JPH0441134A - ナット締付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、スピンドル形状のワークに予め仮締めされ
ているナツトを比較的高トルクで本締めするためのナツ
ト締付装置に関する。

〔従来の技術〕

第５図に従来のナツト締付装置の一例が断面図で示され
ている。この第５図においてスピンドル形状のワーク１
００がセットされたパレット１８は、図示しないベッド
上に設けられたパレットガイド枠１２のローラ１４で支
持されている。そしてパレット１８の上部には、図示し
ないナツトランナユニットのソケット２６６が配置され
、かつパレット１８の下方にはコレットチャック２８８
が配置されている。

この第５図の装置において、前記コレットチャック２８
８をパレット１８の下方から図示の位置まで上昇させる
と、コレット２８８ａがワーク１００の内径部に挿入さ
れる。ここでドローバ−２８８ｂが下方へ引っ張られ、
これによって前記コレット２８８ａが外方向に開き、ワ
ーク１００の内径部をクランプする。

続いてワーク１００の上方から前記ソケット２６６が下
降してきてナツト１０８に押し付けられる。そしてこの
ソケット２６６が図示しないアクチュエータ（ナツトラ
ンナ）に連動して回転を始めると、ソケット２６６はナ
ツト１０８に嵌合した後、このナツト１０８を本締めす
る。

なお対象となるワークの種類は異なるが、−船釣なチャ
ック機構と締付機構とを備えた装置としては、例えば特
開昭６２−２５１０２９号公報に開示されている技術を
挙げることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

今回対象としている前記ワーク１００のナツト１０８は
、比較的高トルク（最大３．０００　ｋｇ−ｃｍ　）で
締付けられる。この締付はトルクに対し、前記コレット
チャック２８８のクランプ力では力不足となる場合があ
る。なおコレットチャック２８８のクランプ力を大きく
することは可能であるが、その場合にはワーク１００の
内径部が変形したり、前記コレット２８８ａなどに損傷
が生じるといった新たな問題を招く。

また前記コレットチャック２８８がパレット１８の下方
に配置され、かつパレット１８を越えて上昇させること
でワーク１００をクランプしているため、前記コレット
２８８ａなどの機構が複雑となる。

したがって現実にはパレット１８の採用が難しく、組付
はラインの自動化そのものが困難となる。

なお第６図で示されているように、ワークｌｏ。

の外径部を外径コレット３００でクランプする場合でも
、第５図の場合とほとんど同様の問題が残されている。

そして特に第６図の場合は、前記外径コレット３００が
パレット１８の外側を覆うように配置されるため、パレ
ット１８の採用はさらに困難となる。

本発明の技術的課題は、ワークに対するナツトの高い締
付はトルクに対処でき、かっこのワークの組付はライン
を自動化する上で最適なパレット方式を容易に採用でき
るナツト締付装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決するために本発明は、スピンドル形状の
ワークの上方から締付シャフトの回転によりナツトを締
付け、かつこの締付シャフトと同軸状に配置された回り
止め部材をワークの上方からその外周の凹部または凸部
に係止させて回り止め状態に保持することを特徴とする
。

すなわち本発明のナツト締付装置は、ナツトが仮締めさ
れ、かつ外周の一部に凹部または凸部を有するスピンド
ル形状のワークを位置決め状態で載置するためのベッド
と、このベッドに対して昇降動作可能に組付けられたナ
ツトランナユニットと、このユニットに回転可能に支持
された円筒状の締付シャフトと、この締付シャフトに一
体化され、前記ワークが締付シャフトの下方からその内
部に同軸状に挿入された状態で前記ナツトに嵌合するソ
ケットと、前記ユニットに装着されて締付シャフトに回
転力を与えるアクチュエータと、前記締付シャフトと同
軸状に配置され、ワークの上方から前記凹部または凸部
に係止する回り止め部材とを備えている。

〔作　用〕

この構成によれば、前記ナツトランナユニットを下降さ
せることで、前記ワークが締付シャフトの下方からその
内部に挿入されることとなり、結果的にソケットがワー
クの上方からナツトに嵌合される。またこれと並行して
前記回り止め部材がワークの上方からその凹部または凸
部に係止し、このワークを回り止め状態に保持する。そ
して締付シャフトの回転に伴い前記ナツトが本締めされ
る。

前記締付シャフト及び回り止め部材は共にワークの上方
に配置されるため、パレットを利用して前記ベッド上に
ワークを載置することができる。

したがってこの種の組付はラインの自動化に最適なパレ
ット方式を容易に採用できる。

〔実施例〕

次に本発明の一実施例を第１図〜第４図にしたがって説
明する。

まず第３図にナツト締付装置の正面図が示され、第４図
にその側面図が示されている。これらの第３図及び第４
図において、ベッド１０の上面にはコラム２０が配置さ
れている。またコラム２０の前面側（第４図の左側）の
ベッド１０上には、第３図の左右方向に延びるパレット
ガイド枠１２が配置され、ている。このパレットガイド
枠１２のローラ１４上には、パレット１８がガイド枠１
２に沿って移動できるように載置されている。なおパレ
ットガイド枠１２の一部には位置決めシリンダ１６が設
けられている。このシリンダ１６の作動により、パレッ
ト１８を所定の作業位置で位置決めすることができる。

前記コラム２０には、ナツトランナユニット３０が昇降
動作可能に組付けられている。すなわちナツトランナユ
ニット３０のスライダー３２はコラム２０に対し、昇降
用シリンダ３４の作動によって上下方向へスライド可能
に組付けられている。

そしてこのスライダー３２には、その上下においてセン
タ用ブラケット３８及びギヤボックス用ブラケット５０
がそれぞれ固定されている。なおスライダー３２は前記
ベッド１０上に配置されたバランスシリンダ３６の作用
を受け、ナツトランナユニット３０の昇降停止位置を正
確に決定できる。

第１図に第３図の一部が拡大断面図によって示され、第
２図に第１図の一部がさらに拡大して示されている。こ
れらの第１図及び第２図から明らかなように、前記パレ
ット１８には例えば無段変速機（ＣＶＴ）のプライマリ
シーブアッシで代表されるようなスピンドル形状のワー
ク１００がセットされている。このワーク１００はその
細心部にセンタ孔１０２を有するとともに、外周の一部
にベアリング１０６を固定するためのナツト１０８が仮
締めされている。またワーク１００の図面上端部寄りの
外周には外スプライン歯１１０が形成されている。

次に第１図及び第２図において、前記各ブラケット３８
．５０に組付けられている部材の構成を説明する。まず
前記センタ用ブラケット３８には、センタ昇降シリンダ
４０が組付けられている。このシリンダ４０のロッド４
１は下方へ延びており、その端部にはセンタ支持プレー
ト４２が結合されている。センタ支持プレート４２には
ガイドロッド４４が固定され、ガイドロッド４４はセン
タ用ブラケット３８に対してスライド可能に挿通されて
いる。したがってセンタ支持プレート４２は昇降シリン
ダ４０の作動により、ガイドロッド４４に案内されて昇
降動作可能である。

前記センタ支持プレート４２には、下方向へ延びるロッ
ド形状のセンタ４６が結合されている。

このセンタ４６の先端部はテーパ状に形成されていて、
前記ワーク１００のセンタ孔１０２に対して上方から挿
入可能である。

一方、前記ギヤボックス用ブラケット５０にはギヤボッ
クス５２が固定されている。このギヤボックス５２にお
いて前記センタ４６と同軸の位置には、円筒形状の中間
シャフト５３がベアリング５６によって回転可能に支持
されている。この中間シャフト５３の外周には、次に述
べる駆動ギヤ７６と噛み合って回転力を受けるギヤ５４
が固定されている。また中間シャフト５３の内部には同
じく円筒状の締付シャフト６２が、中間シャフト５３に
対して上下方向へ移動可能に組付けられている。しかも
中間シャフト５３と締付ンヤフト６２とはキー６４によ
って相対的な回転不能となっている。

締付シャフト６２の下端部には、前記ワーク１００のナ
ツト１０８に嵌合可能なソケット６６が固定されている
。なお中間シャフト５３の上端部に固定されたスプリン
グシート５８と締付シャフト６２との間にはスプリング
６０が組込まれており、締付シャフト６２は常に下方向
へ付勢されている。

前記ギヤボックス５２には、中間シャフト５３及び締付
シャフト６２と平行に配置された駆動シャフト７４がベ
アリング８０によって回転可能に支持されている。この
駆動シャフト７４には、前記中間シャフト５３のギヤ５
４に噛み合った駆動ギヤ７６が固定されている。そして
駆動シャフト７４には、ギヤボックス５２に組付けられ
た電動モータなどの回転用アクチュエータ７０の軸７２
が回転伝達可能に連結されている。

前記ギヤボックス５２の上側には回り止め部材８８用の
支持プレート８４が、ギヤボックス５２に固定されたガ
イドロッド８２に案内されて昇降動作可能に配置されて
いる。またこの支持プレート８４は同じくギヤボックス
５２に固定された回り止めノックピン８６で回り止めさ
れているとともに、ガイドロッド８２の外周に組付けら
れているスプリング８３により常に下方向へ付勢されて
いる。

さらに支持プレート８４には前記センタ４６、中間シャ
フト５３及び締付シャフト６２と同軸の位置において、
円筒形状の回り止め部材８８がボルト９０及びノックピ
ン９２により固定されている。すなわちこの回り止め部
材８８の内部には前記センタ４６が上方から挿入されて
おり、回り止め部材８８は締付シャフト６２の内部に上
方から挿入されている。そして回り止め部材８８の先端
部内周には、前記ワーク１００の外スプライン歯１１０
と噛み合い可能な内スプラーイン歯９４が形成されてい
る（第２図参照）。

次に前記ナツト１０８の締付は作業を説明する。

まず前記ワーク１００がセットされたパレット１８をパ
レットガイド枠１２に沿って移動させ、ナツトランナユ
ニット３０と対応する位置において位置決めシリンダ１
６により位置決めする。次にナツトランナユニット３０
のスライダー３２を昇降用シリンダ３４により下降させ
、前記締付シャフト６２のソケット６６及び回り止め部
材８８の内スプライン歯９４が、ワーク１００のナツト
１０８及び外スプライン歯１１０に対して嵌合あるいは
噛み合う前の中間位置で停止させる。この状態において
センタ昇降シリンダ４０を作動させ、センタ４６をワー
ク１００のセンタ孔１０２内に挿入させる。

これによりナツトランナユニット３０とワーク１００と
が芯出しされる。

次にナツトランナユニット３０のスライダー３２をさら
に下降させる。これによって締付シャフト６２のソケッ
ト６６がワーク１００のナツト１０８に嵌合されれば、
第１図に示されているセンサーＣＩがオンとなる。また
回り止め部材８８の内スプライン歯９４がワーク１００
の外スプライン歯１１０に噛み合えば別のセンサーＣ２
がオンとなる。

したがって両センサーＣＩ、Ｃ２が共にオンになればナ
ツト１０８の締付けを開始できるのであるが、そのよう
な確率は少ない。そこで締付は準備に不良状態が生じた
場合について説明する。

まず締付シャフト６２のソケット６６がワーク１００の
ナツト１０８に嵌合されなかった場合、ナツトランナユ
ニット３０のスライダー３２の下降に伴い、締付シャフ
ト６２が中間シャフト５３に対しスプリング６０を圧縮
しつつ上昇する。このためセンサーＣ１はオフのままと
なりソケット６６とナツト１０８の嵌合不良が検出され
る。

また前記回り止め部材８８の内スプライン歯９４がワー
ク１００の外スプライン歯１１０に噛み合わなかった場
合は、前記スライダー３２の下降に伴い、前記支持プレ
ート８４が回り止め部材８８と共にガイドロッド８２に
案内されてスプリング８３を圧縮しつつ上昇する。した
がってセンサーＣ２はオフのままとなり、内スプライン
歯９４と外スプライン歯１１０との噛み合い不良が検出
される。

前記センサーＣ１，Ｃ２のいずれか一方でもオフの場合
には、前記アクチュエータ７０の軸７２が低速で回転し
始める。これによって駆動シャフト７４も低速で回転し
、この回転力は駆動ギヤ７６及びキャ５４の噛み合いを
通じて中間シャフト５３に伝えられ、さらに中間シャフ
ト５３からキー６４を通じて締付シャフト６２に伝えら
れる。

これによって前記ソケット６６が低速で回転し、かつソ
ケット６６は締付シャフト６２に作用している前記スプ
リング６０の付勢力によりナツト１゜８に押付けられて
いるため、その抵抗によってナツト１０８が連れ回しさ
れる。

さてセンサーＣ２のみがオンの場合、すなわち回り止め
部材８８の内スプライン歯９４がワーク１００の外スプ
ライン歯１１０に噛み合っている場合は、前記ソケット
６６の押付けによる抵抗で連れ回しされているナツト１
０８の締付はトルクが、この押付は抵抗より大きくなる
と、ナツト１０８に対してソケット６６が滑ることとな
る。この結果、前記スプリング６０の作用によりソケッ
ト６６がナツト１０８に嵌合する。

またセンサーＣＩのみがオンの場合、すなわち前記ソケ
ット６６がナツト１０８に対してすでに嵌合されている
場合は、ソケット６６の低速回転によってナツト１０８
の締付けが開始される。このときの締付はトルクが、前
記パレット１８に支持されているワーク１００のベヤリ
ング１０４の回転抵抗と、スプリング８３による回り止
め部材８８と外スプライン歯１１０端面との間の押付は
抵抗との和より大きくなると、ワーク１００はパレット
１８に対して回転し始める。これにより゛回り止め部材
８８とワーク１００の外スプライン歯１１０とが相対的
に滑り、回り止め部材８８の内スプライン歯９４が前記
スプリング８３の作用により外スプライン歯１１０に噛
み合う。

なおセンサーＣＩ、Ｃ２が共にオフの場合においては、
前述した各部の抵抗によって多少の差は生じるものの、
ナツト１０８に対するソケット６６の嵌合及びワーク１
００の外スプライン歯１１０に対する回り止め部材８８
の内スプライン歯９４の噛み合いはほぼ同時に行われる
。

前記両センサーＣＩ、Ｃ２が共にオンになると、アクチ
ュエータ７０が高速回転に切替えられ、回り止め部材８
８によって回り止めされているワーク１００に対し、ソ
ケット６６の高速回転によってナツト１０８が本締めさ
れる。このとき、回り止め部材８８に作用する締付は反
力は支持プレート８４に作用し、この支持プレート８４
はギヤボックス５２．に固定された前記ノックピン８６
によって受は止められる。

前記ワーク１００に対するナツト１０８の締付は完了後
は、ナツトランナユニット３０のスライダー３２が昇降
用シリンダ３２により前述した中間位置まで上昇し、そ
の後センタ昇降シリンダ４０によってセンタ４６が上昇
する。引き続いてスライダー３２が第３図及び第４図に
示されている位置まで上昇し、かつ前記位置決めシリン
ダ１６がパレット１８の位置決め解除位置に作動する。

これによってナツト締付は作業の全サイクルが完了する
。

以上、本発明の一実施例を説明したが、本発明はこの実
施例に限定されるものではなく、種々の実施態様が含ま
れている。

例えば前記回り止め部材８８を係止させるためのワーク
１００の外スプライン歯１１０は、ワーク１００外周の
溝や突条などであってもよい。

〔発明の効果〕 このように本発明は、ナツトの締付はトルクに充分対処
でき、しかもワークの上方からナツトの締付は及びワー
クの回り止めを共に行うことで、ナツト締めのための組
付はラインを自動化する上で最適なパレット方式の採用
が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示し、第１図はナ
ツト締付装置の主要部を拡大して表した断面図、第２図
は第１図の一部をさらに拡大して表した断面図、第３図
はナツト締付装置の正面図、第４図はその側面図である
。 第５図は従来のナツト締付装置の一部を表した断面図、
第６図は同じ〈従来のナツト締付装置において第５図と
は異なるクランプ状態を表した説明図である。 ｌＯ・・・ベッド ３０・・・ナツトランナユニット ６２・・・締付シャフト ６６・・・ソケット ７０・・・アクチュエータ ８８・・・回り止め部材 １００・・・ワーク １０８・・・ナツト 出願人　　トヨタ自動車株式会社 出願人　　　株式会社　中　部　技　研代理人　　　弁
理士　岡田英彦（外３名）第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ナットが仮締めされ、かつ外周の一部に凹部または凸部
   を有するスピンドル形状のワークを位置決め状態で載置
   するためのベッドと、 このベッドに対して昇降動作可能に組付けられたナット
   ランナユニットと、 このユニットに回転可能に支持された円筒状の締付シャ
   フトと、 この締付シャフトに一体化され、前記ワークが締付シャ
   フトの下方からその内部に同軸状に挿入された状態で前
   記ナットに嵌合するソケットと、前記ユニットに装着さ
   れて締付シャフトに回転力を与えるアクチュエータと、 前記締付シャフトと同軸状に配置され、ワークの上方か
   ら前記凹部または凸部に係止する回り止め部材と、 を備えたナット締付装置。