(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
締結作業部におけるねじの螺合軸方向に対して傾斜された駆動軸と、
上記駆動軸の先端に揺動自在に連結され上記ねじを着脱自在に保持するねじ保持部と、
上記ねじ保持部の軸心が上記駆動軸の軸心と一致する方向に上記ねじ保持部を付勢する付勢手段と、
上記駆動軸の中途を回転自在且つ進退移動自在に支持する支持手段と、を備えたねじ締め装置であって、
上記支持手段は、上記ねじ保持部に保持されたねじが締結開始位置以前の区間に位置するとき上記駆動軸を上記締結作業部の端部に指向する一定の傾斜角で支持する一方、上記ねじ保持部に保持されたねじが上記締結開始位置以後の区間に位置するとき上記駆動軸を上記一定の傾斜角に対して所定の揺動を許容して支持することを特徴とするねじ締め装置。
【請求項２】
上記駆動軸は、太径部とこの太径部の基部に設けられた細径部とを備え、
上記支持手段は、上記駆動軸の上記太径部を上記一定の傾斜角で挿通支持可能な内径に形成された支持孔を備え、上記ねじ保持部に保持されたねじが上記締結開始位置以前の区間に位置するとき上記太径部を支持する一方、上記ねじ保持部に保持されたねじが上記締結開始位置以後の区間に位置するとき上記細径部を支持することを特徴とする請求項１に記載のねじ締め装置。
【請求項３】
締結作業部におけるねじの螺合軸方向に対して傾斜された駆動軸と、
上記駆動軸の先端に揺動自在に連結され上記ねじを着脱自在に保持するねじ保持部と、
上記ねじ保持部の軸心が上記駆動軸の軸心と一致する方向に上記ねじ保持部を付勢する付勢手段と、
上記駆動軸の中途を回転自在且つ進退移動自在に支持する支持手段と、を備えたねじ締め装置のねじ締め方法であって、
上記ねじ保持部に保持されたねじが締結開始位置以前の区間に位置するとき上記駆動軸を上記締結作業部の端部に指向する一定の傾斜角で支持する手順と、上記ねじ保持部に保持されたねじが上記締結開始位置以後の区間に位置するとき上記駆動軸を上記一定の傾斜角に対して所定の揺動を許容して支持する手順と、を備えたことを特徴とするねじ締め方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、締結作業部におけるねじの螺合軸方向に対して駆動軸が傾斜されたねじ締め装置及びねじ締め方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば図４に示すように、車体等のボディ本体５１へのねじ５２による組付部品５３の締結作業は、一般に、ねじ締め装置５０によって自動化されている。このようなねじ締め装置５０は、締結作業部５４においてねじ５２が螺合される軸（以下、螺合軸と称す）上に駆動軸５０ａがセットされ、駆動軸５０ａ先端のソケット５０ｂに保持されたねじ５２を螺合軸上で回動させながら進退移動させることにより締結作業を行う。
【０００３】
ところで、図５に示すように、締結作業部５４における螺合軸上に障害物５５が存在する場合には、駆動軸５０ａを螺合軸上にセットすることが困難であるため、上述のようなねじ締め装置５０を用いて締結作業を自動化することが困難となる。従って、このような場合、ねじ５２の締結作業は、一般に、作業者が、ねじの螺合軸に対して傾斜した方向から、インパクトレンチ５６等を用いて人為的に行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ねじの螺合軸に対して傾斜した方向からの締結作業を人為的に行うことは、ねじの噛合不良の発生や締結トルク不足等の問題を引き起こしやすく、また、作業効率の低下を招く虞がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、噛合不良等を引き起こすことなく、ねじの螺合軸方向に対して傾斜した方向からの自動締結を行うことのできるねじ締め装置及びねじ締め方法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】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明によるねじ締め装置は、締結作業部におけるねじの螺合軸方向に対して傾斜された駆動軸と、上記駆動軸の先端に揺動自在に連結され上記ねじを着脱自在に保持するねじ保持部と、上記ねじ保持部の軸心が上記駆動軸の軸心と一致する方向に上記ねじ保持部を付勢する付勢手段と、上記駆動軸の中途を回転自在且つ進退移動自在に支持する支持手段と、を備えたねじ締め装置であって、上記支持手段は、上記ねじ保持部に保持されたねじが締結開始位置以前の区間に位置するとき上記駆動軸を上記締結作業部の端部に指向する一定の傾斜角で支持する一方、上記ねじ保持部に保持されたねじが上記締結開始位置以後の区間に位置するとき上記駆動軸を上記一定の傾斜角に対して所定の揺動を許容して支持することを特徴とする。
【０００７】
すなわち、ねじ保持部に保持されたねじが締結開始位置以前の区間に位置するとき駆動軸は締結作業部の端部に指向する一定の角度で支持されるため、上記ねじ保持部に保持されたねじは確実に上記締結作業部に導かれる。また、上記ねじ保持部に保持されたねじが上記締結開始位置以後の区間に位置するとき上記駆動軸は上記一定の傾斜角に対して所定の揺動を許容して支持されるので、上記駆動軸の傾斜角はねじの螺入量に応じて適切に補正される。
【０００８】
また、請求項２記載の発明によるネジ締め装置は、請求項１記載の発明において、上記駆動軸は、太径部とこの太径部の基部に設けられた細径部とを備え、上記支持手段は、上記駆動軸の上記太径部を上記一定の傾斜角で挿通支持可能な内径に形成された支持孔を備え、上記ねじ保持部に保持されたねじが上記締結開始位置以前の区間に位置するとき上記太径部を支持する一方、上記ねじ保持部に保持されたねじが上記締結開始位置以後の区間に位置するとき上記細径部を支持することを特徴とする。
【０００９】
すなわち、太径部が支持孔に支持されているとき駆動軸は一定の傾斜角で支持され、細径部は上記支持孔に支持されているとき上記駆動軸は上記一定の傾斜角に対して所定の揺動を許容して支持される。
【００１０】
また、請求項３記載の発明によるねじ締め方法は、締結作業部におけるねじの螺合軸方向に対して傾斜された駆動軸と、上記駆動軸の先端に揺動自在に連結され上記ねじを着脱自在に保持するねじ保持部と、上記ねじ保持部の軸心が上記駆動軸の軸心と一致する方向に上記ねじ保持部を付勢する付勢手段と、上記駆動軸の中途を回転自在且つ進退移動自在に支持する支持手段と、を備えたねじ締め装置のねじ締め方法であって、上記ねじ保持部に保持されたねじが締結開始位置以前の区間に位置するとき上記駆動軸を上記締結作業部の端部に指向する一定の傾斜角で支持する手順と、上記ねじ保持部に保持されたねじが上記締結開始位置以後の区間に位置するとき上記駆動軸を上記一定の傾斜角に対して所定の揺動を許容して支持する手順と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図面は本発明の実施の一形態に係わり、図１は組付装置の概略構成図、図２は車体へのサスペンション部品の組付作業を示す説明図、図３はねじ締め装置の動作説明図、である。
【００１２】
図１，２において符号１は車体２にサスペンション部品３の組み付けを行う組付装置を示す。この組付装置１は、リフトアップ方式の組付装置であり、サスペンション部品３を保持して車体１の組付作業位置まで昇降移動させるリフタ４と、リフタ４によって組付作業位置まで移動されたサスペンション部品３の締結作業を行うねじ締め装置５と、を備えて構成されている。
【００１３】
ここで、図１に示すように、車体２には、サスペンション部品３との接合部に、ボルト挿通孔６が穿設され、このボルト挿通孔６の同軸上にナット７が溶着されている。また、サスペンション部品３には、ボルト挿通孔６に対応する位置にボルト挿通孔８が穿設されている。そして、リフタ４によって組付作業位置まで移動されたサスペンション部品３の位置決めが行われると、ナット７及びボルト挿通孔６，８が同軸上に配されて締結作業部９を構成する。
【００１４】
ねじ締め装置５は、締結作業部９においてねじとしてのボルト１０が螺合される軸Ｏ（以下、螺合軸Ｏと称す）に対して所定角度傾斜された駆動軸１５と、駆動軸１５の先端に揺動自在に連結されボルト１０を着脱自在に保持するねじ保持部としてのソケット１６と、ソケット１６の軸心が駆動軸１５の軸心と一致する方向にソケット１６を付勢する付勢手段としてのコイルスプリング１７と、駆動軸１５の中途を回転自在かつ進退移動自在に支持する支持手段としてのシャフトガイド１８と、駆動軸１５の基端に連結され駆動軸１５を回転駆動するボルトランナ１９と、ボルトランナ１９に連結されボルトランナ１９を昇降移動（進退移動）させる昇降装置２０と、を備えて構成されている。
【００１５】
ねじ締め装置５の要部について具体的に説明すると、駆動軸１５は、所定の太径のシャフトに形成された太径部１５ａと、この太径部１５ａよりも所定の細径のシャフトに形成され太径部１５ａの基端に同軸上に連結された細径部１５ｂと、を備えて構成されている。また、太径部１５ａには、先端寄り位置にコイルスプリング１７を保持するためのスプリング受け１５ｃが一体形成されている。
【００１６】
駆動軸１５の太径部１５ａ先端には、例えば図示しないユニバーサルジョイントを介して、ソケット１６が揺動自在に連結されている。そして、ソケット１６の基端面とスプリング受け１５ｃとの間にコイルスプリング１７が介装されることで、ソケット１６の軸心は駆動軸１５の軸心と一致する方向に付勢されている。
【００１７】
また、シャフトガイド１８は、駆動軸１５を支持可能な支持孔１８ａを有する円筒部材で構成され、支持孔１８ａの内径は太径部１５ａの外径と略同径に形成されている。シャフトガイド１８は支持孔１８ａの軸心が螺合軸Ｏに対して所定角度傾斜した状態でリフタ４に固設されるもので、支持孔１８ａの軸心は、リフタ４がサスペンション部品３を組付作業位置まで上昇させたとき、締結作業部９の端部（すなわち、ボルト挿通孔８の入口）に指向するよう設定されている。なお、本実施の形態では、図３に示すように、支持孔１８ａの軸心は、螺合軸Ｏに対して１１．０度傾斜されている。
【００１８】
ここで、駆動軸１５の太径部１５ａの長さ及びシャフトガイド１８のリフタ４に対する取付位置等は、ソケット１６に保持されたボルト１０が締結開始位置以前の区間に位置するときシャフトガイド１８が支持孔１８ａを介して太径部１５ａを支持する一方、ソケット１６に保持されたボルト１０が締結開始位置以後の区間に位置するときシャフトガイド１８が支持孔１８ａを介して細径部１５ｂを支持するよう設定されている。
【００１９】
すなわち、シャフトガイド１８は、ソケット１６に保持されたボルト１０が締結作業部９の締結開始位置以前の区間に位置するとき駆動軸１５を締結作業部９の端部に指向する一定の傾斜角で支持する一方、ソケット１６に保持されたボルト１０が締結開始位置以後の区間に位置するとき駆動軸１５を一定の傾斜角に対して所定の揺動を許容して支持する。
【００２０】
次に、上述の構成によるねじ締め装置５の作用について説明する。リフタ４によってサスペンション部品３が組付作業位置まで上昇されて位置決めがなされると、同時に、リフタ４に固設されたシャフトガイド１８は上昇される。そして、支持孔１８ａの軸心は、締結作業部９の端部に指向された状態で位置決めされる。
【００２１】
このとき、シャフトガイド１８の支持孔１８ａには駆動軸１５の太径部１５ａが支持されており、太径部１５ａは支持孔１８ａの内径と略同径であるので、駆動軸１５はシャフトガイド１８と同一の一定の傾斜角を持ってガイドされる。また、駆動軸１５の先端に連結されたソケット１６は、コイルスプリング１７によってソケット１６の軸心が駆動軸１５の軸心と一致する方向に付勢されている。従って、ソケット１６に保持されたボルト１０は、締結作業部９の端部に指向される（図３（ａ）参照）。
【００２２】
次いで、昇降装置２０によってボルトランナ１９が上昇されると、駆動軸１５はシャフトガイド１８に沿って締結作業部９の端部に指向した一定の傾斜角で上方に移動し、ボルト１０をボルト挿通孔８に導く。
【００２３】
さらにボルトランナ１９が上昇されると、ボルト挿通孔８，６へのボルト１０の挿入量に応じて、ソケット１６はコイルスプリング１７の付勢力に抗して駆動軸１５に対して弾性的に屈曲される。
【００２４】
そして、ボルト１０の先端がナット７に達した位置（すなわち締結開始位置に達した位置）で、太径部１５ａはシャフトガイド１８の支持から解放され、細径部１５ｂのみの部位がシャフトガイド１８に支持されるため、駆動軸１５はシャフトガイド１８に対して所定の揺動を許容して支持される。加えて、ソケット１６は弾性的に屈曲されるので、ボルト１０は軸心が螺合軸Ｏと一致する（図３（ｂ）参照）。
【００２５】
次いで、ボルトランナ１９によって駆動軸１５が駆動され、ナット７に対するボルト１０の螺合が開始されると、ナット７に対する螺入量に応じてボルト１０の位置が上昇する。このとき、駆動軸１５は所定の揺動を許容してシャフトガイド１８に支持されており、ソケット１６は駆動軸１５に対して弾性的に屈曲可能であるので、駆動軸１５の傾斜角及び駆動軸１５とソケット１６との屈曲角度は、ボルト１０の螺入量（上昇位置）に応じて自律的に補正される。従って、ボルト１０は、その軸心が常に螺合軸Ｏと一致した状態でナット７に螺入される（図３（ｃ）参照）。
【００２６】
このような実施の形態によれば、ソケット１６に保持されたボルト１０をボルト挿通孔８に導く際には、ボルト挿通孔８の入口に指向した一定の傾斜角で駆動軸１５を支持し、且つ、コイルスプリング１７の付勢力によってソケット１６を駆動軸１５の同軸上に保持するので、ボルト１０をボルト挿通孔８に確実に挿入することができる。
【００２７】
また、ナット７に対するボルト１０の螺合を行う際には、所定の揺動を許容して駆動軸１５を支持し、且つ、ソケット１６は駆動軸１５に対して弾性的に屈曲可能であるので、駆動軸１５の傾斜角及び駆動軸１５とソケット１６との屈曲角度をボルト１０の螺入量に応じて自律的に補正することができ、ボルト１０の軸心を常に螺合軸Ｏ（ナット７の軸心）と一致した状態で締結作業を行うことができる。従って、ボルト１０のナット７に対する噛合不良を確実に防止することができる。
【００２８】
また、螺合軸Ｏに対して傾斜した方向からの締結作業を、噛合不良を引き起こすことなく、ねじ締め装置５によって自動化することができるので、人為的作業による締結トルク不足の発生や作業効率の低下等を防止することができる。
【００２９】
なお、上述の実施の形態においては、組付作業位置に固定されたナットに対して傾斜方向からボルトを自動締結する一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく組付作業位置に固定されたボルトに対して傾斜方向からナットを自動締結する際にも適用可能である。
【００３０】
また、本発明は車体の組立作業に限定されるものではなく、あらゆる組立作業に適用が可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、噛合不良等を引き起こすことなく、ねじの螺合軸方向に対して傾斜した方向からの自動締結を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】組付装置の概略構成図
【図２】車体へのサスペンション部品の組付作業を示す説明図
【図３】ねじ締め装置の動作説明図
【図４】従来のねじ締め装置により自動締結を行う際の説明図
【図５】螺合軸上に障害物が存在する場合における従来の締結作業を示す説明図
【符号の説明】
５  ねじ締め装置
８  ボルト挿通孔
９  締結作業部
１０  ボルト（ねじ）
１５  駆動軸
１５ａ  太径部
１５ｂ  細径部
１６  ソケット（ねじ保持部）
１７  コイルスプリング（付勢手段）
１８  シャフトガイド（支持手段）
１８ａ  支持孔
Ｏ  螺合軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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