程の進行状況を容易に把握することができる。
所定の締付トルクになると、操作ロボット５による駆動機構の動作を停止することができる。
【００２６】
以上のようにして、ナット３ｎの締付トルクを一定に管理することができる。
そして、ワークＷにおける各結合ポート１２、１３におけるパイプ１２ａ、１３ａに締付け操作が終了すると、レンチ２の二面に平行に操作ロボット５のハンド部４を移動し、ナット３ｎからレンチ２を退動させることで、操作装置１は、次のワークＷに対するナット付パイプ３の締付け操作の待機状態となる。
【００２７】
以上、ナット締付用レンチの操作装置１について、一例を挙げ説明したが、操作ロボット５の機構構成は適宜である。また、レンチ２の構成も、破損防止用として、所定締付け量に達するとジョー部が空回りするなどの構成を備えるものでも良い。２面間隔を調整可能に構成したジョー部も可能である。
【００２８】
本発明によれば、手工具としてのレンチを、ロボット等の操作機構により、自動的に締付け操作が可能で、締付け力も一定に管理することができ、生産性の向上も図ることができる、ナット締付用レンチの操作装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明にかかるナット締付用レンチの操作装置の一例の要部を示す、模式的説明図である。
【図２】締付け対象のナット付パイプと、操作装置における操作ロボットに把持されたレンチをナット付パイプに対し、位置決めさせる際の模式的説明図である。
【図３】図２に示す操作ロボットに把持されたレンチをナット付パイプに対し、位置決めさせる際の模式的説明図である。
【図４】操作ロボットに把持されたレンチのジョー部をナット付パイプに対し、位置決め係合させる際の、模式的説明図である。
【図５】図４のＡ方向から見た、模式的説明図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ前に沿う切断矢視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    操作装置
２    レンチ
３    ナット付パイプ
３ｎ    ナット
３ｐ    段部
３ｎｆ    フランジ
４    ハンド部
５    操作ロボット
６    締付け操作監視手段
７    柄部
８    レバー
９    ジョー部
９ａ、９ｂ    ジョー
９ｃ    面取り部
１０    ひずみゲージ
１１    インジケータ
１２、１３    結合ポート
１２ａ、１２ｂ    パイプ
１２ｂ、１３ｂ    ストッパ
Ｗ    ワーク
【図１】
2010012583.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010012583.tif 000007
【図６】
2010012583.tif 000008