JPS649134B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は例えば自動車のハブナツト等のナツ
トを締付けるためのナツトランナに関するもので
ある。

例えば車両組立量産ラインにおいて車両のハブ
ナツトを締付ける作業は、作業能率の効率化を図
るために、ハブナツトと対応する複数のソケツト
を有するナツトランナを用い、同時に多数のハブ
ナツトを締付けているが、従来では１本の車両組
立ラインで１車種を組立てるのが通常であつたた
めに、一般には１本の組立ラインに１種類のナツ
トランナを設置していた。そのためハブボルトの
本数や位置（すなわちピツチ円半径）の異なる車
種を同一の組立ラインに流した場合、異車種につ
いては既設のナツトランナが適合しないので、そ
の車種については、ハブナツトを１個ずつ締付け
ざるを得ない問題があり、そこで従来では、ハブ
ボルトの本数やピツチ円半径の異なる車種を同一
の組立ラインで混合生産する場合、各車種のハブ
ボルトの本数やピツチ円半径に合致するソケツト
を設けた何種類かの多軸ナツトランナを組立ライ
ン中に設置しておき、組立ライン上を流れてくる
車種に応じてそのナツトランナを作業者が使い分
けていた。しかしながら、例えば２種類のナツト
ランナを同一の作業部所に設置した場合、それだ
けスペースを広くとらなければならなくなり、も
しスペースを特に拡げないとすれば、一方のナツ
トランナを使用する際に他方のナツトランナが作
業を阻害することが多発し、特に作業スペースを
集約化する場合にはそのような傾向が顕著にな
り、また車両の組立てはライン上を走行させつつ
行なうのが一般的であるが、複数種類のナツトラ
ンナを同一作業部所に設置する場合には、使用す
べきナツトランナをライン上の車両に同期させて
走行させ、自動もしくは半自動で締付け作業を行
なうことが、スペースや装置の構成などの点で極
めて困難になるなどの問題があつた。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、ナツトに嵌合させるソケツトのピツチ円半径
を、締付けるべき複数のナツトのピツチ円半径に
合致するよう変更し、併せてソケツトの本数を変
えることのできるナツトランナを提供することと
を目的とするものである。そしてこの発明の特徴
とするところは、先端部にソケツトを設けた被動
軸を、回転駆動軸に所定角度回動自在に取付けた
歯車箱内の歯車を介してその回転駆動軸に偏心し
た状態に係合させ、その歯車箱を駆動装置によつ
て所定角度回動させることにより前記被動軸すな
わちソケツトを回転駆動軸を中心として公転さ
せ、またこれらとは別に先端部にソケツトを有す
る伸縮自在な他の回転駆動軸を設け、該他の回転
駆動軸のソケツトを含む円周上の位置と該他の回
転駆動軸のソケツトを含まない円周上の位置とに
前記のソケツトを移動させることにより、ソケツ
トを配列するピツチ円半径およびソケツトの本数
を変更するよう構成した点にある。

以下この発明の一実施例を添付の図面を参照し
て説明する。第１図はこの発明の一実施例を示す
略解正面図であり、第２図はその一部を省略した
断面図であつて、本体１の前面側に正面板２が所
定間隔離隔して取付けられており、その本体１と
正面板２との間に、５本の回転駆動軸３ａ，３
ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅが設けられており、これら
の回転駆動軸３ａ，………３ｅは、本体１内に設
けたエアーモータ等の回転駆動装置（図示せず）
によつて同一方向へ回転させられるようになつて
おり、また前記回転駆動軸３ａ，………３ｅのう
ち４本の回転駆動軸３ａ，………３ｄは、前記正
面板２を貫通させて回転自在に設けた歯車箱４
ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ内に挿入されるとともに、
この歯車箱４ａ，………４ｄに回転自在に係合さ
れており、さらに残る１本の回転駆動軸３ｅは、
伸縮自在な構成とされるとともに、前記正面板２
を貫通し、かつ正面板２に対して回転自在に支持
されている。

前記歯車箱４ａ，………４ｄは、回転駆動軸３
ａ，………３ｄを中心にして回転し得るようにな
つていて、各歯車箱４ａ，………４ｄの回転駆動
軸３ａ，………３ｄに対して偏心した箇所には、
前方に突出した被動軸６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが
回転自在に取付けられ、これらの被動軸６ａ，…
……６ｄと各々に対応する回転駆動軸３ａ，……
…３ｄとは、歯車箱４ａ，………４ｄ内の歯車
（歯車箱４ａ内の歯車のみ図示）７ａを介して係
合し、さらに各被動軸６ａ，………６ｄの先端部
に、ナツト（図示せず）に嵌合されるソケツト８
ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが設けられており、したが
つてこれらのソケツト８ａ，………８ｄは、回転
駆動軸３ａ，………３ｄによつて回転させられる
とともに、歯車箱４ａ，………４ｄが回転駆動軸
３ａ，………３ｄを中心にして回転することによ
り回転駆動軸３ａ，………，３ｄを中心にして公
転するように構成されている。

また前記各歯車箱４ａ，………４ｄは、図に示
すように回転駆動軸３ａ，………３ｄを包囲する
筒状部（歯車箱４ａの筒状部のみ図示）９ａを有
しており、一方の対をなす歯車箱４ａ，４ｂの筒
状部の間には、その歯車箱４ａ，４ｂを回転させ
るための駆動装置としてのエアーシリンダ１０ａ
が設けられ、また他方の対をなす歯車箱４ｃ，４
ｄの筒状部の間には、他のエアーシリンダ１０ｂ
が同様に設けられている。すなわち一方の対をな
す歯車箱４ａ，４ｂの各筒状部には、ブラケツト
１１ａ，１１ｂがそれぞれ設けられ、一方のブラ
ケツト１１ａに前記エアーシリンダ１０ａのロツ
ドの先端部が取付けられ、また他方のブラケツト
１１ｂにエアーシリンダ１０ａの後端部が取付け
られている。さらに他方の対をなす歯車箱４ｃ，
４ｄの各筒状部にブラケツト１１ｃ，１１ｄがそ
れぞれ設けられ、そのうちの一方のブラケツト１
１ｃに前記エアーシリンダ１０ｂのロツドの先端
部が取付けられ、また他方のブラケツト１１ｄに
そのエアーシリンダ１０ｂの後端部が取付けられ
ている。したがつて各歯車箱４ａ，………４ｄ
は、前記各エアーシリンダ１０ａ，１０ｂを動作
させてその全長を変えることにより、前記回転駆
動軸３ａ，………３ｄを中心にして回転するよう
構成されている。

さらに各歯車箱４ａ，………４ｄの筒状部にス
トツパー板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが固
着されるとともに、前記正面板２の背面に、スト
ツパー板１２ａ，………１２ｄを当接させて各歯
車箱４ａ，………４ｄの回動を阻止するためのス
トツパーピン１３ａ，１３ｂが設けられており、
これらのストツパー板１２ａ，………１２ｄおよ
びストツパーピン１３ａ，１３ｂによつて各歯車
箱４ａ，………４ｄの回動角度すなわち前記ソケ
ツト８ａ，………８ｄの公転範囲を規制するよう
になつている。

またさらに各歯車箱４ａ，………４ｄにおける
前記正面板２の前面側には、位置決め板１４ａ，
１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが設けられ、これらの位
置決め板１４ａ，………１４ｄのうち歯車箱４ａ
と４ｄとの位置決め板１４ａ，１４ｄは、その歯
車箱４ａ，４ｄを互いに対応する限界位置まで回
動させた場合に常に重なり合うようになつている
とともに、その各位置決め板１４ａ，１４ｄの相
互に重なる箇所に、位置決めピン１５ａを差し込
むための小孔１６ａ，１６ｄが形成されている。
また前記位置決め板１４ａ，………１４ｄのうち
他の位置決め板１４ｂ，１４ｃも、これらが設ら
れた歯車箱４ｂ，４ｃを互いに対応する限界位置
まで回動させた場合に常に重なり合うようになつ
ており、かつその各位置決め板１４ｂ，１４ｃの
相互に重なる箇所に、他の位置決めピン１５ｂを
差し込むための小孔１６ｂ，１６ｃが形成されて
いる。

前記位置決めピン１５ａ，１５ｂは、前記正面
板２を貫通して前記小孔１６ａ，１６ｄおよび１
６ｂ，１６ｃに差し込まれるものであつて、これ
らの位置決めピン１５ａ，１５ｂは、前記本体１
内に設けた位置決め用エアーシリンダ１７のロツ
ド１７ａの先端部に、ブラケツト１８を介して取
付けられ、そのエアーシリンダ１７のロツド１７
ａを前進させることにより、正面板２を貫通して
前記各小孔１６ａ，………１６ｄに差し込まれ、
その結果各位置決め板１４ａ，………１４ｄすな
わち各歯車箱４ａ，………４ｄを位置決めし、ま
た前記ロツド１７ａを後退させることにより位置
決めピン１５ａ，………１５ｂを各小孔１６ａ，
………１６ｄから抜き取り、その結果各位置決め
板１４ａ，………１４ｄすなわち各歯車箱４ａ，
………４ｄを回動し得るようになつている。

他方、前記伸縮自在な回転駆動軸３ｅは、第２
図に示すように、本体１内に設けた回転駆動装置
の出力軸に取付けられた回転軸１９ａとその回転
軸１９ａに対して回転不能でかつ前後に摺動し得
るよう嵌合された円筒軸１９ｂとからなるもので
あつて、その円筒軸１９ｂは前記正面板２に突設
したガイドスリーブ２０によつて前後動可能でか
つ回転自在に支持され、かつその円筒軸１９ｂの
先端にソケツト８ｅが設けられている。前記円筒
軸１９ｂの外周には、該円筒軸１９ｂを後退させ
るための環状体２１が遊嵌されるとともに、その
環状体２１は前記エアーシリンダ１７のロツド１
７ａに取付けたブラケツト１８に連結されてい
る。また環状体２１と円筒軸１９ｂの先端部との
間には、コイルバネ２２が配置され、円筒軸１９
ｂを後退させた状態すなわち回転駆動軸３ｅに後
述するように短縮させた状態にロツクした場合で
は、コイルバネ２２を圧縮しつつ前記環状体２１
のみが前後動し、またそのロツクを解除した状態
では、前記環状体２１を前進させることにより、
円筒軸１９ｂがコイルバネ２２に押されて前方に
突出するようになつている。

ここで前記回転駆動軸３ｅを短縮させた状態に
ロツクするための構成について説明すると、前記
ガイドスリーブ２０にスリツト２３が形成され、
またガイドスリーブ２０の近傍に位置する歯車箱
４ｃ，４ｄに、該歯車箱４ｃ，４ｄを所定方向に
回動させた際に前記スリツト２３内に入り込むス
トツパー板２４ｃ，２４ｄが設けられ、さらに前
記円筒軸１９ｂの先端所定箇所にそのストツパー
板２４ｃ，２４ｄが係合する環状溝２５が形成さ
れている。したがつて前記回動駆動軸３ｅは、前
記円筒軸１９ｂを前記環状体２１を介してエアー
シリンダ１７で後退させ、その状態で前記歯車箱
４ｃ，４ｄを回転させてストツパー板２４ｃ，２
４ｄをスリツト２３内に入り込ませるとともに、
そのストツパー板２４ｃ，２４ｄを環状溝２５に
係合させることにより、短縮された状態に保持さ
れるようになつている。すなわちエアーシリンダ
１７および環状体２１が前後動機構を構成してい
る。

つぎに上記のように構成したナツトランナの動
作について説明すると、第１図は軸数を５軸に設
定した状態を示しており、この状態では歯車箱４
ｃ，４ｄに設けたストツパー板２４ｃ，２４ｄと
伸縮自在な回転駆動軸３ｅに形成した環状溝２５
との係合が外れているので、回転駆動軸３ｅが最
先端まで伸び、その結果その回転駆動軸３ｅに取
付けたソケツト８ｅが他のソケツト８ａ，………
８ｄと同位置まで突出している。またこれら５本
のソケツト８ａ，………８ｅは所定のピツチ円半
径ｄの円周上に等間隔に位置し、したがつてこれ
らのソケツト８ａ，………８ｅは正五角形の頂点
に位置していることになる。なお、前記位置決め
板１４ａ，………１４ｄに形成されかつ相互に同
一軸線上に一致した小孔には、位置決めピン１５
ａ，１５ｂが差し込まれ、その結果前記各軸受箱
４ａ，………４ｄは第１図に示す状態にロツクさ
れている。この状態で前記回転駆動軸３ａ，……
…３ｅを回転させれば、すべてのソケツト８ａ，
………８ｅが同一方向に回転するので、５個のナ
ツトを同時に締め付けることができる。

そして軸数を前述した５軸から４軸に変更する
には、次のようにして行なう。すなわち、まず前
記エアーシリンダ１７のロツド１７ａを後退させ
て位置決めピン１５ａ，１５ｂを位置決め板１４
ａ，………１４ｄに形成した小孔から抜き取る。
この場合、前記環状体２１が、エアーシリンダ１
７のロツド１７ａと共に後退するので、伸縮自在
な回転駆動軸３ｅを構成する円筒軸１９ｂが、環
状体２１によつて後退させられ、同時にソケツト
８ｅが後退する。円筒軸１９ｂが後退位置まで後
退した後、一方の対をなす歯車箱４ａ，４ｂ間に
配置したエアーシリンダ１０ａのロツドをシリン
ダ内に後退させると、その歯車箱４ａ，４ｂが第
１図に示す矢印方向に回動し、また他方の対をな
す歯車箱４ｃ，４ｄ間に配置したエアーシリンダ
１０ｂのロツドを前進させると、その歯車箱４
ｃ，４ｄが第１図に示す矢印方向に回動する。そ
の結果各歯車箱４ａ，………４ｄに取付けたスト
ツパー板１２ａ，………１２ｄが前記ストツパー
ピン１３ａ，１３ｂに当接してその回動が阻止さ
れることにより、各ソケツト８ａ，………８ｄが
第３図に鎖線で示す位置から実線で示す位置に移
動し、そのピツチ円半径Ｄが大きくなり、もつて
各ソケツト８ａ，………８ｄが正四角形の頂点に
位置することになる。また前記歯車箱４ａ，……
…４ｄのうち他の対の歯車箱４ｃ，４ｄが前述し
たように回動することにより、その歯車箱４ｃ，
４ｄに取付けたストツパー板２４ｃ，２４ｄがガ
イドスリーブ２０のスリツト２３内に入り込んで
前記円筒軸１９ｂの環状溝２５に係合し、その結
果円筒軸１９ｂの前進動作すなわち回転駆動軸３
ｅの伸長が阻止され、その回転駆動軸３ｅに取付
けたソケツト８ｅが後退位置にロツクされる。ま
た各歯車箱４ａ，………４ｄが前述のように回動
した結果、各歯車箱４ａ，………４ｄに取付けた
位置決め板１４ａ，………１４ｄにおける他の小
孔同士が同一軸線上に一致するので、前記位置決
めピン１５ａ，１５ｂを前進させてその小孔に差
し込めば、各歯車箱４ａ，………４ｄすなわちソ
ケツト８ａ，………８ｄが位置決め、固定され
る。この場合、位置決めピン１５ａ，１５ｂと共
に前記環状体２１が前進するが、この環状体２１
は前記円筒軸１９ｂに遊嵌しているだけであるか
ら、前記コイルバネ２２が圧縮されるのみで、円
筒軸１９ｂが前進することはない。

すなわち上記のように動作させれば、１本のソ
ケツト８ｅが他のソケツト８ａ，………８ｄから
大きく後退した状態になるので、適宜のナツトを
締め付けるべく上記のナツトランナを所定のワー
クに突き当てた場合、その後退したソケツト８ｅ
はワークに干渉することがなく、したがつて上記
のように設定したナツトランナは４軸のナツトラ
ンナとして機能することになる。

なお、４軸から５軸に変換する場合は、上述し
た動作と逆の動作を行なえばよい。

また上記の説明では、各動作を個別に説明した
が、上記の一連の動作を自動的に行なわせること
もできるのであつて、そのためには歯車箱４ａ，
………４ｄの回動や位置決めピン１５ａ，１５ｂ
の前後動等の動作が完了したことを検出するスイ
ツチを適宜に設け、前記エアーシリンダ１０ａ，
１０ｂ，１７等を制御する弁をそのスイツチの出
力信号により切換えるようにすればよい。

さらに上記の実施例では５軸と４軸とに変換し
得るよう構成したが、２軸と３軸、あるいは６軸
と７軸等適宜の本数に変換するよう構成してもよ
い。

またさらにこの発明のナツトランナを、ナツト
を締付ける場合だけでなく、ナツトを緩める場合
にも使用することができることは勿論である。

以上の説明で明らかなようにこの発明によれ
ば、先端部にソケツトを設けた被動軸を、回転駆
動軸に回転自在に取付けた歯車箱内の歯車を介し
てその回転駆動軸に偏心した状態に係合させ、そ
の歯車箱を駆動装置によつて所定角度回動させる
ことにより前記被動軸すなわちソケツトを回転駆
動軸を中心として公転させ、またこれらとは別に
先端部にソケツトを有する伸縮自在な他の回転駆
動軸を設け、該他の回転駆動軸のソケツトを含む
円周上の位置と該他の回転駆動軸のソケツトを含
まない円周上の位置とに前記の各ソケツトを移動
させることにより、ソケツトを配列するピツチ円
半径およびソケツトの本数を変更するように構成
したから、締付け作業対象物におけるナツトの本
数およびそのナツトを配列したピツチ円半径が、
従前の締付け作業時のピツチ円半径とは相違した
としても、ソケツトの本数および位置を変えてそ
の対象物のナツトの本数およびピツチ円半径に合
致させることにより、そのナツトの締付け作業を
行なうことができ、したがつてこの発明のナツト
ランナによれば、例えばハブナツトの本数および
ピツチ円半径の相違する車両を同一の製造ライン
に流す場合であつても、１台のナツトランナで各
車両のハブナツトの締付けを行なうことができる
ので、ナツトランナの必要台数が少なくなつて設
備費の高騰を防ぐのみならず、作業スペースを広
くとることができ、ひいては作業を行ない易くな
る等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す略解正面
図、第２図はその一部を省略した略解縦断側面
図、第３図はソケツトの位置を示す説明図であ
る。 ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ……回転駆動
軸、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ……歯車箱、６ａ，
６ｂ，６ｃ，６ｄ……被動軸、７ａ……歯車、８
ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ……ソケツト、１０
ａ，１０ｂ……エアーシリンダ、１９ａ……回転
軸、１９ｂ……円筒軸、１７……エアーシリン
ダ、２１……環状体、２４ｃ，２４ｄ……ストツ
パー板、Ｄ，ｄ……ピツチ円半径。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 相互に平行に配置した複数の回転駆動軸の
   各々に歯車箱を該回転駆動軸の軸心を中心に所定
   角度回動自在に装着するとともに、その歯車箱の
   前記回転駆動軸に対し偏心した箇所に、締付ける
   べきナツトに嵌合するソケツトを先端部に有する
   被動軸を前記回転駆動軸と平行に取付け、かつそ
   の被動軸を前記歯車箱内に設けた歯車を介して前
   記回転駆動軸に連結し、さらに前記歯車箱を前記
   回転駆動軸を中心にして所定角度回転させる駆動
   装置を設け、また先端部にソケツトを有するとと
   もに前記被動軸と平行な方向に伸縮可能な他の回
   転駆動軸を設けるとともに、該他の回転駆動軸を
   その先端部のソケツトが前記ソケツトと同一面上
   に一致する前進位置とその前進位置より後退した
   後退位置とに伸縮させる前後動機構を設け、前記
   駆動装置によつて前記歯車箱を回転させることに
   より、前記各被動軸のソケツトを、前記他の回転
   駆動軸のソケツトを含む所定半径の円周上から前
   記他の回転駆動軸のソケツトを含まない他の半径
   の円周上に移動させるよう構成したことを特徴と
   するピツト円半径変更可能なナツトランナ。