(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースプレートに固設した主軸上に自由回転可能な第１中心ギヤと固定した第２中心ギヤとを設け、
前記ベースプレートの前記主軸を中心とする円周線上の複数位置に回転可能に軸承し、前記主軸と平行な軸線で軸方向に進退移動可能に、かつスプリングにより後退位置に押圧され、後退位置で前記第１中心ギヤと噛合及び噛合解脱する伝動ギヤを備え、先端にはソケットを後端には結合部材を設けた複数本のスピンドルと、
前記主軸と平行な軸線で主軸軸線回りに旋回可能に、かつシリンダによって軸線方向に進退移動可能に前記主軸に軸承され、回転出力軸に前記スピンドル後端の結合部材と係脱する結合部と前記第２中心ギヤと噛合及び噛合解脱する旋回割出し用ギヤを設け、前記回転出力軸を各スピンドルと同一軸線上に割出し位置決めされる１つのサーボモータとを備え、
前記サーボモータにより複数本のスピンドルを同時回転駆動する低トルクと、サーボモータを旋回割出しして回転出力軸と直結された１本のスピンドルを回転駆動する高トルクとに切り替え可能としたことを特徴とするマルチナットランナー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナットあるいはボルトを低トルク及び高トルクで締付するマルチナットランナーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マルチナットランナーは、先端にソケットを備えた複数本のスピンドルに駆動モータの回転を歯車機構によって伝達し、複数のナットあるいはボルトを同時に所定のトルクで締付する構造のものが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
自動車の組立ラインでは、タイヤをハブにセットし、ハブナットを手がけで仮締めした後インパクトレンチで締め付け、さらにトルクレンチで規定トルクに締め込む方法と、ハブナットを手がけで仮締めした後マルチナットランナーで複数のハブナットを同時に規定トルクに締め込む方法が採られている。
【０００４】
前者の方法では、インパクトレンチとトルクレンチの２つの締付工具が必要な上に１つのナブナットに対しインパクトレンチとトルクレンチの２つの締付工具による２回の締付作業が必要であり、締め付け作業能率の向上が得られない不具合がある。
【０００５】
また、後者の方法では、前記前者の不具合を解消しているが、前者と同様にハブナットを手がけで仮締めする作業を必要としている。
【０００６】
本発明の目的は、１つのマルチナットランナーで低トルクの仮締めと、高トルク増締め機能を備え、これを自動切り替えを可能にしたマルチナットランナーを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明は、ベースプレートに固設した主軸上に自由回転可能な第１中心ギヤと固定した第２中心ギヤとを設け、前記ベースプレートの前記主軸を中心とする円周線上の複数位置に回転可能に軸承し、前記主軸と平行な軸線で軸方向に進退移動可能に、かつスプリングにより後退位置に押圧され、後退位置で前記第１中心ギヤと噛合及び噛合解脱する伝動ギヤを備え、先端にはソケットを後端には結合部材を設けた複数本のスピンドルと、前記主軸と平行な軸線で主軸軸線回りに旋回可能に、かつシリンダによって軸線方向に進退移動可能に前記主軸に軸承され、回転出力軸に前記スピンドル後端の結合部材と係脱する結合部と前記第２中心ギヤと噛合及び噛合解脱する旋回割出し用ギヤを設け、前記回転出力軸を各スピンドルと同一軸線上に割出し位置決めされる１つのサーボモータとを備え、前記サーボモータにより複数本のスピンドルを同時回転駆動する低トルクと、サーボモータを旋回割出しして回転出力軸と直結された１本のスピンドルを回転駆動する高トルクとに切り替え可能としたことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、１はマルチナットランナー本体である。２はケース２４の前面に固定されているベースプレートであり、このベースプレート２の中央で前記ケース２４内側には主軸３が図２でも示すように、その先端を固設してケース２４内に延在されている。前記主軸３上には第１中心ギヤ４が自由回転可能に設けられ、この第１中心ギヤ４の後方に間隔を有して第２中心ギヤ５が主軸３に固定されている。
【０００９】
前記ベースプレート２には前記主軸３を中心とする円周線上の複数位置に複数本のスピンドル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ（尚スピンドル６ｄは図面上では隠れている）が回転自在に、かつ前記主軸３と平行な軸線で軸方向に進退移動可能に軸承されている。この各スピンドル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄはスプリング８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ（尚スプリング８ｄは省略）により後退位置に押圧され、ケース２４内側の各スピンドル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの軸上には後退位置で前記第１中心ギヤ４と噛合及び噛合解脱する伝動ギヤ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ（尚伝動ギヤ９ｄは省略）が設けられている。
【００１０】
また、各スピンドル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの先端にはソケット７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ（尚ソケット７ｄは省略）が、後端には結合部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ（尚結合部材１０ｄは省略）が設けられている。この結合部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは図５で示すように端面の中心に角穴が設けられている。
【００１１】
前記主軸３の後端にはシリンダ１１が取り付けられ、主軸３の後端部に軸方向に摺動及び主軸軸線回りに回転可能に嵌合されたスリーブ１２と連結部材１４を介して連結され、前記シリンダ１１によって前記スリーブ１２は主軸３の軸方向に進退移動する。
【００１２】
前記前記スリーブ１２には主軸３の軸線に対し直角方向に１本のアーム１３が突設され、このアーム１３にＡＣサーボモータ１５が各スピンドル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの軸心線と一致するよう固設されている。
【００１３】
前記ＡＣサーボモータ１５の回転出力軸１６上には前記第２中心ギヤ５と噛合及び噛合解脱する旋回割出し用ギヤ１７が設けられており、シリンダ１１によってサーボモータ１５を後退移動させ、旋回割出し用ギヤ１７が前記第２中心ギヤ５に噛合した状態でＡＣサーボモータ１５の回転で主軸３を中心にしてサーボモータ１５が旋回割出しして回転出力軸１６を各スピンドル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの軸心線と一致するよう割出し位置決めされる。
【００１４】
この割出し位置決め機構は図６で示すように、第２中心ギヤ５に各スピンドル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの軸心と対応する位置決め穴５ａ，５ｂ，，５ｃ，５ｄを開設し、スリーブ１２に前記位置決め穴５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに嵌脱する位置決めピン１８を設けた構造である。また、位置決めピン１８を各位置決め穴５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに対応させるＡＣサーボモータ１５の旋回割出しは、前記ＡＣサーボモータ１５に組み込まれたロータリエンコーダによって旋回角度を制御する。
【００１５】
前記ＡＣサーボモータ１５の回転出力軸１６の先端には前記各スピンドル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの後端の各結合部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄのそれぞれ嵌脱可能な結合部１６ａ（図５参照）を有している。尚、図例の結合部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄと回転出力軸１６の結合部１６ａは、結合部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの角穴に回転出力軸１６の先端の角軸が嵌脱する構造であるが、例えば、結合部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄと結合部１６ａを凹凸歯形端面のカップリングでもよいし、要は嵌脱可能であり、回転出力軸１６の回転力をスピンドル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに伝達する構造によるものであり、図例の角穴と角軸に限定するものではない。
【００１６】
図１のマルチナットランナー本体１は自動車の組立ラインにおけるタイヤのハブナットを締め付けする実施形態を示すものであり、天井等の上面固定面１９に敷設した走行レール２０をガイドとする横行レール２１に横行シリンダ２３と連結したブラケット２２を介してマルチナットランナー本体１を懸架した構成である。
【００１７】
上記の構成による本発明の動作をタイヤのハブナットの締め付けに適用した例で以下説明する。タイヤをハブにセットし、各ソケット７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄにナブナットをセットする。この時、図１及び図２で示すように、シリンダ１１を前進作動し、スリーブ１２を介してＡＣサーボモータ１５を前進させ、回転出力軸１６の結合部１６ａをスピンドル６ａの結合部材８ａに結合し、旋回割出し用ギヤ１７は第２中心ギヤ５と噛合を解脱し、スピンドル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの伝達ギヤ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄは第１中心ギヤ４に噛合している。
【００１８】
上記の状態でマルチナットランナー本体１をタイヤに対して前進させ各ソケット７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄにセットしているハブナットをハブボルトに押し付ける。この時のナブナットの押し付け反力は各ソケット７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄとベースプレート２との間に介装されたスプリング２５によって吸収される。
【００１９】
前記ナブナットをハブボルトに押し付けた状態でＡＣサーボモータ１５の回転出力軸１６を回転することにより、スピンドル６ａが回転駆動し、その伝動ギヤ９ａが駆動ギヤとして作用して自由回転する第１中心ギヤ４がアイドラギヤとして他のスピンドル６ｂ，６ｃ，６ｄの伝達ギヤ９ｂ，９ｃ，９ｄを介して他のスピンドル６ｂ，６ｃ，６ｄも同時に回転する。
【００２０】
この全てのスピンドル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが１つのＡＣサーボモータ１５で同時回転駆動する時は低トルクでハブナットはハブボルトに仮締めされる。
【００２１】
前記低トルクによる仮締めした後は図３で示すように、シリンダ１１をさらに前進させる。これにより、スリーブ１２を介してＡＣサーボモータ１５はさらに前進移動して回転出力軸１６が結合しているスピンドル６ａを前方に押圧しスプリング８ａを圧縮してスピンドル６ａは前進移動し、スピンドル６ａ上の伝動ギヤ９ａを第１中心ギヤ４との噛合を解脱する。
【００２２】
上記の動作でＡＣサーボモータ１５と直結されているスピンドル６ａのみがＡＣサーボモータ１５により回転駆動されることになり、他のスピンドル６ｂ，６ｃ，６ｄは、駆動ギヤとして作用していたスピンドル６ａ上の伝動ギヤ９ａが第１中心ギヤ４との噛合を解脱しているため回転は休止状態となり、スピンドル６ａのソケット７ａのみのハブナットを締め付ける。この時ＡＣサーボモータ１５は高トルクで出力し、スピンドル６ａのソケット７ａのみのハブナットは増締めを行うのである。
【００２３】
前記スピンドル６ａのソケット７ａのみのハブナットの増締めが終了するとシリンダ１１を後退し、スリーブ１２を介してＡＣサーボモータ１５を最後退端に移動する。これにより、図４で示すように、回転出力軸１６はスピンドル６ａとの結合が分離し、旋回割出し用ギヤ１７が前記第２中心ギヤ５に噛合し、位置決めピン１８は第２中心ギヤ５のスピンドル６ａの位置決め穴５ａから抜ける。
【００２４】
この状態でＡＣサーボモータ１５の回転出力軸１６を所定の回転角で回転することにより、固定の第２中心ギヤ５を太陽ギヤとし、回転出力軸１６上の旋回割出し用ギヤ１７が自転，公転する遊星ギヤとして作用してＡＣサーボモータ１５はスリーブ１２を介して主軸３の軸線回りに旋回動し、次にハブナットの増締めを行うスピンドル６ｂの軸線上に割出し位置する。
【００２５】
前記ＡＣサーボモータ１５がスピンドル６ｂの軸線上に割出し位置された後にシリンダ１１を前進作動し、今度は位置決めピン１８を第２中心ギヤ５のスピンドル６ｂの位置決め穴５ｂに嵌挿してＡＣサーボモータ１５を位置決めする。そして、スピンドル６ｂのみとＡＣサーボモータ１５とを直結して、スピンドル６ｂのソケット７ｂのみのハブナットの増締めを行うのである。
【００２６】
上記のＡＣサーボモータ１５の割出しと回転出力軸１６の直結動作をスピンドル６ｃ，６ｄに対し繰り返し行って全部のハブナットの増締めをサイクルを完了するものである。
【００２７】
尚、上記は本発明のマルチナットランナーをタイヤのハブナットの締め付けに適用した例で説明したが、それ以外に他軸にナットあるいはボルトを締め付けるものにも適用することが可能であることを付言する。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、１つのマルチナットランナーで低トルクの仮締めと、高トルク増締めができるため、作業能率が向上すると共に、設備費の低減が図られ、構造が簡単でトルク精度が高く品質保証が可能となり、少量生産ラインでもコストメリットが高く導入しやすく、工数低減と重筋作業の廃止を実現することができる利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体を示す要部破断側面図
【図２】本発明の仮締め状態を示す要部側面図
【図３】本発明の増締め状態を示す要部側面図
【図４】本発明の旋回割出し状態を示す要部側面図
【図５】図１のＡ−Ａ線矢視断面図
【図６】図４のＢ−Ｂ線矢視断面図
【符号の説明】
１              マルチナットランナー本体
２              ベースプレート
３              主軸
４              第１中心ギヤ
５              第２中心ギヤ
６ａ〜６ｄ      スピンドル
７ａ〜７ｄ      ソケット
８ａ〜８ｄ      スプリング
９ａ〜９ｄ      伝達ギヤ
１０ａ〜１０ｂ  結合部材
１１            シリンダ
１２            スリーブ
１３            アーム
１４            連結部材
１５            ＡＣサーボモータ
１６            回転出力軸
１６ａ          結合部
１７            旋回割出し用ギヤ
１８            位置決めピン
２４            ケース
２５            スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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