JPH0435070Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、自動車のサスペンシヨン組付け等
に使用されるカム付きボルト締結装置に関するも
のである。

（従来の技術） 第６図および第７図は、自動車のマクフアーソ
ン式サスペンシヨンの２本のサスペンシヨン・ア
ームのうち、トー調整を行なうためカム付きボル
トで車体側に組み付けられるサスペンシヨン・ア
ームの結合部を示す。図において１は車体であ
り、車体１には一対のブラケツト３ａ，３ｂが固
着されている。ブラケツト３ａ，３ｂの外面に
は、ガイド４ａ，４ｂが固着されている。ブラケ
ツト３ａとガイド４ａ、ブラケツト３ｂとガイド
４ｂにはそれぞれ共穴で長穴２が設けられてい
る。サスペンシヨン・アーム５の端部にはボス６
が設けられ、そのボルト穴６ａの中心が長穴２の
中心線とほぼ一致するようにブラケツト３ａ，３
ｂの間に配置されている。７はカムであり、ボル
ト８を挿入できるカム円筒部７ａとその一端に偏
心して固着された円板状のカム頭部７ｂとからな
る。カム頭部７ｂにも円筒部７ａと同心のボルト
穴があけられている。カム円筒部７ａが、ボルト
穴６ａおよびその両側の長穴２を貫通し、カム７
内にボルト８が挿入され、ナツト９で締め付けら
れることにより、サスペンシヨン・アーム５がブ
ラケツト３ａ，３ｂに取り付けられる。サスペン
シヨン・アーム５の長穴２に対する取付け位置
は、カム頭部７ｂをガイド４ａ，４ｂに沿つて回
動させることにより調整され、これによつてトー
角が調整される。なお図示しない他方のサスペン
シヨン・アームは、長手方向の位置調整は必要な
いので、長穴２やカム７は設けられていない。

（考案が解決しようとする問題点） 上記のような結合構造を有するサスペンシヨ
ン・アーム５のボルト締結を自動的に行なう場
合、ボルト８を披締結物へ挿通してナツト９を締
め付ける際に、カム円筒部７ａをナツト９に挿入
し、カム頭部７ｂをガイド４ａに嵌合し、ナツト
９をガイド４ｂに嵌合することが必要となる。し
かしながら被締結物の製作精度、すなわち長穴
２、ブラケツト３ａ，３ｂ、ガイド４ａ，４ｂな
どの位置のバラツキのため、従来のボルト・ナツ
ト締結装置では対応ができない。

この考案は、自動車のマクフアーソン式サスペ
ンシヨンにおいて、カム付きボルトで車体側に組
み付けられる、トー調整可能なサスペンシヨン・
アームの結合部の自動組付けに使用されるカム付
きボルト締結装置の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、上記目的を達成するため、締結ボル
トを被締結物の挿入穴に対向する状態に保持する
ためのボルト保持部と、該締結ボルトをその締付
け方向に回転させるための締付け機構と、該締結
ボルトの外周にセツトされた円筒状のカムを保持
するためのカム保持機構と、該カム保持機構に保
持された状態のカムを前記締結ボルトの軸回りに
所定角度往復回動させるカム回動機構と、該カム
保持機構をカムを保持する位置から退避させるた
めの移動機構と、該締結ボルトおよび該カムをそ
の軸心に直交する方向に移動させるためのコンプ
ライアンス機構と、該締結ボルトおよび該カムを
その軸心方向に移動して前記被締結物の挿入穴に
挿入するための挿入機構と、ナツトを保持するナ
ツトホルダーと、該ナツト・ホルダーをナツトの
軸心方向および該軸心方向に直交する方向に移動
するためのホルダー移動機構とを備えたカム付き
ボルト締結装置としたことを特徴とする。

（実施例） 以下実施例を示す第１図〜第５図の図面に基づ
いて、この考案を説明する。車体１から突出して
いる一対のブラケツト３ａ，３ｂおよびサスペン
シヨン・アーム５のボス６は被締結物であり、こ
の考案のカム付きボルト締結装置により締結ボル
ト（以下、単に「ボルト」という）８で締結され
る。

図中１１は、上記ボルト８をボス６に対向する
状態に保持するためのボルト保持部としてのソケ
ツトであつて、その前端（図示左端）には、この
ボルト８の頭部が嵌合される六角穴１２が、また
後端（図示右端）にはスプライン軸１３の一端が
嵌合されるスプライン溝が形成されている。スプ
ライン軸１３は軸１４のスプライン溝に嵌合さ
れ、その後端に設けられたフランジ１５は、軸１
４の後半部にあけられた中空穴１６の端面にばね
１７によつて当接されている。ばね１７の反対端
は中空穴１６の開口を塞いでいる蓋部材１８に当
接している。蓋部材１８の外側端面には四角穴１
９があけられ、締付け機構２０の駆動軸２１と連
結されている。この締付け機構２０は、第１基部
２８に取り付けられたアタツチメント２０ａによ
つて固定されている。

次に、後述するカム円筒部保持機構に保持され
た状態のカム７をボルト８の軸回りに所定角度往
復回動させるためのカム回動機構について説明す
る。

すなわち、軸１４の外周は、ころがり軸受２２
を介して回転中空軸２５に嵌合されている。スリ
ーブ２３、ナツト２４は、ころがり軸受２２を軸
１４に固定している。回転中空軸２５は、すべり
軸受２６を介して固定中空軸２７に回動可能に嵌
合されおり、固定中空軸２７は第１基部２８に固
定されている。回転中空軸２５の前端面側には、
ころがり軸受２２の抜け止めを兼ねた部材２９が
結合されている。部材２９の前部は、ソケツト１
１の外周面の回りまで伸びて、先端にはカム頭部
７ｂの下部にあけられた穴７ｃに入るピン３０が
設けられている。また部材２９の中間下部には、
ピン３１によつてアタツチメント３２の一端が係
合されている。アタツチメント３２の他端は、第
１基部２８上にブラケツト３４を介して取り付け
られたシリンダー３３のロツド３３ａに係合され
ている。シリンダー３３の往復作動に伴ない、第
１基部２８上に設けられたスライド・ベース３５
上をアタツチメント３２が摺動し、回転中空軸２
５が一定角度回動できるように構成されている。
第１基部２８には締付け機構２０用アタツチメン
ト２０ａが結合され、締付け機構２０を固定して
いる。

次に、ボルト８の外周にセツトされた円筒状の
カム７の円筒部７ａを保持するカム円筒部保持機
構としてのメカニカル・ハンド４１について説明
する。

このメカニカル・ハンド４１は、第１基部２８
に結合されたベース４０上に構成され、一対のハ
ンド・アーム４２が、シリンダー４３の作動によ
つて開閉されるようにリンク構成されている。ま
たシリンダー４３には、カム円筒部７ａを下方か
ら支えるアタツチメント４４が結合されている。

このように構成されたメカニカル・ハンド４１
は、以下に述べる移動機構によりカム７を保持す
る位置（図示する位置）から退避可能に支持され
ている。

以下、この移動機構について説明する。すなわ
ち、上記シリンダー４３は、ブラケツト４５を介
して上下動シリンダー４６のロツド４７とガイ
ド・ロツド４８とに結合され、支持されている。
上下動シリンダー４６は支持ベース４９に結合さ
れ、ガイド・ロツド４８は支持ベース４９に固定
された軸受け４８ａに挿入されている。支持ベー
ス４９にはブラケツト５０が結合され、ブラケツ
ト５０の上端部は左右動シリンダー５１のロツド
５２に結合されている。さらに支持ベース４９に
は、リニア・ベアリング５３が結合され、ベース
４０上に左右動シリンダー５１と平行に敷かれた
レール５４上を直線移動できるようになつてい
る。なお左右動シリンダー５１は、ベース４０に
固定されたブラケツト５５に結合されている。

以上のように移動機構は構成されており、上下
動シリンダー４６および左右動シリンダー５１を
作動させることにより、メカニカル・ハンド４１
を図１において上下方向および紙面に直交する方
向（図２において左右方向）に移動させることが
でき、これによりメカニカル・ハンド４１は、ボ
ルト８の挿入締付けに際して被締結物との干渉を
回避すべくカム７を保持する位置から下方へ退避
されるようになつている。

次に、第１基部２８の下方に構成されたコンプ
ライアンス機構について説明する。６０は垂直方
向ロツドであり、第１基部２８の下面に結合さ
れ、リニア・ベアリングが内臓された垂直方向の
軸受６１に挿入され、第２基部６２に取り付けら
れたバランス・シリンダー６３によつて上下方向
に移動可能に支えられている。したがつて第１基
部２８は、バランス・シリンダー６３によつて、
垂直方向の所定範囲の任意の位置において釣合い
支持することができる。なお、軸受６１は第２基
部６２の上面に固定されている。

第２基部６２の下面にはリニア・ベアリング６
５ａが結合され、第３基部６４上に敷かれたレー
ル６５上を水平方向に直線移動可能になつてい
る。ただし第２基部６２の下面中央に設けられた
ブラケツト６６ｃを、第３基部６４上に設けた一
対のばね６６ａ，６６ｂで挟み込み押し付けるこ
とによつて、第３基部６４に対して第２基部６２
を水平方向の所定範囲のほぼ中央に支持すること
ができる。

このように構成されたコンプライアンス機構に
より、ボルト８およびカム７はその軸心に直交す
る方向に移動され、これによりボルト８およびカ
ム７は被締結物の挿入穴に倣つてスムーズに挿入
されるようになつている。

次に、ボルト８およびカム７をその軸心方向に
移動して被締結物の挿入穴に挿入するための挿入
機構について説明する。

第３基部６４の下面はリニア・ベアリング６７
が結合され、第４基部６８上に固定されたレール
６９上を第２基部６２の移動方向と直交する方向
に移動可能になつている。さらに第３基部６４の
下面側方には、ブラケツト７０を介してシリンダ
ー７１が結合されており、シリンダー７１のロツ
ド７２は中間部材７３に接続されている。第４基
部６８上にはブラケツト７４ｂを介してシリンダ
ー７４が結合されており、シリンダー７４のロツ
ド７４ａも中間部材７３に接続されている。した
がつて第４基部６８に対し、第３基部６４はシリ
ンダー７１と７４によつて２段階移動が可能とな
つている。なお、シリンダー７１のストローク
は、カム円筒部７ａを第１図に示すアの位置ま
で、すなわちブラケツト３ａを挿通してボス６の
内部まで押しこむものである。さらにシリンダー
７４のストロークは、第１図のアの位置から、ボ
ルト８がブラケツト３ｂを挿通してナツト９と締
結が可能となるまで押し込むものである。

次に、第４基部６８上のもう一方に設けられた
ナツト・ホルダー８０とこのナツト・ホルダー８
０をナツト９の軸心方向および同方向に直交する
方向に移動するためのホルダー移動機構につい
て、第１図ｂおよび第４図を参照して説明する。

ナツト・ホルダー８０の上部には六角穴８０ａ
が形成されており、この六角穴８０ａにナツト９
が挿入保持されるようになつている。ナツト・ホ
ルダー８０の下方には、一対の穴８１が形成さ
れ、穴８１の内側にはリニア・ベアリング（図示
しない）が装着されている。このリニア・ベアリ
ングに一対のロツド８２が挿入され、ロツド８２
の両端はブラケツト８３に固定されている。した
がつてナツト・ホルダー８０は、ブラケツト８３
に対してロツド８２の方向に往復移動可能になつ
ている。ナツト・ホルダー８０には、ナツト・ホ
ルダー８０をロツド８２に沿つて駆動させるエ
ア・シリンダー８４が設けられ、エア・シリンダ
ー８４のロツド８４ａは、部材８４ｂを介してブ
ラケツト８３に結合されている。ブラケツト８３
は第１ベース８３ａ上に固定され、第１ベース８
３ａの下面にはリニア・ベアリング８５が結合さ
れて、第２ベース８６に設けられたレール８７上
を水平方向に移動可能になつている。ただし第１
ベース８３ａの下面中央に設けられたブラケツト
８８を、第２ベース８６上に設けた一対のばね８
９ａ，８９ｂで挟み込み押し付けることによつ
て、第２ベース８６に対し、第１ベース８３ａを
水平方向の所定範囲のほぼ中央に支持することが
できる。第２ベース８６の下面左右には垂直に伸
びたロツド９０が設けられ、リニア・ベアリング
が入つた軸受９１によつてガイドされており、軸
受９１は第４基部６８に固定されている。第２ベ
ース８６の下面中央部を第４基部６８に固定され
たバランス・シリンダー９２のシリンダー・ロツ
ド９２ａが支持しており、第２ベース８６は、垂
直方向の所定範囲の任意位置において、釣合い支
持することができ、かつ垂直方向に移動可能とな
つている。

上記のように構成されたカム付きボルト締結装
置の作用について、第１図〜第５図に基づいて説
明する。まず被締結部材であるブラケツト３ａ，
３ｂとボス６は、図示しない位置決め手段によつ
て、それらのカム７およびボルト８の挿通穴が相
互にほぼ同軸状態になるように位置決めされる。
つぎにボルト８をカム７に挿入し、ボルト８の頭
部をソケツト１１の六角穴１２に挿入する。さら
にカム頭部７ｂの穴７ｃをピン３０に挿通し、カ
ム円筒部７ａをアタツチメント４４上に置く。以
上の状態でシリンダー４３が作動し、ハンド・ア
ーム４２によつてカム７が挟み込まれる。一方、
ナツト９はナツト・ホルダー８０の六角穴８０ａ
に挿入される。第４基部６８は、図示しない移動
手段、例えばエア・シリンダーと案内レールとの
組合せなどにより、任意の位置に移動可能に支持
されており、初期の状態では第１図に示す高さよ
りも下方の位置に待機している。ナツト９および
ボルト８とカム７がセツトされると、前記移動手
段により第１図に示す所定高さの位置、すなわち
ナツト・ホルダー８０のナツト９とメカニカル・
ハンド４１のボルト８の各軸芯が、ボス６の挿通
穴の中心とほぼ一致する位置まで上昇移動させら
れる。そして締付け機構２０の作動によりボルト
８が回転される。

つぎにシリンダー７１が作動して第１基部２８
が移動することにより、ボルト８の先端がガイド
４ａおよびブラケツト３ａの長穴２に挿入してい
く。このとき長穴２の中心線とボルト８の軸芯が
一致していれば、そのまま挿入していくが、一致
していないとき、例えば上方へ２mm程度ずれたと
きには、ボルト８の挿入動作の際、第５図に示す
ように、ボルト８の先端のテーパ部８ａが長穴２
の上縁部に接触する。そうすると下向きの力Ｆ
が、ボルト８を介してメカニカル・ハンド４１、
ベース４０、第１基部２８、ロツド６０に伝わ
り、バランス・シリンダー６３を圧縮する。この
結果、第１基部が下降し、ボルト８を長穴２に挿
入可能にする。つぎにカム円筒部７ａが長穴２に
挿入していくが、このときもボルト８の挿入と同
様に、カム円筒部７ａの先端テーパー部７ｄが長
穴２の上縁部に接触し、バランス・シリンダー６
３を圧縮して第１基部２８が下降し、カム円筒部
７ａを長穴２に挿入可能にし、第１図に示すアの
位置まで挿入される。そうするとハンド・アーム
４２がシリンダー４３の作動によつて開にされ、
上下動シリンダー４６が下降する。そして左右動
シリンダー５１が作動し、第２図の図示方向にメ
カニカル・ハンド４１が移動されることにより、
ボルト８の挿入締付けに伴なう動作範囲とガイド
４ａとの干渉範囲外になる。つぎにシリンダー７
４が作動して第１基部２８が前進移動することに
より、ボルト８およびカム７がボス６およびブラ
ケツト３ｂ、ガイド４ｂの長穴２に挿入されてい
く。なお、このときも長穴２の中心線とボルト８
およびカム円筒部７ａの軸心がずれていても、前
述と同様の作用により挿入することができる。な
お、左右方向の芯ずれのときも第２基部６２が移
動することにより対応できる。一方、シリンダー
７４の作動と同時に、シリンダー３３が往復作動
してアタツチメント３２が移動し、回転中空軸２
５が往復回動することにより、ピン３０を介して
カム７が回動する。そのためカム頭部７ｂが、ガ
イド４ａに接したとき、左右方向の芯ずれがあつ
ても前記回動によつてカム頭部７ｂの端面位置が
変わり、ガイド４ａに挿入される。またシリンダ
ー７４の作動と同時に、ナツト・ホルダー８０が
シリンダー８４の作動によつてブラケツト３ｂ側
に移動される。このときナツト９の軸心がボルト
８の軸芯と一致していないと、ボルト先端テーパ
一部８ａによつてナツト・ホルダー８０がボルト
８の軸芯側に移動する。これは第１ベース８３ａ
が左右方向に、第２ベース８６が上下方向に移動
できることによる。そしてナツト・ホルダー８０
が移動されると、ボルト８はナツト移動方向と同
方向に移動するが、これはソケツト１１、スプラ
イン軸１３が同方向に移動してばね１７が縮むこ
とにより吸収される。そしてボルト８がナツト９
に締結されていくと同時に、カム円筒部７ａもナ
ツト９に挿入していく。それとともにナツト９は
ガイド４ｂに挿入される。そこでシリンダー３３
が停止し、回転中空軸２５の作動が止まる。そし
て締結が完了すると締付け機構２０の回転が停止
し、ナツト・ホルダー８０はシリンダー８４によ
つて後退し、また締付け機構２０はシリンダー７
１，７４によつて後退し、メカニカル・ハンド４
１は前述の動作と逆方向に順に作動してもとの位
置に戻る。そして第４基部６８は、前述の移動手
段により下降して締結前の初期位置まで戻る。

（考案の効果） この考案は、以上説明したような構成のカム付
きボルト締結装置であるから、自動車のマクフア
ーソン式サスペンシヨンなどにおいて、カム付き
ボルトで車体側に組み付けられる、トー調整可能
なサスペンシヨン・アームの結合部の自動組付け
が可能となり、特に披締結物とボルト・ナツトの
軸芯がずれても、そのずれを吸収してボルト穴に
ボルトおよびカムを挿入し、ナツトを締結するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図はこの考案の実施例を示し、第１図ａ，ｂは
被締結物およびボルト・ナツトを含むカム付きボ
ルト締結装置の正面図、第２図は側面図（ナツ
ト・ホルダーを除く）、第３図は第１図の−
線断面図、第４図は要部側面図、第５図は作用説
明図、第６図は車体に取付けられた披締結物の側
面図、第７図は第６図の−線断面図である。 ２０……締付け機構、２５……回転中空軸（カ
ム回転軸）、４１……メカニカル・ハンド（カム
円筒部保持機構）、５１……左右動シリンダー
（メカニカル・ハンドを進退させる駆動機構）、６
２……第２基部（カムおよびボルトをその軸心と
直交する平面内に移動する機構、６８……第４基
部（この装置の各機構を支持する機構）、７１，
７４……シリンダー（カムおよびボルトをボルト
の軸心方向に移動する機構）、８０……ナツト・
ホルダー、８３ａ……第１ベース（ナツトをその
軸心と直交する平面内に移動させる機構）、８４
……エア・シリンダー（ナツトを軸心方向に移動
させる機構）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 締結ボルトを被締結物の挿入穴に対向する状態
   に保持するためのボルト保持部と、該締結ボルト
   をその締付け方向に回転させるための締付け機構
   と、該締結ボルトの外周にセツトされた円筒状の
   カムを保持するためのカム円筒部保持機構と、該
   カム円筒部保持機構に保持された状態のカムを前
   記締結ボルトの軸回りに所定角度往復回動させる
   カム回動機構と、該カム円筒部保持機構をカムを
   保持する位置から退避させるための移動機構と、
   該締結ボルトおよび該カムをその軸心に直交する
   方向に移動させるためのコンプライアンス機構
   と、該締結ボルトおよび該カムをその軸心方向に
   移動して前記被締結物の挿入穴に挿入するための
   挿入機構と、ナツトを保持するナツト・ホルダー
   と、該ナツト・ホルダーをナツトの軸心方向およ
   び該方向に直交する方向に移動するためのホルダ
   ー移動機構とを備えたことを特徴とするカム付き
   ボルト締結装置。