JPS6165731A

JPS6165731A - 多軸ナツトランナ

Info

Publication number: JPS6165731A
Application number: JP18777184A
Authority: JP
Inventors: Masashi Onuma; 正史大沼
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1984-09-07
Filing date: 1984-09-07
Publication date: 1986-04-04

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゛発明は複数本のナツトもしくはボルトを同時に締
付けるための多軸ナツトランナに関するものである。

従来の技術この種の装置は、例えば自動車の製造工程におけるハブ
ナツトの締付は作業に使用されているが、最近では複数
の１！種を同一のラインで製造する多車種混合生産が行
なわれるようになってきているため、加工・組立てに使
用する工具や装置類には、いずれの車種にも適合する所
謂フレキシビリティ−が望まれている。このような要望
に沿うナツトランナを本出願人は特開昭５８−１３２４
２７＠にて既に提案した。

その提案に係るナツトランナは、回転駆動されるソケッ
トを、対象とする最多ハブナツト数と同数（例えば５本
）設けておき、それらのソケットのうち対象とする最少
ハブナツト数と同数（例えば４本）のものは、歯車箱に
収容した歯車を介して駆動軸に連結するとともに、＃Ｔ
Ｒ箱と一体に駆動軸を中心に旋回させてピッチ円半径を
変え、また使用しないことのあるソケットは他のソケッ
トより後退させ得るよう構成したものである。

発明が解決しようとする問題点ところで最近では、同一のラインで生産する車種が増え
る傾向にあり、それに伴い締付けるべきハブナツトの配
列パターンも多様となり、軸数のみが相違する場合、軸
数とピッチ円半径とが共に相違する場合等様々な配列パ
ターンを対象とするようになってきている。しかるにこ
のような状況下にある多車種混合生産ラインで使用する
多軸ナツトランナは、ソケットの配列を多様に変え得る
構成であることが必要であるが、前述した従来のナツト
ランナでは、ソケットを駆動軸を中心にして歯車箱と共
に旋回させる構成であるから、ソケットの移動ストロー
クが短く、そのために従来のナツトランナにおけるソケ
ットの配列パターンは２種類程度が限度であった。した
がって前述した昨今の多車種混合生産ラインにおいて使
用するとすれば、ソケット数（軸数）あるいは寸法仕様
の異なるナツトランナを用意する必要が生じ、ピッチ円
半径を可変とした本来の目的、すなわち多ｎ能化するこ
とによる設備のｆｒ！Ａ素化を図るという目的が没」す
ることにもなりかねない問題があった。

この発明は上記の事情に鑑み、多棟の重両に適合できる
よう、ソケットの配列パターンを多様に変えることので
きる多軸ナツトを提供することを目的とするものである
。

問題点を解決するための手段この発明は、上記の目的を達成するために、少なくとも
３枚の保持板を、単一の軸線を中心に相対的に回動し得
るよう相互に連結し、これらの各保持板に、背面側に設
けた回転駆動装置によって回転させられる駆動軸と、そ
の駆動軸の先端部に歯車箱に収容した歯車を介して連結
されかつ先１部にソケットを設けた被動軸と、駆ｌ！ｌ
ｌ軸を中心に前記歯１！箱を回転させる第１のピッチ円
変更ｉａ構とをそれぞれ設け、また前記軸線を中心とし
た各保持板相互の開き角度を変える第２のピッチ円変更
改構を設けるとともに、各保持板を一体とじて前記軸線
を中心に回転させる回転装置を設けたことを特徴とする
ものである。

作　　　用すなわちこの発明の多軸ナツトランナでは、前記第１の
ピッチ円変更機構を動作させることにより、ソケットを
取付けた被動軸が歯車箱と共に駆動軸を中心にして回転
し、したがってその際の回動角度を適宜に設定すること
により、各ソケットを所定のピッチ円半径のハブナツト
に適合する配列パターンに設定できる。また前記第２の
ピッチ円変更ｍ惰を動作させることにより、各保持板相
互の間の開き角度が変わり、換言すれば各ソケットが保
持板の連結部を通る軸線を中心に旋回し、したがってそ
の場合のソケットの移動ストロークが大きいから、ソケ
ットの配列パターンを上記の場合とは異なる所定のピッ
チ円半径のハブナツトに適合するよう設定できる。この
ようにソケットの配置を上記の第１のピッチ円変更改構
および第２のピッチ円変更！！構の２者によって変える
ことができるから、ソケットを多様なパターンに配列す
ることができる。

またソケット数に対しハブナツト数が多い場合があるか
ら、このような場合には、回転装置によって各保持板を
一体として回転させることにより、ソケット全体をハブ
ナツトのピッチ円中心を、中心にして回転させて締付は
未完のハブナツトに嵌合させる。

実施例第１図はこの発明の一実施例を示す概略的な側面図であ
り、第２図はその主要部を示す一部破断した側面図であ
り、ざらに第３図は第２図のｍ−■線矢視図であって、
基板１は対象とするホイール２に向けて開いた図示の形
状の枠体として構成させており、その基板１の中央部に
シャフト３がホイール２に向けて突設されている。その
シャフト３は、基板１に固定した外筒４と、外筒４の内
部に軸受メタル５を介して同軸心上に挿入した円筒体か
らなる中間軸６と、中間軸６の内部に軸受メタル７を介
して同軸心上に挿入した中実軸である中心軸８とからな
る３１１１！！構造であって、前記外筒４から突出した
中間軸６の先端部（第２図では左端部）に第１の保持板
９ａが半径方向へ向けて取付けられている。また中間ｌ
！ｌｌ１１６から突出した中心軸８の先端部に、該中心
軸８に対して口拡不能な第２の保持板９ｂと中心＠８に
対して回転可能なＭ３の保持ｔｌＺ９ｃとが、半径方向
へ向けて取付けられている。したがって各保持板９ａ　
、９ｂ、９Ｃは、中心＠８の軸心を中心にしてｆｉｌ　
’５Ｊに回転するよう構成されている。

前記各保持板９ａ　、９ｂ　、９ｃの背面所定個所に、
電動モータやエアーロータリーアクチュエータ等からな
る回転駆動装置１０ａ　、１０ｂ　、１０Ｃがそれぞれ
取付けられており、その駆動軸が保持板９ａ　、９ｂ　
、９ｃの正面側へ貫通し、かつソケットを先端部に有す
るＭ動軸に歯車を介して連結されている。その構成の一
例を第４図に示す。

すなち各保持板９ａ　、９ｂ　、９ｃのうち駆動軸１１
ａ　、１１ｂ　、１１ｃが突出した個所に、駆動軸１１
ａ、１１ｂ、１１ｃを中心に回転し得るよう歯車箱１２
ａ、１２ｂ、１２ｃがｆｆｌ　１．ｆ　ラｆＬ　ｒ　ａ
　１１）、その歯車箱１２ａ、１２ｂ、１２ｃの内部に
は、駆ｖＪ軸１１ａ、１１ｂ、１１ｃＧＣ取付はり歯車
１３ａ　、１３ｂ　、１３ｃとこれに噛み合う他の歯車
１４ａ　、　１４ｂ　１１４ｃ　、！−カ収６すｈ、９
ｉ［部ニソケット１５ａ　、　１５ｂ　、　１５ｃ　ｔ
ｒ股１ｆ、カつ駆動１ｍ１１ａ　、Ｉｌｂ、１１ｃに平
行な？！？！動軸１６ａ１１６ｂ１１６ｃが前記他＋７
１ｆｉＫ［１４ａ　、１４ｂ、ｉ４Ｃと一体化されてい
る。

ココテ被勤ＩＭ１６ａ　、１６ｂ　、１６ｃ　ｌｔ、ソ
ケット１５ａ、１５ｂ、１５ｃを前退・後退させ得る構
成であって、前記１！ＩＩ車１４ａ　、１４ｂ　、１４
Ｃを取付けたスプライン軸１７ａ１１７ｂ、１７Ｃとこ
れに情動自在に嵌合する中空＠１８ａ、１８ｂ、１８ｃ
とをシリンダチューブ１９ａ、１９ｂ、１９ｃ内に収容
し、かつ中空軸１８ａ、１８ｂ、１ａｃの後端部外周面
がシリンダチューブ１９ａ　、１９ｂ、１９ｃの内周面
に気密状態に接することにより、実質上その後端部がピ
ストンとなっており、したがってシリンダチューブ１９
ａ１１９ｂ、１９ｃの後端側に加圧空気を供給するこ、
！：１．：ヨリ、中空？！１１８ａ　、１８ｂ　、１８
Ｃと共にソケット１５ａ、１５ｂ、１５Ｃが前進シ、マ
タ逆＆ニジＩＩン’ｊチュー７１９ａ　、　１９ｂ　１
１９ｃ　）前端側に加圧空気を供給することにより、中
空軸１８ａ　１１８ｂ　、１８ｃと共にソケット１５ａ
１１５ｂ、１５ｃが後退するようになっている。

さらに各保持板９ａ　、９ｂ　、９ｃの正面には、第１
のピッチ円変更機構としてのエアーシリンダ２０ａ　１
２０ｂ　、２０ｃがその正面と平行に取付けられており
、そのロッドが各々に対応する歯車箱１２ａ、１２ｂ、
１２ｃに回転自在に連結されている。したがってそのエ
アーシリンダ２０ａ、２０ｂ　、２０ｃのロッドを伸ば
し、あるいは引きＲｔ　コトニに、　’）、ｔＦｔＴＫ
ｉ箱１２ａ、１２ｂ、１２ｃと共に被！’［１−６ａ　
、　１６ｂ　、　１６ｃおよヒソケラト１５ａ　、１５
ｂ　１１５ｃが、各々ニ対応スル駆動ｆＪ！１１１ａ、
　１１ｂ、１１ｃを中心に旋回し、ソＩ）Ｍ’ＡＶ’ｙ
ｙ　ト１５ａ　、　１５ｂ　、　１５ｃ　Ｉ）位ｃ、。

すなわち配列パターンが変わるよう構成されている。

またざらに前記保持板９ａ　、９ｂ　、９ｃ同士の相対
位置を変える第２のピッチ円変更機構が設けられている
。この第２のピッチ円変更Ｉｆｇ慴は、第１の保持板９
ａと第２の保持板９ｂとに限定された相対運動をさせる
襲構と、第２の保持板９ｂと第３の保持板９Ｃとに限定
された相対７ｉ！初をさける機構とからなるものであっ
て、各々について説明すると、第２の保持板９ａと一体
となっている前記中ｎ軸６の後端部（第２図の右端部）
に、第２図および第５図に示すようにサーボモータ２１
がブラケットを介して取付けられており、そのサーボモ
ータ２１の出力軸がボールネジ２２どされているととも
に、これに螺合するナツト２３が、第２の保持板９ｂと
一体になっている中心軸８の後端部（第２図の右端部）
にブラケットを介して取付けられている。すなわちサー
ボモータ２１を駆動してナツト２３を前後動させること
により中心軸８と中ｎ軸６とが相対的に回動し、そのＰ
″果第１および第２の保持板９ａ　、９ｂが中心軸８の
軸心を中心に相対的に回動し、両者の間の間き角度が変
化するよう構成されている。他方、第２の保持４ｆ１９
ｂの背面には、サーボモータ２４が第６図に示すように
第３の保持Ｗ９Ｃに向けて取付けられており、その出力
軸がポールネジ２５とされているとともに、これに螺合
するナツト２６が第３の保持板９Ｃの背面に取付けられ
ている。すなわち第３の保持板９Ｃが中心＠８に対して
回転自在に取付けられているから、サーボモータ２４を
胆力してナツト２６を前後動させることにより、第３の
保持板９Ｃが中心？ｉ’１８の軸心を中心にして回動し
、その結果用２および第３の保持板９ｂ。

９Ｃの間の開き角度が変化するよう１ｇ成されている。

ところでハブナツトは通常４本以上であるから、上記の
ナツトランナでは、同一のホイールに対して２回の締付
作業を行なって総てのハブナツトを締付けるために、各
ソケット１５ａ１１５ｂ、１５Ｃを一体として保持板９
ａ　、９ｂ　、９ｃと共に旋回させる回転装置が設けら
れている。すなわち第２図および第５図に示すように基
板１に第３のサーボモータ２７が取付けられており、そ
のサーボモータ２７の出力軸と前記中間軸６の後端部と
が、チェーン２８およびスプロケット２９．３０を介し
て連結されている。したがって第１の保持板９ａと一体
の中間軸６と第２の保持板９ｂと一体の中心軸８とが、
サーボモータ２１およびポールネジ２２ならびにナツト
２３を介して連結され、また第２の保持板９ｂと第３の
保持ｔＷ９ｃとがサーボモータ２４およびポールネジ２
５ならびにナツト２６を介して連結され、結局用１ない
しＭ３の保持板９ａ　、９ｂ　、９ｃが相互に連結され
ているから、回転装置を構成するサーボモータ２７によ
って中間＠６を回転させることにより、各保持板９ａ　
、９ｂ　、９ｃと共にソケット１５ａ、１５ｂ、１５ｃ
が中心＠８の軸心を中心に旋回するようになっている。

このようにソケット１５ａ１１５ｂ、１５ｃ全体を旋回
させる構成であるから、その旋回動作によるホイール２
どの相対位置のずれを防ぐために、クランパー３１が設
けられている。クランパー３１はホイール２をフィンガ
ー３２によって外周側から挾み付けることによって前記
中心軸８の軸心をホイール２の中心に一致させる構成で
あり、ホー（−ル２に向けて開口する図、示の形状の基
板１の８５に、エアーシリンダ３３が第１図に示すよう
に内鍔に向けて取付けられ、そのエアーシリンダ３３の
ロンドにフィンガー３２が取付けられている。

つぎに上記のように構成したナツトランナの作用につい
て説明する。第７図はハブナツトの３種類の配列パター
ンを示す図であり、Ｏ印で示す５ｆ−ｊｌ　）ｉＵ合は
、ソケット１５ａ、１５ｂ、１５ｃを第３図に示す状態
に設定する。すなわち中心＠８の軸心から各ソケット１
５ａ、１５ｂ、１５ｃの中心までの距なを５軸の場合の
ピッチ円半径に一致させ、かつ第１のソケット１５ａか
ら他のソケット１５ｂ、１５ｃまでの角度をそれぞれ１
４４に設定するとともに、第２および第３のソケット１
５１＋、１５ｃの間の角度を７２°に設定する。

したがって第３０に示す状態では、第７図にＡ１で示す
ハブナツトに第１のソケット１５ａが対応し、Ａ３で示
すハブナツトに第２のソケット１５れが対応し、ざらに
Ａ４で示すハブナツトに第３のソケット１５０が対応す
る。各ソケット１５ａ。

１５ｂ、１５ｃの位置をこのように設定した侵、各被’
ｈ＠　１６ａ　、　１６ｂ　、　１６＊　ｉｃお！ｔ　
７．；ｐ　シ！Ｊ　ンダチューブ１９ａ、１９ｂ、１９
０の後端部に加圧空気を供給して中ｇ！？！＋１８ａ　
、１８ｂ　、１８ｃと共にソケット１５ａ　、１５ｂ　
、１５ｃを前進させ、かつ各回転ｆｆｌ！、ｌＪ装置ｔ
１Ｑａ　、１０ｂ　１１０ｃによってソケット１５ａ　
１１５１＋　、１５ｃを回覧させておき、その状態でナ
ツトランナ全体をホイール２に対してセットすれば、Ａ
Ｉ　、Ａ３　、Ａ４の各ハブナツトを締付けることがで
きる。このようなナツトランナのセット作業は、手作業
によって行なうが、セット完了後に前記クランパー３１
を動作させてホイール２に対してナツトランナを固定す
る。上記３本のハブナツトを締付けた後、各ソケット１
５ａ、１５ｂ、１５０を後退させてハブナツトから外す
。なお、その場合、クランパ−３１によってホイール２
に対して連結一体化されているから、相対位置にずれが
生じることはない。ソケット１５ａ　、　１５ｂ　、　
１５ｃをハブナツトから外した後、回転装置を構成する
前記サーボモータ２７を回転させれば、第１の保持板９
ａが中間軸６と共に回転して第１のソケット１５ａが第
７図に示すＡ２のハブナツトに対応する位置へ移動する
。また中間軸６と中心？！１８とが、サーボモータ２１
およびボールネジ２１ならびにナツト２３を介して連結
され、その中心＠８と一体の第２の保持板９ｂが、サー
ボモータ２４およびボールネジ２５ならびにナツト２６
を介して第３の保持板９Ｃに連結されており、結局中間
軸６と第３の保持板９Ｇとが連結されているから、第１
のソケット１５ａの上述した移動と共に第３の保持板９
Ｃが回動してそのソケット１５ｃが、第７図に示すＡ４
からＡ５のハブナツトに対応する位置へ移動する。した
がってソケット１５ａ、１５ｃを再度回転させつつ前進
させることにより、残る２本のハブナツトを締付けるこ
とができる。

つぎに第７図に口中で示す４軸の場合について説明する
。この場合は、ピッチ円半径が従前の５軸の場合と同じ
であるから、第２のピッチ円変更′ａｔ１４を構成する
サーボモータ２１．２４を動作させることによってソケ
ット１５ａ、１５ｂ、１５Ｃの配列を変える。すなわち
、第３図に示す状態において第２のサーボモータ２４を
動作させてナツト２３を前進させれば、第２および第３
の保持ｔｆｉ＜９ｂ　、９ｃと共にそのソケット１５ｂ
、１５Ｃが前記中心＠８の軸心を中心に旋回するから、
第７図におけるＡ３の位置にあった第２のソケット１５
ｂが４？ｉｉｌ八プナットのうちの８２で示すハブナツ
トに対応する位置へ移動し、またＡ４の位置にあった第
３のソケット１５ｃが８３で示すハブナツトに対応する
位置へ移動する。また他のサーボモータ２１を動作させ
ることにより、第１の保持板９ａを中間軸６と共に回転
させてそのソケット１５ａを第７図におけるＡ１から８
１のハブナツトに対応する位置へ移動させる。ソケット
１５ａ、１５ｂ、１５Ｃをこのように配列することによ
り、４軸のうちの８１、Ｂ２、Ｂ３で示す３本のハブナ
ツトを締付け、しかる後筒１の保持板９ａをサーボモー
タ２１によって従前とは逆方向へ回転させて、第１のソ
ケット１５ａを８４で示すハブナツトに対応する位置へ
移動ざぜ、残る１本のハブナツトを締付９ブる。

ざらニソケット１５ａ、ｉ５ｂ、１５ｃの配列パターン
のピッチ円半径を変える場合には、第１のピッチ円変更
傾構を構成するエアーシリンダ２０ａ　、２０ｂ　、２
０ｃによって行なう。すなわち各エアーシリンダ２０ａ
　、２０ｂ、２０ｃのロントラ伸ばせば、各歯１！１１
２ａ、１２ｂ、１２ｃ゛　　と共ニンケット１５ａ　、
　１５１１　、１５ＣがＩ　ｇｌｌ　＠１１ａ、１１り
、Ｉｌｃを中心にそれぞれ回動する。その結果各ソケッ
ト１５ａ、１５ｂ１１５ｃが前記中心＠８の軸心から遠
ざかるから、ソケット１５ａ　、１５ｂ　、１５ｃ　１
ＰＵＪパターン＋７）ｔ’ｙチ円半径が大きくなる。し
たがうて第３図に示す状態でこのような操作を行なえば
、各ソケッ１−１５ａ　１１５ｂ　、１５０の配列が第
８図に示す状態に変わり、その結果第７図に調印で示す
ピッチ円半径の大きい４輪ハブナツトに対し、第２のソ
ケット１５ｂが０２に一致し、また第３のソケット１５
Ｃが０３に一致し、さらに第１のソケット１５ａがＡ１
からＰで示す位置に移動する。したがりてＣ２Ｊ５よび
Ｂ３のハブナツトについての締付けを行なった後に、回
転装置によって各保持板９ａ　、９ｂ　、９ｃを一体と
して回転させれば、Ｃ１およびＣ４で示す残る２本のハ
ブナツトにソケットを一￥１させてその柿付けを行なう
ことができろ。

上述した各々の場合において、締付完了後にクランパー
３１を外すことにより、ナラトラ〉・すをホイール２か
ら離脱させることができる。

なお、上記のナツトランナでは、１月のホイール２に対
して２回の袖付は作業を必要とするが、多車科混合生産
の場合は、生産スピードもさることながら、同一ライン
で生産可能な車秤の改をう先することもあるので、１個
のホイールに対する締付は作業回教が２回であっても２
回目は自助締付であるから生産性が低下することはない
。

発明の効果以上の説明から明らかなようにこの発明の多情ナツトラ
ンナによれば、ソケット・を各保持板の連拮点（ｙなり
ち対９とするホイールの中心）を中心としてり別的に旋
回させる動作、ソケットをその駆動軸を中心に２回させ
る力作、および各ソケットを一体として前記保持板の連
結点を中心に旋回させる！’Ｊ　ｆＦのすべてが可能で
あるから、ソケットの配列パターンを従来に増して５杵
に設定でき、したがって多投の車両に適用できるから、
多重種混合生産の５８合においてナツトランナの必要台
数を最少限にし、所要スペースの削減や設備コストの低
廉化を図ることができる。またこの発鳴のナツトランナ
では、ソケットの数すなわち軸数が対象となるハブナツ
トの数以下でよいから、小型かつｒｉ全で；４：作曲の
良好なナツトランナとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略的な倒面図、第
２図はその主要部を示す一部破断した側面図、第３図は
第２図のト（線矢視図、第４０は歯車箱および被動軸の
構成を具体的に示す断面図、第５図は第１図のｖ−ｖ線
矢視図、第６図は第１図のＶＩ　−Ｖ”Ｉ線矢視図、第
７図はハブナツトの配列パターンを示す図、第８図はピ
ッチ円半径を変えた場合を示す第３図同様の図である。６・・・中ａ　９６　、　８−中心軸、　９ａ　、９ｂ
　、９ｃ・・・又持板、　１０ａ　、１０ｂ　、１０ｃ
・・・回転脂肪ｉｉ、　１１　ａ　、　１１　ｂ　、１
１　ｃ　−・・駆動軸、　１２ａ　、　１２ｂ　、１２
ｃｍｍＴａｍ、　１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１４ａ、１
４ｂ、１４ｃ・−１９，１５ａ、１５ｂ１１５Ｃ・・・
ソケット、　　１６ａ、１６ｂ　、１６ｃ　・・・壇り
輪、　１７ａ、１７ｂ、１７　ｃ　・・・スプライン軸
、　　１８ａ　、１８ｂ　、１８Ｃ・・・中空軸、　１
９ａ　、１９ｂ　、１９ｃ・・・シリンダチューブ、　
２０ａ　、２０ｂ　、２０Ｇ　−・・エアーシリンダ、
　２１．２４．２７・・・サーボモータ、２２．２５・
・・ボールネジ、　２３．２Ｇ・・ナツト、２８・・・
チェーン、　２９．３０・・・スプロケット・。第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

少なくとも３枚の保持板が、単一の軸線を中心に相対的
に回動し得るよう相互に連結され、これら各保持板には
、各々の背面側に設けた回転駆動装置によって回転させ
られる駆動軸が貫通して設けられるとともに、各駆動軸
の先端部に歯車箱に収容した歯車を介して被動軸がそれ
ぞれ連結され、かつ各被動軸の先端部にナットもしくは
ボルトに嵌合するソケットが設けられ、さらに前記歯車
箱を駆動軸を中心に回転させる第１のピッチ円変更機構
が各保持板に取付けられ、また前記軸線を中心とした各
保持板相互の間の開き角度を変える第２のピッチ円変更
機構が設けられ、さらに各保持板を一体として前記軸線
を中心に回転させる回転装置が設けられていることを特
徴とする多軸ナットランナ。