JP5765531B2 - Nutrunner and nutrunner pressing force control method - Google Patents
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Description
本発明は、ナットランナ及びナットランナの押付け力制御方法に関するものである。 The present invention relates to a nut runner and a method for controlling the pressing force of the nut runner.
ボルトの締付け行程に用いられるナットランナの押付け力を一定若しくは任意に制御することを目的として、従来から、種々の技術が発案されている。例えば、ナットランナのねじ込み量や加圧力等をフィードバックして、押付け力を制御する手法が挙げられる(例えば、特許文献1〜3参照)。 Conventionally, various techniques have been proposed for the purpose of controlling a pressing force of a nut runner used in a bolt tightening process to be constant or arbitrary. For example, there is a method of controlling the pressing force by feeding back the screw amount of the nut runner, the applied pressure, or the like (for example, see Patent Documents 1 to 3).
しかしながら、上述の如く、ボルトの締付け行程で得られる測定値をナットランナの押付け力にフィードバックする手法は、装置構成が複雑であり、より簡単で確実なナットランナの押付け力制御の実現が望まれるところである。図7には、装置構成が簡単な従来のナットランナが示されている。このナットランナ10は、ボルト12の頭部が係合するソケット14と、ソケット14に対して軸方向に相対移動可能に係合する回転部16とを備えている。更に、ソケット14と回転部16とを回転可能、かつ、ソケット14を軸方向に摺動可能に保持するための、筒状部材からなる保持部18を備えている。
However, as described above, the method of feeding back the measured value obtained in the bolt tightening process to the pressing force of the nut runner has a complicated apparatus configuration, and it is desired to realize a simpler and more reliable control of the pressing force of the nut runner. . FIG. 7 shows a conventional nutrunner having a simple device configuration. The
図7のナットランナ10では、ソケット14は、その先端部14aにボルト12と係合する凹部が形成されている。回転部16はモータの回転軸に直結してソケット14を回転駆動するものであり、図示の例では、ソケット14に対して摺動可能に係合する係合部16aが、四角形断面を有している。又、ソケット14の、係合部16aとの係合凹部14bも、係合部16aに倣って、断面形状が四角形をなしている。そして、ソケット14と回転部16とは、互いに回り止めが施されることで、軸方向に相対移動可能、かつ、ソケット14は回転部16によって回転駆動されるものである。更に、ソケット14の基端部14cに形成された環状フランジと、回転部16の中間部16bに形成された環状フランジとの間にコイルばね20が配置されている。又、保持部18の内筒部は、ソケット14の外周面を回転可能に保持する小径部18aと、ソケット14の基端部14cに形成された環状フランジを、回転可能かつ軸方向に摺動案内する大径部18bとを備えている。なお、図7に符号22で示される部分は、回転部16を駆動するモータのハウジングであり、保持部18は、このハウジング22に固定されている。
In the
このナットランナ10は、図7(a)に示されるボルト12の締付け作業の初期段階では、コイルばね20が縮んだ状態にあり、図8(a)に示されるように、ナットランナ10の押付け力Fは大きくなる。又、締付け作業の時間Tの経過と共に、ボルト12の締付けが進行して軸方向へと進むことで、コイルばね20が図7(b)に示されるように伸びて行く。この、コイルばね20の伸びと共に、ナットランナ10の押付け力Fは、図8(a)に示されるように減少していく。従って、ナットランナ10の押付け力Fは、締付け作業の時間Tの経過と共に、理想的には図8(a)の実線で示されるように直線状に減少し、実際には点線で示されるように若干の振れを以って減少していく。
In this
ところで、図8(b)に示されるように、ボルト12の締付け作業における不良の発生頻度Ofは、締付け初期には、かじりAの発生頻度が高く、締付け作業時間Tの経過と共に、ソケット外れBの発生頻度が高まる傾向にある。ここで、かじりの発生原因は、締付け作業の初期段階において、ナットランナ10の押付け力Fが過大であることによるものである。又、ソケット外れは、締付け作業の進行に従い、ナットランナ10の押付け力Fが不足することに起因するものである。しかしながら、図7に示された従来のナットランナ10の押付け力Fは、図8(a)に示されるように、締付け初期に大きく、締付け作業時間Tの経過と共に小さくなっていくことから、かじりとソケット外れの双方を誘発し易いものとなってしまう。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、かじりやソケット外れといった締付け作業時の不良の発生を防ぐことが可能な、ナットランナの押付け力制御を、簡単かつ確実に実現することにある。
By the way, as shown in FIG. 8B, the occurrence frequency Of of the
The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to provide a simple and reliable control of the pressing force of the nutrunner that can prevent the occurrence of defects during tightening work such as galling or socket disconnection. To be realized.
(発明の態様)
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
(Aspect of the Invention)
The following aspects of the present invention exemplify the configuration of the present invention, and will be described separately for easy understanding of various configurations of the present invention. Each section does not limit the technical scope of the present invention, and some of the components of each section are replaced, deleted, or further while referring to the best mode for carrying out the invention. Those to which the above components are added can also be included in the technical scope of the present invention.
(1)ソケットと、該ソケットに対して軸方向に相対移動可能に係合するとともに前記ソケットを回転駆動する回転部と、前記ソケットを軸方向に移動可能かつ回転可能に保持する保持部と、前記回転部に対し前記ソケットを軸方向へと移動させる磁気ばねとを含み、
該磁気ばねは、軸方向に伸縮可能であって、軸方向の伸縮ストロークの端部の押付け力F=0の状態から、押付け力が増大する範囲を経て、押付け力が一定の範囲となる特性を有するナットランナ(請求項1)。
本項に記載のナットランナは、回転部によってソケットを回転駆動し、ボルトナットの締付け作業を行う際に、回転部に対するソケットの軸方向の移動が磁気ばねの伸縮によって引き起こされ、ナットランナの押付け力が、締付け作業の進行に対して適切に制御されるものである。
(1) a socket, a rotating part that engages with the socket so as to be relatively movable in the axial direction and rotationally drives the socket, and a holding part that holds the socket so as to be movable and rotatable in the axial direction; look containing a magnetic spring which moves with the socket to the rotary unit in the axial direction,
The magnetic spring is extendable in the axial direction, and has a characteristic in which the pressing force becomes a constant range from the state where the pressing force F = 0 at the end of the axial expansion / contraction stroke passes through a range in which the pressing force increases. A nutrunner having: (Claim 1).
Nut runner according to the above, rotates the socket by the rotation unit, when performing the bolt and nut tightening, axial movement of the socket relative to the rotating part is caused by expansion and contraction of the magnetic spring, the pressing force of the nut runner It is appropriately controlled with respect to the progress of the tightening operation.
(2)上記(1)項において、前記磁気ばねの伸縮ストロークの、押付け力が一定の範囲に、前記ソケット及び前記回転部の軸方向の相対移動範囲が収まるように、前記保持部によって、前記ソケットと前記回転部とが保持されているナットランナ(請求項2)。
本項に記載のナットランナは、回転部に対するソケットの軸方向の移動を引き起こす磁気ばねの、伸縮ストロークの押付け力が一定の範囲に、ソケットと回転部との相対移動範囲が収まるように、保持部によってソケットと回転部とが保持される。このため、回転部によってソケットを回転駆動し、ボルトナットの締付け作業を行う際の、ナットランナの押付け力は、締付け作業の時間経過、すなわち、回転部に対するソケットの軸方向の移動に関わらず、一定に制御される。このときの押付け力は、締付け作業の初期段階において、ナットランナの押付け力が過大であることに起因する、かじりの発生が回避される強さに設定されるものである。この場合には、締付け作業の進行に従い、ナットランナの押付け力が不足することに起因する、ソケット外れの発生を考慮し、それも回避することが可能な、適切な一定の押付け力に設定されることが望ましい。
(2) In the above item (1), the holding portion allows the relative movement range in the axial direction of the socket and the rotating portion to fall within a range where the pressing force of the expansion / contraction stroke of the magnetic spring is constant. A nut runner in which a socket and the rotating portion are held (Claim 2).
The nutrunner described in this section has a holding portion so that the relative movement range of the socket and the rotating portion is within a certain range of the pressing force of the expansion / contraction stroke of the magnetic spring that causes the axial movement of the socket with respect to the rotating portion. Thus, the socket and the rotating part are held. For this reason, when the socket is rotated by the rotating part and the bolt and nut are tightened, the pressing force of the nut runner is constant regardless of the passage of time of the tightening work, that is, the axial movement of the socket relative to the rotating part. Controlled. The pressing force at this time is set to a strength that avoids the occurrence of galling due to the excessive pressing force of the nut runner in the initial stage of the tightening operation. In this case, as the tightening operation progresses, the occurrence of socket detachment due to insufficient pressing force of the nut runner is taken into consideration, and the pressing force is set to an appropriate constant pressing force that can also be avoided. It is desirable.
(3)上記(1)項において、前記磁気ばねの伸縮ストロークの、押付け力が増大する範囲に、前記ソケットと前記回転部との相対移動範囲が収まるように、前記保持部によって、前記ソケットと前記回転部とが保持されているナットランナ(請求項3)。
本項に記載のナットランナは、回転部に対するソケットの軸方向の移動を引き起こす磁気ばねの、伸縮ストロークの押付け力が増大する範囲に、ソケットと回転部との相対移動範囲が収まるように、保持部によってソケットと回転部とが保持される。このため、回転部によってソケットを回転駆動し、ボルトナットの締付け作業を行う際の、ナットランナの押付け力は、締付け作業の時間経過、すなわち、回転部に対するソケットの軸方向の移動と共に、増大するように制御される。このときの押付け力は、締付け作業の初期段階において、ナットランナの押付け力が過大であることに起因する、かじりの発生が回避される強さに設定される。又、押付け力は、締付け作業の進行に従い、ナットランナの押付け力が不足することに起因する、ソケット外れの発生が回避される強さへと増大するように、設定されるものである。
(3) In the above item (1), the holding portion causes the socket and the socket to be within a range in which the pressing force of the expansion / contraction stroke of the magnetic spring is increased. A nut runner in which the rotating part is held (Claim 3).
The nutrunner described in this section has a holding part so that the relative movement range of the socket and the rotating part is within the range in which the pressing force of the expansion / contraction stroke of the magnetic spring that causes the axial movement of the socket with respect to the rotating part is increased. Thus, the socket and the rotating part are held. Therefore, the pressing force of the nut runner when the socket is rotated by the rotating portion and the bolt nut is tightened is increased with the passage of time of the tightening operation, that is, the axial movement of the socket with respect to the rotating portion. Controlled. The pressing force at this time is set to a strength that prevents the occurrence of galling due to the excessive pressing force of the nut runner in the initial stage of the tightening operation. Further, the pressing force is set so as to increase to a strength that avoids the occurrence of the socket detachment due to the shortage of the pressing force of the nut runner as the tightening operation progresses.
(4)上記(1)から(3)項において、前記保持部は筒状部材により構成され、前記ソケットと前記回転部と前記保持部とが同芯状に配置されており、かつ、前記ソケット及び前記回転部の、互いに摺接する範囲に、前記磁気ばねが構成されているナットランナ(請求項4)。
本項に記載のナットランナは、ソケットと回転部と筒状部材により構成された保持部とが、同芯状に配置されて、回転部に対するソケットの軸方向の移動を、ソケット及び回転部の、互いに摺接する範囲に構成された磁気ばねによって、引き起こすものである。そして、磁気ばねによってナットランナの押付け力の制御を行いながら、筒状部材である保持部に回転可能に保持された回転部によって、同じく保持部に回転可能かつ軸方向に摺動可能に保持されたソケットを回転駆動し、ボルトナットの締付け作業を行うものである。
(4) In the above items (1) to (3), the holding part is constituted by a cylindrical member, the socket, the rotating part, and the holding part are arranged concentrically, and the socket A nut runner in which the magnetic spring is configured in a range where the rotating portion is in sliding contact with each other.
In the nut runner described in this section, the socket, the rotating portion, and the holding portion configured by the cylindrical member are arranged concentrically, and the movement of the socket in the axial direction with respect to the rotating portion can be performed. It is caused by the magnetic springs configured in the range where they are in sliding contact with each other. Then, while controlling the pressing force of the nutrunner by the magnetic spring, the rotating portion held rotatably by the holding portion which is a cylindrical member was also held by the holding portion so as to be rotatable and slidable in the axial direction. The socket is driven to rotate, and the bolts and nuts are tightened.
(5)上記(1)から(3)項において、前記保持部は、前記回転部に対して前記ソケットを軸方向に移動可能に保持するリニアガイドを備え、前記磁気ばねは、円筒状のステータと該ステータに対して軸方向にスライドする円柱状のスライダとを備え、かつ、前記磁気ばねの軸方向と前記リニアガイドの軸方向とが平行に配置されており、前記ステータ及び前記スライダの一方が前記回転部に対し固定され、他方が前記ソケットに対し固定されているナットランナ(請求項5)。
本項に記載のナットランナは、磁気ばねが、ステータと該ステータに対してスライドするスライダとを備え、かつ、ステータ及びスライダの一方が回転部に対し固定され、他方がソケットに対し固定されている。このため、回転部に対するソケットの軸方向の移動を、回転部の軸方向と平行に配置されている磁気ばねによって、引き起こすものである。そして、磁気ばねによってナットランナの押付け力の制御を行いながら、リニアガイドによって、回転部に対しソケットを軸方向へと案内し、保持部に回転可能に保持された回転部によってソケットを回転駆動し、ボルトナットの締付け作業を行うものである。
(5) In the above items (1) to (3), the holding portion includes a linear guide that holds the socket movably in the axial direction with respect to the rotating portion, and the magnetic spring includes a cylindrical stator. and a cylindrical slider to slide axially relative to the stator, and the axial magnetic spring and the axial direction of the linear guide are arranged parallel to one of the stator and the slider A nut runner fixed to the rotating part and the other fixed to the socket.
In the nut runner described in this section, the magnetic spring includes a stator and a slider that slides relative to the stator, and one of the stator and the slider is fixed to the rotating portion, and the other is fixed to the socket. . For this reason, the movement of the socket in the axial direction with respect to the rotating part is caused by the magnetic spring arranged parallel to the axial direction of the rotating part. Then, while controlling the pressing force of the nut runner by the magnetic spring, the linear guide guides the socket in the axial direction with respect to the rotating portion, and the socket is rotated by the rotating portion held rotatably by the holding portion, Tighten bolts and nuts.
(6)上記(1)から(5)項において、前記ソケット及び前記回転部の、相互の摺接部分が多角形断面を有するナットランナ。
本項に記載のナットランナは、ソケット及び回転部の、相互の摺接部分が多角形断面を有することで、ソケットと回転部とは、互いに回り止めが施され、軸方向に相対移動可能、かつ、ソケットは回転部によって回転駆動されるものである。
(6) In the above items (1) to (5), a nutrunner in which sliding portions of the socket and the rotating part have a polygonal cross section.
In the nutrunner described in this section, the sliding contact portions of the socket and the rotating portion have a polygonal cross section, so that the socket and the rotating portion are prevented from rotating together and are relatively movable in the axial direction, and The socket is rotationally driven by the rotating part.
(7)上記(1)から(5)項において、前記ソケット及び前記回転部の、相互の摺接部分が円形断面を有し、かつ、互いに回り止めが形成されているナットランナ。
本項に記載のナットランナは、ソケット及び回転部の、相互の摺接部分が円形断面を有し、かつ、互いに回り止めが形成されていることで、ソケットと回転部とは、軸方向に相対移動可能、かつ、ソケットは回転部によって回転駆動されるものである。
(7) The nut runner according to the above items (1) to (5), wherein the sliding contact portions of the socket and the rotating part have a circular cross section and are provided with a detent.
In the nutrunner described in this section, the sliding contact portions of the socket and the rotating part have a circular cross section, and the rotation preventing part is formed between the socket and the rotating part. The socket is movable and is driven to rotate by the rotating part.
(8)上記(7)項において、前記ソケットは、前記回転部に係合する基端部と、ボルトナットに係合する先端部とが同軸上に無く、前記基端部と前記先端部とをつなぐ動力伝達機構を備えるものである。
本項に記載のナットランナは、ソケットの、回転部に係合する基端部と、ボルトナットに係合する先端部とが同軸上に無く、回転部からオフセットした位置において、ボルトナットの締付け作業を行うものである。
(8) In the above item (7), the socket has a base end portion that engages with the rotating portion and a tip end portion that engages with the bolt nut on the same axis, and the base end portion and the tip end portion The power transmission mechanism which connects is provided.
In the nut runner described in this section, the base end portion of the socket that engages with the rotating portion and the tip end portion that engages with the bolt nut are not coaxial, and the bolt nut is tightened at a position offset from the rotating portion. Is to do.
(9)上記(1)から(8)項において、前記磁気ばねを構成する磁石に電磁石が含まれるナットランナ。
本項に記載のナットランナは、磁気ばねを構成する磁石に電磁石が含まれ、電磁石のコイルに流す電流値を変えることで、回転部に対するソケットの移動を引き起こす磁気ばねの押付け力が、締付け作業の時間経過と共に増大するよう制御されるものである。そして、回転部によってソケットを回転駆動し、ボルトナットの締付け作業を行う際の、ナットランナの押付け力は、締付け作業の時間経過、すなわち、回転部に対するソケットの軸方向の移動と共に、増大するように制御されるものである。このときの押付け力は、締付け作業の初期段階において、ナットランナの押付け力が過大であることに起因する、かじりの発生が回避される強さに設定される。又、締付け作業の進行に従い、ナットランナの押付け力が不足することに起因する、ソケット外れの発生が回避される強さへと増大するように、設定されるものである。又、ナットランナの押付け力を一定に制御することも可能であり、この場合には、押付け力を、かじり及びソケット外れの双方を回避することが可能な、適切な強さに適宜調整するものである。
(9) The nut runner according to the above items (1) to (8), wherein the magnet constituting the magnetic spring includes an electromagnet.
In the nutrunner described in this section, the magnet constituting the magnetic spring includes an electromagnet, and the pressing force of the magnetic spring that causes the movement of the socket relative to the rotating part by changing the current value flowing through the coil of the electromagnet It is controlled to increase with the passage of time. Then, when the socket is driven to rotate by the rotating part and the bolt and nut are tightened, the pressing force of the nut runner increases with the passage of time of the tightening work, that is, the axial movement of the socket with respect to the rotating part. It is to be controlled. The pressing force at this time is set to a strength that prevents the occurrence of galling due to the excessive pressing force of the nut runner in the initial stage of the tightening operation. Further, as the tightening operation progresses, it is set so as to increase to such a strength that the occurrence of the socket detachment due to insufficient pressing force of the nut runner is avoided. It is also possible to control the pressing force of the nutrunner to be constant, and in this case, the pressing force is appropriately adjusted to an appropriate strength that can avoid both galling and socket detachment. is there.
(10)ソケットと、該ソケットに対して軸方向に相対移動可能に係合して前記ソケットを回転駆動する回転部と、前記ソケット及び前記回転部を、軸方向に相対移動可能かつ回転可能に保持する保持部と、前記回転部に対し前記ソケットを軸方向へと移動させるばねとを供えるナットランナの、前記ばねに、軸方向に伸縮可能であって、軸方向の伸縮ストロークの端部の押付け力F=0の状態から、押付け力が増大する範囲を経て、押付け力が一定の範囲となる特性を有する磁気ばねを用い、前記回転部に対し前記ソケットを軸方向へと移動させる力を、前記磁気ばねにより制御するナットランナの押付け力制御方法(請求項6)。
本項に記載のナットランナは、ばねに磁気ばねを用い、回転部に対するソケットの軸方向の軸方向の移動を、磁気ばねによって引き起こすものである。そして、ボルトナットの締付け作業を行う際に、磁気ばねによって、回転部に対しソケットを移動させる力を制御し、ナットランナの押付け力を、締付け作業の進行に対して適切に対して適切に制御するものである。
(10) A socket, a rotating portion that engages the socket so as to be relatively movable in the axial direction and rotationally drives the socket, and the socket and the rotating portion are relatively movable and rotatable in the axial direction. a holding portion for holding, the socket nut runner which equipped with a spring to move into the axial direction, the spring relative to the rotation part, a stretchable in the axial direction, pressing the ends of the telescopic stroke axial Using a magnetic spring having a characteristic that the pressing force is in a certain range from a state where the force F = 0 through a range in which the pressing force increases , a force for moving the socket in the axial direction with respect to the rotating portion, A method for controlling the pressing force of a nut runner controlled by the magnetic spring (Claim 6).
The nut runner described in this section uses a magnetic spring as a spring, and causes the axial movement of the socket in the axial direction with respect to the rotating portion to be caused by the magnetic spring. When the bolt and nut are tightened, the magnetic spring controls the force for moving the socket relative to the rotating part, and the nut runner pressing force is appropriately controlled appropriately for the progress of the tightening operation. Is.
(11)上記(10)項において、前記磁気ばねの伸縮ストロークの、押付け力が一定の範囲に、前記ソケット及び前記回転部の軸方向の相対移動範囲を収め、前記回転部に対し前記ソケットを移動させる力を一定に制御するナットランナの押付け力制御方法(請求項7)。
本項に記載のナットランナは、磁気ばねの伸縮ストロークの、押付け力が一定の範囲に、ソケットと回転部との、軸方向の相対移動範囲を収め、回転部に対しソケットを軸方向へと移動させる力を一定に制御する。そして、回転部によってソケットを回転駆動し、ボルトナットの締付け作業を行う際の、ナットランナの押付け力を、締付け作業の時間経過、すなわち、回転部に対するソケットの軸方向の移動に関わらず、一定に制御するものである。このときの押付け力は、締付け作業の初期段階において、ナットランナの押付け力が過大であることに起因する、かじりの発生が回避される強さに設定するものである。この場合には、締付け作業の進行に従い、ナットランナの押付け力が不足することに起因する、ソケット外れの発生を考慮し、それも回避することが可能な、適切な一定の押付け力に設定することが望ましい。
(11) In the above item (10), the range of relative movement in the axial direction of the socket and the rotating part is accommodated in a range in which the pressing force of the expansion / contraction stroke of the magnetic spring is constant, and the socket is connected to the rotating part. A method for controlling the pressing force of a nut runner that controls the moving force to be constant (claim 7).
The nutrunner described in this section accommodates the relative movement range of the socket and the rotating part in the axial direction of the expansion and contraction stroke of the magnetic spring, and moves the socket in the axial direction with respect to the rotating part. Control the force to be constant. Then, when the socket is rotated by the rotating part and the bolt and nut are tightened, the pressing force of the nut runner is kept constant regardless of the passage of time of the tightening work, that is, the axial movement of the socket relative to the rotating part. It is something to control. The pressing force at this time is set to a strength that prevents the occurrence of galling due to the excessive pressing force of the nut runner in the initial stage of the tightening operation. In this case, as the tightening operation progresses, considering the occurrence of socket detachment due to insufficient nutrunner pressing force, set an appropriate constant pressing force that can also be avoided. Is desirable.
(12)上記(10)項において、前記磁気ばねの伸縮ストロークの、押付け力が増大する範囲に、前記ソケット及び前記回転部の軸方向の相対移動範囲を収め、前記回転部に対し前記ソケットを移動させる前記磁気ばねの力を、前記回転部に対する前記ソケットの軸方向の移動量に応じて増大させるナットランナの押付け力制御方法(請求項8)。
本項に記載のナットランナは、磁気ばねの伸縮ストロークの、押付け力が増大する範囲に、ソケットと回転部との、軸方向の相対移動範囲を収め、回転部に対しソケットを移動させる力を、回転部に対するソケットの移動量に応じて増大させるように制御する。そして、回転部によってソケットを回転駆動し、ボルトナットの締付け作業を行う際の、ナットランナの押付け力を、締付け作業の時間経過、すなわち、回転部に対するソケットの軸方向の移動と共に、増大するように制御するものである。このときの押付け力は、締付け作業の初期段階において、ナットランナの押付け力が過大であることに起因する、かじりの発生が回避される強さに設定する。又、締付け作業の進行に従い、ナットランナの押付け力が不足することに起因する、ソケット外れの発生が回避される強さへと増大するように、設定するものである。
(12) In the above item (10), an axial relative movement range of the socket and the rotating part is accommodated in a range in which the pressing force of the expansion / contraction stroke of the magnetic spring is increased, and the socket is connected to the rotating part. A method for controlling the pressing force of the nut runner, wherein the force of the magnetic spring to be moved is increased in accordance with the amount of movement of the socket in the axial direction with respect to the rotating part (Claim 8).
The nut runner described in this section stores the relative movement range of the socket and the rotating part in the axial direction of the expansion and contraction stroke of the magnetic spring, and moves the socket with respect to the rotating part. Control is performed so as to increase in accordance with the amount of movement of the socket relative to the rotating part. Then, when the socket is rotated by the rotating portion and the bolt nut is tightened, the pressing force of the nut runner is increased with the passage of time of the tightening operation, that is, the axial movement of the socket with respect to the rotating portion. It is something to control. The pressing force at this time is set to a strength that prevents the occurrence of galling due to the excessive pressing force of the nut runner in the initial stage of the tightening operation. Further, as the tightening operation proceeds, the setting is made so as to increase the strength to avoid the occurrence of the socket detachment due to the shortage of the pressing force of the nut runner.
本発明はこのように構成したので、かじりやソケット外れといった締付け作業時の不良の発生を防ぐことが可能な、ナットランナの押付け力制御を、簡単かつ確実に実現することができる。 Since the present invention is configured as described above, it is possible to easily and reliably realize the pressing force control of the nut runner that can prevent the occurrence of defects during tightening work such as galling or socket disconnection.
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて説明する。なお、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については、同一符号を付して説明する。
本発明の実施の形態に係るナットランナ24は、図1に示されるように、ソケット14と、ソケット14に対して軸方向に相対移動可能に係合して、ソケット14を回転駆動する回転部16と、ソケット14を、回転部16に対し軸方向に相対移動可能、かつ、回転可能に保持する保持部18とを備えている。更に、回転部16に対するソケット14の軸方向の移動を引き起こすばねとして、磁気ばねMを含むものである。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated about the part same as a prior art, or a corresponding part.
As shown in FIG. 1, the
図1の例では、保持部18は、ソケット14及び回転部16を回転可能、かつ、ソケット14を軸方向に摺動可能に保持する、筒状部材により構成されている。又、磁気ばねMは、図1(c)に示されるように、ソケット14及び回転部16の、互いに摺接する範囲に構成されている。すなわち、ソケット14及び回転部16が、磁気ばねMのステータと、ステータに対してスライドするスライダとを構成するものである。又、ソケット14と回転部16との磁気ばねMが構成された範囲は、相互の摺接部分が四角形断面を有している。なお、図1(c)では、磁気ばねMは、ソケット14と回転部16との四角形断面の対向する二面に設けられているが、適宜、一面、三面、四面に設けることしても良い。又、ソケット14及び回転部16の何れか一方に永久磁石を配置し、もう一方には鉄等の強磁性体を用いることとしても良い。更に、ソケット14と回転部16との磁気ばねMが構成された範囲は、相互の摺接部分が四角形以外の多角形断面を有しているものであっても良い。
In the example of FIG. 1, the holding
このナットランナ24は、図1(a)に示されるボルト12の締付け作業の初期段階における押付け力F1と、締付け作業の時間が経過し、図1(b)に示されるボルト12の締付け作業の最終段階となった時点での押付け力F2とを、図2に実線で示されるように一定とすることが可能である。又、図2に点線で示されるように、F1よりもF2が大きくなるように、締付け作業の時間Tの経過と共に、押付け力Fを増大させることも可能である。
The
このような、ナットランナ24の押付け力Fの制御は、図3に示される磁気ばねの特性を、適切に利用することで可能となる。すなわち、磁気ばねMの押付け力は、磁気ばねMの伸縮ストロークSの端部の押付け力F=0の状態から、押付け力Fが増大する範囲(Fv)を経て、押付け力Fが一定の範囲(Fc)となるものである。従って、磁気ばねMの押付け力Fが一定の範囲(Fc)に、ソケット14と回転部16との相対移動範囲が収まるように、保持部18によってソケット14と回転部16とを保持するよう配置することで、ナットランナ24の押付け力Fが一定となるよう、ナットランナ24の押付け力Fを制御することができる。
一方、磁気ばねMの押付け力が増大する範囲(Fv)に、ソケット14と回転部16との相対移動範囲が収まるように、保持部18によってソケット14と回転部16とを保持するよう配置することで、締付け作業の時間Tの経過と共に、ナットランナ24の押付け力Fを増大させるよう制御することができる。
Such a control of the pressing force F of the
On the other hand, the holding
さて、図4のナットランナ26は、図1のナットランナ24の別例である。両者の相違点は、ソケット14と回転部16との磁気ばねMが構成された相互の摺接部分が、図4(c)〜(f)に示されるように、円形断面を有しているところにある。又、併せて、回転部16の磁気ばねMが構成された範囲(係合部)16a以外の部分、具体的には基端部16cが、四角形断面を有している。又、ソケット14の内筒部には、回転部16の係合部16aとの係合凹部14bが形成された小径部14dを備えている。又、ソケット14の内筒部には、回転部16の中間部16bに形成された環状フランジが摺接する、ガイド部14eが形成された、大径部14fを備えている。そして、大径部14fの基端部には、回転部16の基端部16cに倣って、断面形状が四角形の貫通穴14gが形成されている。よって、回転部16の基端部16cと貫通穴14gとにより、ソケット14及び回転部16は、互いに回り止めが施される。そして、ソケット14と回転部16とは、軸方向に相対移動可能、かつ、ソケット14は回転部16によって回転駆動されるものである。
なお、図4(c)〜(f)に示されるように、ソケット14と回転部16との対向する部分が同極性であっても、異極性であっても良く、又、円周方向の一部に永久磁石が配置されたものでも、全体に渡って永久磁石が配置されたものでも良い。又、ソケット14及び回転部16の何れか一方に永久磁石を配置し、もう一方には鉄等の強磁性体を用いることとしても良い。これらの点は、図1のナットランナ24も同様である。
Now, the
As shown in FIGS. 4C to 4F, the facing portions of the
又、図5、図6には、本発明の実施の形態に係る、更に別例のナットランナ28が示されている。従前のナットランナ24、26との相違点は、図1、図4のナットランナ24、26が、ソケット14及び回転部16それ自体によって磁気ばねMが構成されているのに対し、図5、図6のナットランナ28は、ソケット14及び回転部16に対し、磁気ばねMが別体をなし、かつ、回転部16の軸方向と平行に配置されているところにある。
5 and 6 show still another
より具体的には、保持部18は、回転部16に対してソケット14を相対移動可能に保持するガイド手段30を備えている。又、ガイド手段30は、回転部16を駆動するモータ32のハウジング22に固定された、ベース板301を備えている。ベース板301には、モータ32の回転軸32aを挿通するための挿通穴301aが形成されている。又、ベース板301に固定されたブラケット302には、回転部16の軸方向と平行にスライドするリニアガイド303を介して、スライド板304が支持されている。スライド板304には、ソケット14と、磁気ばねMを保持する2つのフランジ305とが固定されている。更に、スライド板304には、図6(a)にのみ示されるステー306が固定されている。そして、ステー306によって、スライドピン307を、摺動可能に保持している。スライドピン307は、回転部16の軸方向と平行に、ベース板301に対して固定されている。このステー306及びスライドピン307も、スライド板304を回転部16の軸方向と平行にスライドさせる際の、ガイドとして機能し、リニアガイド303を補助するものである。
More specifically, the holding
図5、図6の磁気ばねMは、円筒状のステータMaと、ステータMaに対してスライドする円柱状のスライダMbとからなり、ステータMaはフランジ305によって、スライド板304に対し固定されている。一方、スライダMbの上端部は、ベース板301に固定されている。すなわち、図5、図6の例では、ステータMaは、フランジ305と、スライド板304と、スライド板304に固定されているソケット14のアーム143(後述する)とを介して、ソケット14に対して固定されている。一方、スライダMbは、ベース板301と、このベース板301が固定された、回転部16を駆動するモータ32のハウジング22とを介して、回転部16に対して固定されているが、これとは逆の関係であっても良い。
なお、スライド板304に対するフランジ305の位置を移動させることで、スライダMbに対するステータMaの、軸方向の相対的な位置を移動させることも可能である。そして、必要に応じ、磁気ばねMの押付け力Fが一定の範囲(Fc)に、ソケット14と回転部16との相対移動範囲が収まるように、保持部18によってソケット14と回転部16とを保持するよう調整することが可能である。一方、磁気ばねMの押付け力が増大する範囲(Fv)に、ソケット14と回転部16との相対移動範囲が収まるように、保持部18によってソケット14と回転部16とを保持するよう配置することも可能である。かかる、押付け力Fの事後的な調整手段は、図1、図4のナットランナ24、26にも、適宜設けることが可能である。
The magnetic spring M in FIGS. 5 and 6 includes a cylindrical stator Ma and a columnar slider Mb that slides relative to the stator Ma. The stator Ma is fixed to the
In addition, by moving the position of the
そして、磁気ばねMは、スライダMbに対してステータMaが軸方向にスライドすることで、回転部16に対しソケット14を軸方向へと移動させる力を、ガイド手段30のスライド板304に付与するものである。なお、ここで用いられる磁気ばねMとしては、ボルト12の締付け作業に必要な伸縮ストロークS(図5(a))として、例えば、S=30mmが確保され、かつ、押付け力が一定のときのF=10〜60Nのものが用いられるが、これらの具体的数値は、締付け対象となるボルト12に応じ、適宜設定されるものである(これらの値は、図1、図4の例も同様である)。
なお、図5、図6の例では、二本の磁気ばねMが用いられているが、適宜、磁気ばねMを一本のみ、又は、三本以上用いることとしても良い。又、スライド板304を回転部16の軸方向と平行にスライドさせる際のガイドとして、リニアガイド303、ステー306及びスライドピン307に代えて、別の形式のガイドを用いることとしても良い。
The magnetic spring M applies a force that moves the
5 and 6, two magnetic springs M are used. However, only one magnetic spring M or three or more magnetic springs M may be used as appropriate. Further, instead of the
なお、図5、図6の例では、断面形状が四角形をなす回転部16の係合部16aと同様に、ソケット14の基端部141には、断面形状が四角形をなす係合部16aとの係合凹部14bが形成されている。よって、ソケット14の基端部141は、回転部16に対し軸方向に摺動可能、かつ、回転部16によって回転駆動されるものである。
又、ソケット14は、複数の歯車142a〜142eからなる動力伝達機構142を備えたアーム143を備えている。このアーム143は、回転部16と直交する方向に突設するようにして、スライド板304に固定されている。図示の例では、アーム143の歯車142aは、基端部141と着脱可能に係合する、断面形状が四角形の係合部を有している。又、歯車142eには、ボルトナットの頭部に係合する先端部14aが形成されている。従って、図5、図6の例では、ソケット14は、その基端部141と先端部14aとは同軸上に無く、全体としてL字状をなしている。なお、動力伝達機構142は、複数の歯車142a〜142eに限られず、チェーン、ベルト、プーリ等、適宜、動力伝達可能な機構を採用するものである。
In the example of FIGS. 5 and 6, similarly to the engaging
The
又、回転部16は、図5(a)に示されるように、ソケット14に対する係合部16aと、モータ32の回転軸32aに対する係合部16dとからなるものである。モータ32の回転軸32aとの係合部16dは、縦断面がハット状をなし、横断面形状が、モータ32の回転軸32aに倣って四角形をなしている。そして、係合部16dの最端部に設けられた環状フランジ16eと、ソケット14の基端部141に設けられた環状フランジ141aとの間に、コイルばね34が設けられている。このコイルばね34によって、ソケット14の基端部141は、常時、図5(a)、図6(a)の下方へと付勢されている。
そして、ソケット14のアーム143は、図5(a)に実線及び点線で示されるように、回転部16の軸方向へと移動しながら、モータ32の回転軸32a、回転部16、ソケット14の基端部141、アーム143の動力伝達機構142を介して、先端部14aを回転駆動し、回転部16の軸からオフセットした位置で、ボルト12の締付け作業を行うものである。
Further, as shown in FIG. 5A, the rotating
Then, the
さて、上記構成をなす、本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。
まず、本発明の実施の形態に係るナットランナ24、26、28は、回転部16によってソケット14を回転駆動し、ボルト12の締付け作業を行う際に、回転部16に対するソケット12の軸方向の移動を、磁気ばねMの伸縮によって引き起こし、ナットランナ24、26、28の押付け力Fが、締付け作業の進行に対して適切に制御されるものである。
Now, according to the embodiment of the present invention configured as described above, the following operational effects can be obtained.
First, the
特に、回転部16に対するソケット14の軸方向の移動を引き起こす磁気ばねMの、伸縮ストロークSの押付け力が一定の範囲(図3のFc参照)に、ソケット14と回転部16との相対移動範囲が収まるように、保持部18によってソケット14と回転部16とが保持されることとすれば、ナットランナ24、26、28の押付け力Fは、締付け作業の時間経過に関わらず、一定に制御される(図2に実線で示される態様)。しかも、このときの押付け力Fは、締付け作業の初期段階において、ナットランナの押付け力が過大であることに起因する、かじりの発生が回避される強さに設定されることで、かじりの不具合は生じなくなる。この場合には、締付け作業の進行に従い、ナットランナ24、26、28の押付け力Fが不足することに起因する、ソケット外れの発生を考慮し、それも回避することが可能な、適切な一定の押付け力Fに設定することが望ましい。
In particular, the relative movement range of the
又、回転部16に対するソケット14の軸方向の移動を引き起こす磁気ばねMの、伸縮ストロークSの押付け力が増大する範囲(図3のFv参照)に、ソケット14と回転部16との相対移動範囲が収まるように、保持部18によってソケット14と回転部16とが保持されることとすれば、ナットランナ24、26、28の押付け力Fは、締付け作業の時間Tの経過と共に、増大するように制御される(図2に点線で示される態様)。このときの押付け力Fは、締付け作業の初期段階においては、ナットランナ24、26、28の押付け力Fが過大であることに起因する、かじりの発生が回避される強さに設定される。又、締付け作業の進行に従い、ナットランナ24、26、28の押付け力Fが不足することに起因する、ソケット外れの発生が回避される強さへと増大するように、設定されることで、かじり及びソケット外れの発生が回避されるものである。
Further, the relative movement range of the
本発明の実施の形態では、図1、図4に示されるように、ソケット14と回転部16と筒状部材により構成された保持部18とが、同芯状に配置されて、回転部16に対するソケット14の軸方向の移動を、ソケット14及び回転部16の、互いに摺接する範囲に構成された磁気ばねMによって、引き起こす構成を採用することが可能である。
又、図5、図6に示されるように、磁気ばねMが、ステータMaとステータMaに対してスライドするスライダMbとを備え、かつ、保持部18のリニアガイド303と平行に配置されており、ステータMa及びスライダMbの一方が回転部16に対し固定され、他方がソケット14に対し固定された構成を採用することも可能である。更に、図5、図6に示される例では、ソケット14の、回転部16に係合する基端部141と、ボルトMに係合する先端部14aとが同軸上に無いことから、回転部16からオフセットした位置において、ボルト12の締付け作業を行うことが可能である。
In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1 and FIG. 4, the
As shown in FIGS. 5 and 6, the magnetic spring M includes a stator Ma and a slider Mb that slides relative to the stator Ma, and is disposed in parallel with the
更に、磁気ばねMを構成する磁石として、永久磁石に換えて電磁石を用い、電磁石のコイルに流す電流値を変えて、回転部16に対するソケット14の移動を引き起こす磁気ばねMの押付け力を、締付け作業の時間経過と共に増大するよう制御することも可能である。この場合にも、ナットランナ24、26、28の押付け力Fを、締付け作業の初期段階において、ナットランナ24、26、28の押付け力Fが過大であることに起因する、かじりの発生が回避される強さに設定する。又、締付け作業の進行に従い、ナットランナ24、26、28の押付け力Fが不足することに起因する、ソケット外れの発生が回避される強さへと増大するように、設定するものである。又、ナットランナ24、26、28の押付け力Fを一定に制御する場合であっても、その押付け力Fを、かじり及びソケット外れの双方を回避することが可能な、適切な強さに、適宜調整することが可能となる。
Further, as a magnet constituting the magnetic spring M, an electromagnet is used in place of the permanent magnet, and the current flowing through the coil of the electromagnet is changed, and the pressing force of the magnetic spring M causing the movement of the
12:ボルト、14:ソケット、14a:先端部、14b:係合凹部、14g:貫通穴、
141:基端部、142:動力伝達機構、143:アーム、16:回転部、16a:係合部、18:保持部、22:ハウジング、 24、26、28:ナットランナ、30:ガイド手段、303:リニアガイド、32:モータ、M:磁気ばね、Ma:ステータ、Mb:スライダ
12: bolt, 14: socket, 14a: tip, 14b: engagement recess, 14g: through hole,
141: base end portion, 142: power transmission mechanism, 143: arm, 16: rotating portion, 16a: engaging portion, 18: holding portion, 22: housing, 24, 26, 28: nutrunner, 30: guide means, 303 : Linear guide, 32: Motor, M: Magnetic spring, Ma: Stator, Mb: Slider
Claims (8)
該磁気ばねは、軸方向に伸縮可能であって、軸方向の伸縮ストロークの端部の押付け力F=0の状態から、押付け力が増大する範囲を経て、押付け力が一定の範囲となる特性を有することを特徴とするナットランナ。 A socket, a rotating portion that engages with the socket in an axially movable manner and rotationally drives the socket, a holding portion that holds the socket in an axially movable and rotatable manner, and the rotating portion look containing a magnetic spring for moving the socket into axial direction with respect to,
The magnetic spring is extendable in the axial direction, and has a characteristic in which the pressing force becomes a constant range from the state where the pressing force F = 0 at the end of the axial expansion / contraction stroke passes through a range in which the pressing force increases. nut runner characterized in that it comprises a.
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