JPH11285982A - ねじ締め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で反力を受けることなく容易に複
数のナットを同時に正確なトルクで回転させることがで
き、しかも、多様なナットのピッチに対応することがで
きる作業性に優れたねじ締め装置を提供する。 【解決手段】 アングルナットランナ１は、本体11の軸
線とソケット12の軸線とがほぼ直角となるように配置さ
れている。各アングルナットランナの本体11,11の基端
は、軸受け15,15 が設けられ、軸16によって互いに回動
可能に結合されている。ナットのピッチＰに応じた間隔
をソケット12,12 が有するようにアングルナットランナ
1,1 の間の角度を調節し、グリップ17を把持してソケッ
ト12,12 をそれぞれナットに係合して連続的に回転させ
る。アングルナットランナ1,1 の基端部が軸16よって連
結されていることにより、ソケット12,12 と軸16との間
で、本体11,11 自体がリンク(2) として機能し、反力に
対抗し得る固定連鎖が構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ねじ締め装置に関
し、さらに詳しくは、複数のボルトやナット、ねじ等
（これらを総じて「ナット」という）を同時に締付けま
たは緩めるために回転させることができるねじ締め装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ナットを所定のトルクで締結すべく回転
させるためのねじ締め装置としては、インパクトレンチ
やオイルパルスレンチのようにモータの回転を衝撃力に
変換してこの衝撃力を断続的に付与することによりナッ
トを回転させる形式（以下、両者を総じて「インパクト
レンチ」という）と、ナットランナのようにモータの回
転を直接あるいは減速器を介して連続して付与すること
によりナットを回転させる形式とがある。

【０００３】インパクトレンチの場合は、断続的な衝撃
力によりナットを締付けるため、高精度の締付トルクを
望むことは困難であるが、締付ける際の反力が僅かなも
のとなる。一方、ナットランナの場合は、連続した謂わ
ば静的な回転によりナットを締付けるため、締付トルク
の精度が高い反面、締付ける際の反力が大きいものとな
る。そのため、単一のナットランナを作業者が手で保持
してナットを回転させる場合には、回転駆動による反力
に対抗し得るために、ナットランナの本体の軸線と出力
軸の先端に設けられナットを係合して回転駆動するソケ
ットの軸線とを、ベベルギヤを介する等してほぼ直角と
なるように配置したアングルナットランナが一般的に用
いられている。

【０００４】なお、これらのねじ締め装置には、所定の
トルクでナットを締付けるため、締付トルクを検出する
ためのセンサが設けられており、このセンサの出力信号
に基づいて工具の駆動を制御することが一般的に行われ
ている。そして、これらのねじ締め装置によりナットを
回転させる対象となる部位の具体的な例としては、例え
ば、リングギヤやフライホイール、あるいは自動車のデ
ファレンシャルケースのカバー等、多軸により締め付け
固定される環状物、エンジンのコンロッド、クランクキ
ャップ、カムキャップ等、２軸により締め付けるもの等
があるが、回転されるナットの数は一般的に偶数である
場合が多い。

【０００５】ところで、複数のナットを同時に締付ける
ための従来の技術としては、特開昭６３−６８３３０号
公報に開示されているように、差動歯車機構と、この差
動歯車機構を駆動するアクチュエータと、このアクチュ
エータと上記差動歯車機構の入力軸との間に介在された
トルク制御部と、上記差動歯車機構の一方の出力軸およ
び差動歯車機構の他方の出力軸から動力が伝達される出
力伝達軸にそれぞれ設けられたねじ締め部材と、を具備
したねじ締め装置が知られている。このねじ締め装置
は、２箇所のねじ締めを同一トルクの状態で同時進行で
きると共に最終締付トルクを同一にできるねじ締め装置
を提供することを目的としたもので、その作用は、アク
チュエータおよびトルク制御部から伝達される動力を差
動歯車機構を介して２つの各ねじ締め部材に伝達し、こ
の差動歯車機構の働きによって各ねじ締め部材のトルク
差がなくなるようにして２箇所のねじ締めを同時に行う
ものである、などと記載されている。

【０００６】また、別の従来の技術としては、特公平１
−５８０３０号公報に開示されているように、フレーム
に２台のナットランナを軸受を介して所定の間隔で配置
しし、各ナットランナにはトルク検出用レバーを一体に
設け、フレームには各トルク検出用レバーの当接する回
り止めを設け、各ナットランナの前記回り止からの反力
を受ける部位にはその部位の歪み量を検出するストレイ
ンゲージを設けた２軸ナットランナにおいて、前記各回
り止めと各トルク検出レバーを、各ナットランナの中心
を結ぶ線分の中点に対して点対称となる様に配置した２
軸ナットランナが知られている。この２軸ナットランナ
は、フレームに軸受を介して一対のナットランナが回転
自在に、且つ一定の間隔を保って支持されている。そし
て、これらのナットランナにはそれぞれトルク検出用レ
バーが一体に設けられている。また、フレームには、各
トルク検出用レバーを挟持する様に締付並びに緩め方向
の回り止めが設けられている。更に、各トルク検出用レ
バーには、その歪み量を検出するストレインゲージがそ
れぞれ貼り付けられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記作
業者がアングルナットランナを手で保持して単一のナッ
トを締付ける場合には、作業者が保持する本体の軸線が
ソケットの軸線とほぼ直角となるように配置されている
とはいえ、アングルナットランナの回転駆動による反力
に抵抗するように作業者が保持しなければならず、ま
た、アングルナットランナの反力とこれに対する作業者
の抵抗力とが変動することにより、安定トルクでナット
を締付けることができないという問題があった。そし
て、回転させるべきナットが多数ある場合には、各々の
ナットに１つづつ作業者がナットランナのソケットを係
合させて回転駆動させることは作業性が悪く、手間や時
間がかかるという問題もある。

【０００８】一方、複数のナットを同時に締付けるため
の上記従来の技術にあっては、アングルナットランナを
作業者が手で保持して１つづつナットを回転させる場合
に比べて、締付けトルクが安定し、作業性が向上する。
しかしながら、特開昭６３−６８３３０号公報に開示さ
れたねじ締め装置にあっては、構造が複雑であり、ま
た、ねじ締めを行うねじ締め部材の間隔（ピッチ）を変
更することができず、多様なねじ締め対象となるナット
のピッチに対応することができないという問題があっ
た。

【０００９】また、特公平１−５８０３０号公報に開示
された２軸ナットランナにあっても、フレームにナット
ランナを一定の間隔を保って支持する構造であるため
に、特開昭６３−６８３３０号公報に開示されたねじ締
め装置と同様に、多様なナットのピッチに対応すること
ができないという問題があった。

【００１０】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、簡単な構造で反力を受けることなく容易に複数のナ
ットを同時に正確なトルクで回転させることができ、し
かも、多様なナットのピッチに対応することができる作
業性に優れたねじ締め装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１のねじ締め装置
に係る発明は、上記目的を達成するために、複数のナッ
トランナを、その間隔を調整可能に連結したことを特徴
とするものである。

【００１２】請求項２のねじ締め装置に係る発明は、上
記目的を達成するために、請求項１の発明において、各
ナットランナは、それぞれリンクを備え、該リンクを互
いに回動可能に枢着することにより連結されていること
を特徴とするものである。

【００１３】請求項１の発明では、ナットランナ間の間
隔をナットのピッチに応じて調整し、各ナットランナの
ソケットをナットに係合して同時に連続して回転駆動す
る。ナットランナが連結されていることにより互いに固
定し、ナットの反力に対抗する。

【００１４】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、ナットランナが備えたリンクは、その枢着軸とナ
ットにそれぞれ係合されて位置が固定されたソケットと
の間で、反力に対抗し得る固定連鎖を構成する。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明のねじ締め装置の実施の一
形態を、図１乃至図３に基づいて詳細に説明する。な
お、図において同一符号は同一部分または相当部分とす
る。本発明のねじ締め装置は、概略、ナットＮを連続し
て回転駆動する複数のナットランナ１，１を、その間隔
を調整可能に結合したものである。そして、各ナットラ
ンナ１，１は、それぞれナットＮの軸線Ｎ_C とほぼ直交
する方向に延在するリンク２，２を備え、該リンク２，
２を互いに回動可能に枢着することにより、間隔を調整
可能に結合されたものである。

【００１６】最初に、本発明のねじ締め装置の第１の実
施の形態を図１および図２に基づいて説明する。この実
施の形態においては、ナットランナ１，１として、本体
１１の軸線１１_C と回転駆動されるナット（図示した例
ではボルトヘッドである）Ｎが係合されるソケット１２
の軸線１２_C とをほぼ直角となるように配置したアング
ルナットランナが一対で用いられている。各アングルナ
ットランナ１，１は、ソケット１２を連続して回転駆動
するための駆動源となるモータ１３が、その回転軸の軸
線が本体１１の軸線１１_C と平行となるように設けられ
ている。モータ１３は、圧縮空気等の流体圧により駆動
される流体圧モータや電気モータ等公知の正逆回転駆動
可能なモータを用いることができる。モータ１３の回転
軸には、減速機構（図示を省略した）が接続される。

【００１７】各アングルナットランナ１，１の先端に
は、ベベルギヤ１４を介してモータ１３の回転軸の軸線
とほぼ直行する軸線回りに回動可能にソケット１２が枢
支されている。一方、各アングルナットランナ１，１の
本体１１，１１の基端は、軸受け１５，１５が重合可能
に設けられており、各軸受け１５，１５は、ナットＮの
軸線Ｎ_C と平行な中心軸線１６_C を有する軸１６によっ
て互いに回動可能に結合されている。そして、軸受け１
５，１５が重合され結合された各アングルナットランナ
１，１は、回転させるナットＮの配列によって異なる
が、この実施の形態の場合、ソケット１２，１２の先端
面が同一面上に位置するように設定されている。さら
に、各アングルナットランナ１，１の本体１１，１１の
中間部には、ナットＮに各アングルナットランナ１，１
のソケット１２，１２のピッチＰを合わせて係合させる
ために、作業者が支持して操作するグリップ１７が外側
に突出するように設けられている。さらにまた、図示は
省略するが、各アングルナットランナ１，１には、ナッ
トＮを回転駆動したときのトルクを検出するための歪み
センサあるいは磁わい式センサ等、トルクセンサがそれ
ぞれ設けられている。

【００１８】なお、この実施の形態の場合では、作業者
がねじ締め装置のグリップを支持し操作する場合によっ
て説明したが、本発明はこれに限定されることなく、図
示は省略するが、ねじ締め装置をカウンタバランサによ
って吊り下げ支持し、ナットＮ，Ｎに対してソケット１
２，１２を係合させる操作のみをグリップ１７により行
うように構成することができ、あるいは、ロボットアー
ム等のアクチュエータに取付けることもできる。また、
アングルナットランナ１，１の本体１１，１１の重合さ
れた軸受け１５，１５を互いに密着させる手段等、ナッ
トＮのピッチＰに応じてソケットの間隔を固定するため
の手段を設けてもよい（図示は省略する）。

【００１９】このようにして構成されたねじ締め装置で
は、直線状あるいは円弧に沿って配列されたナットＮの
ピッチＰに応じた間隔をソケット１２，１２が有するよ
うにアングルナットランナ１，１の間の角度を調節し、
グリップ１７を把持してソケット１２，１２をそれぞれ
ナットＮに係合し、各アングルナットランナ１，１のモ
ータ１３，１３を同方向に駆動させ、回転軸、ベベルギ
ヤ１４を介してソケット１２，１２を連続的に回転させ
てナットＮを締付けまたは緩めるべく回転させる。この
とき、ナットＮの締付け終期または緩め開始期において
特に回転駆動に対する反力が生じることとなる。しかし
ながら、アングルナットランナ１，１の基端部が軸１６
によって連結されていることにより、一対のナットＮ，
Ｎにそれぞれ係合されて位置が固定されたソケット１
２，１２とアングルナットランナ１，１を連結する軸１
６との間で、本体１１，１１自体がリンク（２）として
機能し、反力に対抗し得る固定連鎖が構成されることと
なる。そして、アングルナットランナ１，１による回転
駆動とこれにより生じる反力により、螺合されたナット
Ｎのバックラッシ、および、各アングルナットランナ
１，１の軸受け１５，１５と軸１６との間のガタツキが
除去されるため、図示しないセンサによる回転トルクの
検出の精度が高くなる。その後、ナットＮを締付ける場
合には、例えば各アングルナットランナ１，１に設けら
れたセンサにより検出される回転トルクがそれぞれ所定
値以上に達した時点でモータ１３の回転駆動を停止さ
せ、また、ナットＮを緩める場合には、例えば各アング
ルナットランナ１，１のセンサが検出した回転トルクが
所定値以下となったときから所定回転数だけ回転させた
時点でモータ１３の回転駆動を停止させる。ナットを回
転させる対象がリングギヤやフライホイール等、多軸に
より締め付け固定される環状物である場合には、回転さ
せ終えたナットＮ，Ｎからソケット１２，１２を取り外
し、次に回転させるナットＮ，Ｎにソケット１２，１２
を係合して上記作業を繰り返す。

【００２０】次に、本発明のねじ締め装置の第２の実施
の形態を図３に基づいて説明する。なお、この実施の形
態においては、上述した第１の実施の形態と同様または
相当する部分については同様の符号を付してその説明を
省略する。この実施の形態が第１の実施の形態と異なる
のは、用いられる一対のナットランナ１，１がストレー
トタイプのものであり、これらのナットランナ１，１は
リンク２がそれぞれ設けられている。

【００２１】各ナットランナ１，１のソケット１２の回
転中心軸線１２_C は、ナットランナ１の本体１１の軸線
１１_C と平行となるように配置されている。各ナットラ
ンナ１，１の本体１１，１１の側部であってソケット１
２の近傍側の先端には、その軸線１１_C とほぼ直交する
方向に延在するように、リンク２，２の一端がそれぞれ
本体１１，１１に対して回転不能に設けられている。そ
して、リンク２，２の他端には第１の実施の形態と同様
の軸受け１５，１５がそれぞれ重合可能に設けられ、両
軸受け１５，１５は、ナットランナ１の本体１１の軸線
１１_C と平行な中心軸線１６_C を有する軸１６によって
互いに回動可能に結合されている。そして、両ナットラ
ンナ１，１のソケット１２，１２は、先端面が同一面上
に位置するように設定されている。

【００２２】このようにして構成されたねじ締め装置で
は、ナットＮのピッチＰに応じた間隔をソケット１２，
１２が有するように両リンク２，２の間の角度を調節
し、グリップ１７，１７を把持してソケット１２，１２
をそれぞれナットＮ，Ｎに係合し、各ナットランナ１，
１のモータ１３を駆動させてソケット１２，１２を連続
的に同方向に回転させてナットＮ，Ｎを締付けまたは緩
めるべく回転させる。このとき、ナットＮの締付け終期
または緩め開始期において特に回転駆動に対する反力が
生じることとなる。しかしながら、ナットランナ１，１
に回動不能に設けられたリンク２，２の端部が軸１６に
よって連結されていることにより、一対のナットＮ，Ｎ
にそれぞれ係合されて位置が固定されたソケット１２，
１２とナットランナ１，１を連結する軸１６との間のリ
ンク２，２が、反力に対抗し得る固定連鎖を構成するこ
ととなる。そして、ナットランナ１，１による回転駆動
とこれにより生じる反力により、螺合されたナットＮの
バックラッシ、および、両リンク２，２の軸受け１５，
１５と軸１６との間のガタツキが除去されるため、図示
しないセンサによる回転トルクの検出の精度が高くな
る。その後、ナットＮを締付ける場合には、例えば各ナ
ットランナ１，１に設けられたセンサにより検出される
回転トルクがそれぞれ所定値以上に達した時点でモータ
１３の回転駆動を停止させ、また、ナットＮを緩める場
合には、例えば各ナットランナ１，１のセンサが検出し
た回転トルクが所定値以下となったときから所定回転数
だけ回転させた時点でモータ１３の回転駆動を停止させ
る。

【００２３】なお、上述した実施の形態の場合、いずれ
もナットＮとしてのボルトヘッドにソケットを係合して
回転させる場合によって説明したが、本発明のねじ締め
装置はこれに限定されることなく、例えば、ソケット１
２に代えてねじ回し等を取付けることもできる。また、
ナットランナ１を必ずしも一対で用いる場合に限定され
ることなく、３つ以上のナットランナ１，１，１・・・
を、その間隔を調整可能に連結したものとすることもで
きる。この場合におおいては、回転させるナットＮの配
列に応じて、各ナットランナ１，１，１・・・を連結す
る軸１６からソケット１２の軸線１２_C までの距離を変
化させることができるように、リンク２，２，２・・・
を伸縮可能に構成することが望ましい。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、複数のナットランナ
を、その間隔を調整可能に連結したことにより、簡単な
構造で反力に対抗し得る固定連鎖を構成するために、反
力を受けることなく容易に複数のナットを同時に正確な
トルクで回転させることができ、しかも、多様なナット
のピッチに対応して調整するすることができるために、
作業性に優れたねじ締め装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のねじ締め装置の第１の実施の形態を示
す正面図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】本発明のねじ締め装置の第２の実施の形態を示
す斜視図である。

【符合の説明】

１ ナットランナ ２ リンク １２ ソケット Ｎ ナット Ｐ ナットのピッチ（間隔）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のナットランナを、その間隔を調整
   可能に連結したことを特徴とするねじ締め装置。
2. 【請求項２】 各ナットランナは、それぞれリンクを備
   え、該リンクを互いに回動可能に枢着することにより連
   結されていることを特徴とする請求項２に記載のねじ締
   め装置。