(57)【要約】【課題】ナットランナの位置決め制御が簡素な締め付け装置を提供する。【解決手段】回転軸２と、回転軸２に対して半径方向に移動可能な状態で取り付けられたナットランナ４と、回転軸２を回転駆動することによりナットランナを回転軸２周りに回転させる駆動部３と、ナットランナ４に半径方向で当接可能なガイド部５とを備え、ナットランナ４をガイド部５に当接させると共に、駆動部３で回転軸２を所定の回転角度に配することにより、ナットランナ４を各締結箇所（ボルト穴Ａ1〜Ａ5）と同軸上に配置する。【選択図】図３
2014030872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の締結箇所に対して締結部材を締め付けるための締め付け装置であって、
回転軸と、前記回転軸に対して半径方向に移動可能な状態で取り付けられたナットランナと、前記回転軸を回転駆動することにより前記ナットランナを前記回転軸周りに回転させる駆動部と、前記回転軸の半径方向で前記ナットランナに当接可能なガイド部とを備え、
前記ナットランナを前記ガイド部に当接させると共に、前記駆動部で前記回転軸を所定の回転角度に配することにより、前記ナットランナを各締結箇所と同軸上に配置する締め付け装置。
【請求項２】
前記ガイド部が、ガイドベースに固定された複数のガイド部材からなり、前記ガイドベースに対する各ガイド部材の固定位置を調整可能とした請求項１記載の締め付け装置。
【請求項３】
前記複数のガイド部を、それぞれ円弧形状とした請求項２記載の締め付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の締結箇所に締結部材を締め付けるための締め付け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車のエンジンの組立工程では、各種部品が複数のボルトを用いてエンジン本体に組み付けられる。このような工程において、複数の締結箇所にボルトを自動で締め付ける締め付け装置が使用されることがある。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１には、ナットランナをＸ，Ｙ，Ｚ軸に沿って移動自在に設けた締め付け装置が示されている。この締め付け装置は、搬送されるワークの形態をセンサで検知し、その検知信号を受けた制御部が、必要な位置（ワークの締結箇所）にナットランナを配するように制御するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１４３０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のような三軸制御でナットランナの位置決めを行う締め付け装置は、あらゆる締結箇所にナットランナを配置することが可能であるという利点を有する反面、ナットランナの制御が煩雑になるという問題がある。特に、締結箇所が略円弧状に並べて配設されている部品（例えばオイルシールリテーナ）を組み付ける場合、上記のような三軸制御の締め付け装置を用いて組み付けを行うことは可能であるが、必要以上に制御が煩雑となるため、制御がより簡素な締め付け装置が要求されている。
【０００６】
本発明が解決すべき課題は、ナットランナの位置決め制御が簡素な締め付け装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するためになされた本発明に係る締め付け装置は、複数の締結箇所に対して締結部材を締め付けるための締め付け装置であって、回転軸と、回転軸に対して半径方向に移動可能な状態で取り付けられたナットランナと、回転軸を回転駆動することによりナットランナを回転軸周りに回転させる駆動部と、回転軸の半径方向でナットランナに当接可能なガイド部とを備え、ナットランナをガイド部に当接させると共に、駆動部で回転軸を所定の回転角度に配することにより、ナットランナを各締結箇所と同軸上に配置するものである。
【０００８】
このように、本発明に係る締め付け装置では、ナットランナを回転軸の半径方向（以下、単に「半径方向」と言う。）で位置決めすると共に、駆動部で回転軸を所定の回転角度に配することでナットランナを回転軸の周方向（以下、単に「周方向」と言う。）で位置決めすることにより、ナットランナを各締結箇所と同軸上に配置する。このとき、ナットランナの半径方向の位置決めを、ナットランナをガイド部に半径方向で当接させることにより行うことで、半径方向の位置決め制御が不要となる。これにより、ワークの組付時には、回転軸に対するナットランナの周方向位置、すなわち回転軸の回転角度を制御するだけでナットランナを各締結箇所と同軸上に配置することができるため、従来のような三軸制御による場合と比べて、ナットランナの位置決め制御を簡素化できる。
【０００９】
上記のような締め付け装置では、ナットランナをガイド部に当接させながら回転軸を所定の回転角度（締結箇所と同じ角度）に配したときに、ナットランナが締結箇所と同軸上に配置されるように、ガイド部の形状を設計する必要がある。しかし、このような条件を満たすようにガイド部を設計しても、実際の締め付け装置を設置するときには、様々な要因によりナットランナと各締結箇所との位置がずれる場合がある。例えば、ナットランナが水平に配される場合、重力によりナットランナが傾くことで、ナットランナと各締結箇所との位置が若干ずれる恐れがある。あるいは、車種変更により締結箇所の場所が少しでも変更されると、同一形状のガイド部では対応することができない。これらの場合、ガイド部の形状を変更する必要があるが、ガイド部を一部品で形成していると形状を一切変更することができないため、新たなガイド部を製作する必要が生じ、コスト高を招く。そこで、ガイド部を、ガイドベースに固定された複数のガイド部材で構成し、ガイドベースに対する各ガイド部材の固定位置を調整可能とすれば、ナットランナの自重や車種変更等に伴ってナットランナと締結箇所との間に若干位置ズレが生じた場合でも、各ガイド部材の位置を調整することで対応できるため、新たなガイド部を製作する必要がなくなる。
【００１０】
また、締結箇所が３箇所以下の場合は、ガイド部を円弧形状とすることが可能であるが、締結箇所が４箇所以上の場合、各締結箇所が完全な円弧上に配置されていない限り、一つの円弧形状のガイド部で全ての締結箇所にナットランナを位置決めすることはできない。このため、４箇所以上の締結箇所が円弧から少し外れた軌跡上にある場合、ガイド部を一部品で構成しようとすると、ガイド部を複雑な形状（例えば楕円弧形状や多角形状）とする必要がある。これに対し、上記のようにガイド部を複数のガイド部材で構成すれば、各ガイド部を単純な円弧形状とすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明の締め付け装置によれば、三軸制御のような複雑な制御を要することなくナットランナを締結位置に位置決めすることができるため、ナットランナの位置決め制御を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る締め付け装置であり、図２のＩ方向から見た側面図である。
【図２】図１のII方向から見た上記締め付け装置の正面図である。
【図３】上記締め付け装置による締め付け手順を説明するための正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
本発明の一実施形態に係る締め付け装置１は、略円弧状に並べて配設された複数の締結箇所に締結部材（ボルトあるいはナット）を締め付けるためのものであり、例えばエンジン本体に対するオイルシールリテーナの組付工程に使用される。締め付け装置１は、図１及び図２に示すように、回転軸２と、駆動部３と、ナットランナ４と、ガイド部５と、ガイドベース６ａ及びベースプレート６ｂとを備える。駆動部３及びガイドベース６ａはベースプレート６ｂに固定され、これらに対して回転軸２及びナットランナ４が回転可能とされる。ベースプレート６ｂは、図示しないスライド部により回転軸２の軸方向にスライド可能とされる。尚、以下の説明では、回転軸２の軸方向を「軸方向」と言い、回転軸２の半径方向を「半径方向」と言う。
【００１５】
回転軸２は、ベアリング２ａ及び支持部２ｂを介してベースプレート６ｂに取り付けられ、ベースプレート６ｂに対して回転自在に支持される。駆動部３は、例えばサーボモータで構成され、制御部（図示省略）からの指令に基づいて回転軸２を角度制御可能に回転駆動する。
【００１６】
ナットランナ４は、本体部４ａと、本体部４ａの先端（図１の右端）に設けられたソケット４ｂと、本体部４ａの外周に設けられたガイド受け部４ｃとを有する。本体部４ａには、ソケット４ｂを回転駆動する駆動モータ（図示省略）が設けられる。駆動モータは、制御部からの指令に基づいて、ソケット４ｂを所定のトルクで回転駆動する。ガイド受け部４ｃは、例えば、本体部４ａの外周に固定された内輪と、内輪に対して回転自在な外輪と、内輪と外輪との間に配された転動体（例えばボール）とを有するベアリングで構成される。この他、ガイド受け部４ｃを樹脂や金属からなるリング状の一部品で構成し、その外周面をガイド部５に摺接させてもよい。
【００１７】
ナットランナ４と回転軸２とは軸心同士が平行となるように配設される。また、図示例では、ナットランナ４及び回転軸２が、軸心が水平となるように配設される。回転軸２とナットランナ４の本体部４ａとは、平行リンク７を介して連結される。これにより、ナットランナ４は、回転軸２と平行な状態を維持したまま、回転軸２と共に回転可能で、且つ、回転軸２に対して半径方向に移動可能とされる。ナットランナ４は、付勢手段により半径方向に付勢されている。図示例では、回転軸２とナットランナ４の本体部４ａとの間に圧縮状態で配されたスプリング８で付勢手段を構成し、このスプリング８によりナットランナ４が外径方向に付勢される。
【００１８】
ガイド部５は、回転軸２の外周を囲むように設けられる。具体的に、ガイド部５は、図３に示すように、略円弧状に並べて配設された複数の締結箇所（ボルト穴Ａ1〜Ａ5）の外周を囲むように設けられ、ナットランナ４のガイド受け部４ｃが内径側から当接可能な位置に配される。図示例では、ガイド部５が下方を開口した略円弧形状とされる。ガイド部５は、複数のガイド部材５ａで構成され、本実施形態では、２個のガイド部材５ａ，５ｂで構成される。ガイド部材５ａ，５ｂは何れも円弧形状を成している。ガイド部５の内周面の形状、特に、ガイド受け部４ｃと当接する部分の形状は、ガイド受け部４ｃをガイド部５の内周面に当接させながら各締結箇所の周方向位置に配置したときに（図３の鎖線参照）、ナットランナ４の半径方向位置が各締結箇所の半径方向位置と一致するように設計される。
【００１９】
ガイド部材５ａ，５ｂは、ガイドベース６ａに固定される（図２参照）。本実施形態では、各ガイド部材５ａ，５ｂの周方向両端とガイドベース６ａとに貫通穴５ｃ，６ａ１が形成され、これらの貫通穴を介してガイド部材５ａ，５ｂがガイドベース６ａにボルト９で固定している（図３参照）。各ガイド部材５ａ，５ｂは、ガイドベース６ａに対する固定位置が調整可能とされる。本実施形態では、ガイド部材５ａ，５ｂ及びガイドベース６ａに形成された貫通穴５ｃ，６ａ１が長穴で構成されており、ボルト９を緩めることにより各ガイド部材５ａのガイドベース６ａに対する固定位置を調整可能とされる。
【００２０】
スライド部は、ナットランナ４を軸方向にスライドさせるものであり、本実施形態では、図１に示す構成、すなわち、回転軸２、駆動部３、ナットランナ４、ガイド部５、ガイドベース６ａ、及びベースプレート６ｂ等が、制御部からの指令に基づいてスライド部により一体的に軸方向にスライド可能とされる。
【００２１】
以下、図３を用いて、上記構成の締め付け装置１によりワークＷ（オイルシールリテーナ）をエンジン本体（図示省略）にボルト固定する手順を説明する。ワークＷには、締結部材（本実施形態ではボルト、図示省略）を固定すべきボルト穴Ａ1〜Ａ5が略円弧状に並べて設けられる。図３に示す状態では、ワークＷがエンジン本体の所定位置に配置され、各ボルト穴Ａ1〜Ａ5にボルトが仮締めされている。尚、図３では、ワークＷとガイド部５を実線で示すと共に、ナットランナ４のガイド受け部４ｃを鎖線で示し、その他の部材の図示を省略している。また、回転軸２の中心をＯで示している。
【００２２】
まず、ナットランナ４のガイド受け部４ｃをスプリング８により外径方向に付勢してガイド部５の内周面に当接させながら、駆動部３で回転軸２を回転させて所定の回転角度θ1で停止させる。これにより、ナットランナ４が半径方向及び周方向で位置決めされ、ワークＷのボルト穴Ａ1と同軸上に配置される。この状態で、スライド部でナットランナ４を含む装置全体を軸方向前方にスライドさせ、ナットランナ４のソケット４ｂをボルト穴Ａ1に仮締めされたボルトに嵌合させ、ソケット４ｂを回転駆動してボルトを締め付ける。このとき、ナットランナ４をガイド部５に当接させたままこれらを一体にスライドさせることにより、ボルト穴Ａ1に対して位置決めした状態を確実に維持しながらナットランナ４をスライドさせることができる。
【００２３】
ボルト穴Ａ1のボルトの締め付けが完了したら、スライド部によりナットランナ４を含む装置全体を後退させる。そして、ナットランナ４のガイド受け部４ｃをガイド部５に当接させた状態を維持しながら、駆動部３で回転軸２を回転させて、ナットランナ４の周方向位置がボルト穴Ａ2の周方向位置と一致する回転角度θ2で停止させる。これにより、ナットランナ４がワークＷのボルト穴Ａ2と同軸上に配置される。この状態で、スライド部でナットランナ４を含む装置全体を前方にスライドさせ、ボルト穴Ａ2のボルトを締め付ける。以下、同様にしてボルト穴Ａ3〜Ａ5のボルトを締め付けることにより、ワークＷの組付が完了する。
【００２４】
以上のように、ナットランナ４の半径方向の位置決めをガイド部５との当接により行うことで、ワークＷの組付時にはナットランナ４の周方向位置、すなわち回転軸２の回転角度だけを制御すればよいため、例えば三軸制御による場合と比べてナットランナ４の位置決め制御が大幅に簡素化できる。
【００２５】
また、ナットランナ４を水平配置していることによるソケット４ｂの位置ズレや、車種変更にともなうワークＷのボルト穴の位置変更等の事情により、ガイド部５の形状を変更する必要がある場合は、各ガイド部材５ａとガイドベース６ａとを固定しているボルト９を緩め、各ガイド部材５ａのガイドベース６ａに対する固定位置を調整することで、対応できる。これにより、新たなガイド部を製作する必要がないため、コスト低減が図られる。
【００２６】
本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態ではガイド部５を二個のガイド部材５ａで構成した場合を示したが、これに限らず、ガイド部５を周方向に連結した三個以上のガイド部材で構成してもよい。また、ガイド部５のガイドベース６ａに対する固定位置の調整が不要な場合は、ガイド部５を一部品で構成してもよい。
【００２７】
また、上記の実施形態では、ガイド部材５ａ，５ｂの内周面を円弧形状とした場合を示したが、これに限らず、楕円弧形状や多角形状としてもよい。また、各ガイド部材５ａ，５ｂの曲率半径を異ならせてもよい。
【００２８】
また、上記の実施形態では、回転軸２及びナットランナ４を水平配置した場合を示したが、これに限らず、水平方向に対して傾斜した方向、例えば鉛直方向に配置してもよい。
【００２９】
また、上記の実施形態では、ワークＷがオイルシールリテーナである場合を示したが、これに限らず、複数の締結箇所（ボルト穴）が略円弧状に並べて配設されているものであれば、本発明に係る締め付け装置を適用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１     締め付け装置
２     回転軸
３     駆動部
４     ナットランナ
４ａ   本体部
４ｂ   ソケット
４ｃ   ガイド受け部
５     ガイド部
５ａ   ガイド部材
６ａ   ガイドベース
６ｂ   ベースプレート
７     平行リンク
８     スプリング
Ａ1〜Ａ5      ボルト穴（締結箇所）
Ｗ     ワーク
【図１】
2014030872.tif 000003
【図２】
2014030872.tif 000004
【図３】
2014030872.tif 000005