JP4567778B2 - 多軸締結装置 - Google Patents

Description

本発明は、多軸締結装置に関する。特に、ナットやボルトなどの締結具を複数のソケットで同時に締結する多軸締結装置に関する。

例えば、自動車の組立ラインにおいて、車輪ハブに車輪を取り付ける工程では、複数のナットを同時に締結するナットランナと呼ばれる組立装置を用いて、生産性を向上させている。一般に、このナットランナは、ナットに嵌合する複数のソケットをナットの配列に対応して配置すると共に、複数のソケットを同時に回転するように構成している。

ところで、細分された小期間は一車種のみを連続的に生産する、いわゆるバッチ式の多品種組立ラインでは、車種が変わる毎にナットランナを交換するという不具合があった。より具体的には、ナットの配置数、ナットが配列されるピッチ円周の直径（以下、ＰＣＤという）、及びナットの呼び径の組合せが異なる毎に、ナットランナを交換していた。

このような、不具合を解消するために、呼び径の異なる２種類のナットを締結可能であり、しかも、作業性が良好で、かつ構造が簡単なナットランナが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１によるナットランナは、ナットランナ本体と取り付け軸を備えている。ナットランナ本体は、筐体内に駆動源を内蔵している。取り付け軸は、筐体の壁部に常時後方に付勢力を作用させて回転可能に、かつ軸方向に進退可能に貫通支承されている。又、取り付け軸は、中心から放射状に延びる複数の取り付け片を先端部に有している。

又、特許文献１によるナットランナは、複数の固定ソケットと複数の可動ソケットを備えている。複数の固定ソケットは、駆動源により回転可能に筐体の壁部の円周等配位置に配置され、先端部に第１ナット嵌合部を有している。複数の可動ソケットは、固定ソケットと対応させて、複数の取り付け片の先端部に回転可能に支承されている。可動ソケットは、第１ナット嵌合部と異なる内径の第２ナット嵌合部を先端部に有し、第１ナット嵌合部と嵌合する連結軸部を後端部に有している。

そして、特許文献１によるナットランナは、複数の可動ソケットを複数の固定ソケットの作業位置より後方に退避できるように構成されている。

又、前述の不具合を解消するために、複数のＰＣＤと複数種の配置数を有するナットの締結が可能なナットランナが開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２によるナットランナは、複数の締付駆動軸と特定締付駆動軸を備えている。複数の締付駆動軸は、基台の円周方向に等間隔に配設すると共に円周方向に移動自在に設けられている。又、複数の締付駆動軸は、円周の中心に向かって移動自在に設けている。特定締付駆動軸は、これらの締付駆動軸の内、一組の締付駆動軸の間の位置に向かって径方向に進退自在に設けている。

又、特許文献２によるナットランナは、カム溝が形成されたカムプレートが各締付駆動軸に係合している。このカム溝に案内されて、特定締付駆動軸以外の各締付駆動軸が円周方向に所定量移動可能とし、かつ径方向に所定量、移動される。

更に、特許文献２によるナットランナは、締結駆動軸が円周方向に移動するように、特定締付駆動軸を締結駆動軸と更に締結駆動軸間をリンク部材で連結している。そして、カムプレートに接続された第１駆動源と特定締付駆動軸を進退させる第２駆動源の一方又は両方を特定締付駆動軸の進退位置に応じて作動させ、特定締付駆動軸以外の各締付駆動軸をカム溝の形状にしたがって円周方向又は径方向に移動させている。

更に、前述の不具合を解消するために、ナットの軸数とＰＣＤを変更可能なナットランナが開示されている（例えば、特許文献３参照）。

特許文献３によるナットランナは、複数の第１回転駆動軸、被動軸、公転機構、及び第１ソケットを備えている。複数の第１回転駆動軸は、相互に平行に配置している。被動軸は、歯車を介して第１回転駆動軸に係合すると共に、第１回転駆動軸を中心に所定角度、公転できる。公転機構は、被動軸を公転させる。第１ソケットは、被動軸の先端部に設けている。

又、特許文献３によるナットランナは、第２回転駆動軸、伸縮機構、第２ソケット、及びストッパ部材を備えている。第２回転駆動軸は、第１回転駆動軸と平行に配置して伸縮できる。伸縮機構は、直線動作して第２回転駆動軸を伸縮させる。第２ソケットは、第２回転駆動軸の先端部に設けている。ストッパ部材は、第２回転駆動軸を短縮させて第２ソケットを後退した状態に保持する。

そして、特許文献３によるナットランナは、被動軸を公転機構によって公転させることにより各第１ソケットの位置するＰＣＤを変更した際に、第２回転駆動軸を伸縮機構によって短縮させてストッパ部材により第２ソケットを後退した状態に保持する。
特開平１−２７１１７９号公報 特開平４−２８９０３５号公報 特開昭５８−１３２４２８号公報

特許文献１によるナットランナは、一台のナットランナで呼び径の異なる２種類のナットを締結できる。特許文献１によるナットランナは、固定ソケットに対して可動ソケットを簡単、迅速、確実に一括して着脱できる利点がある。しかし、特許文献１によるナットランナは、ナットの軸数とＰＣＤが変更された場合は、別のナットランナを用意する必要があり、不便である。

一方、特許文献２によるナットランナは、複数のＰＣＤと複数種の配置数を有するナットの締結が可能であるが、呼び径の異なる複数のソケットを一括して交換することは困難である。又、特許文献２によるナットランナは、各ソケットを回転駆動するために、各締付駆動軸及び特定締付駆動軸に転結するモータが必要であり、構成を複雑にしている。

又、特許文献３によるナットランナは、複数のＰＣＤと複数種の配置数を有するナットの締結が可能であり、各ソケットが一つのモータで回転駆動されるので、特許文献２によるナットランナと比較して構成が簡易である。しかし、特許文献３によるナットランナも呼び径の異なる複数のソケットを一括して交換することは困難である。

ナットの配置数、ＰＣＤ、及びナットの呼び径の組合せが異なる全ての仕様に対応する多軸締結装置が実現できれば、車種が変わる毎にナットランナを交換することなく、生産性を向上できる。そして、以上のことが本発明の課題といってよい。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ナットなどの締結具の配置数、ＰＣＤ、及び締結具の呼び径の組合せが異なる全ての仕様に対応する多軸締結装置を提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を満たすため、複数のＰＣＤと複数種の配置数を有するナットなどの締結具の締結が可能であり、構成が簡易なナットランナに呼び径が異なる締結具を締結する複数のソケットを有する多軸締結装置を着脱自在に構成することにより、この課題を解決可能なことを見出し、これに基づいて、以下のような新たな多軸締結装置を発明した。

（１） 第１ピッチ円周の円周上に配置された複数の第１回転出力部により第１被締結部を締め付ける第１多軸締結手段と、前記第１ピッチ円周の直径と異なる直径を有する第２ピッチ円周の円周上に配置された複数の第２回転出力部により第２被締結部を締め付ける第２多軸締結手段と、この第２多軸締結手段を前記第１回転出力部に着脱自在に連結される中間回転軸と、を備えると共に、この中間回転軸の回転を前記第２回転出力部に伝達する回転力伝達手段を有することを特徴とする多軸締結装置。

（１）の発明による多軸締結装置は、第１多軸締結手段、第２多軸締結手段、及び中間回転軸を備えると共に回転力伝達手段を有している。第１多軸締結手段は、第１ピッチ円周の円周上に配置された複数の第１回転出力部により第１被締結部を締め付ける。第２多軸締結手段は、第１ピッチ円周の直径と異なる直径を有する第２ピッチ円周の円周上に配置された複数の第２回転出力部により第１被締結部を締め付ける。

中間回転軸は、第２回転出力部を第１回転出力部に着脱自在に連結される。回転力伝達手段は、中間回転軸の回転を第２回転出力部に伝達する。

例えば、（１）の発明による多軸締結装置は、直径Ｒのピッチ円周（第１ピッチ円周）の円周上に配列された呼び径がＭである複数の第１締結具（第１被締結部）を第１ソケット（第１回転出力部）で同時に締結可能であると共に、直径Ｒのピッチ円周（第２ピッチ円周）の円周上に配列された呼び径がＭである減数された前記第１締結具を前記第１ソケットで同時に締結可能な第１ナットランナ（第１多軸締結手段）と、この第１ナットランナに着脱自在に取り付けられる第２ナットランナ（第２多軸締結手段）と、を備える多軸締結装置であって、前記第２ナットランナは、前記第１ソケットの回転が伝動（回転力伝達手段）される第２ソケット（第２回転出力部）であって、直径Ｑのピッチ円周（第２ピッチ円周）の円周上に配列された呼び径がＬである第２締結具（第２被締結部）を同時に締結可能な複数の第２ソケット（第２回転出力部）を備えることを特徴としてもよい。

（１）の発明による多軸締結装置は、第２ナットランナが第１ナットランナに着脱自在に取り付けられる。第１ナットランナは、直径Ｒのピッチ円周上に配列された呼び径がＭである複数の第１締結具を第１ソケットで同時に締結可能である。又、ナットランナは、直径Ｒの円周上に配列された呼び径がＭである減数された第１締結具を第１ソケットで同時に締結可能である。

そして、第２ナットランナは、複数の第２ソケットを備えている。第２ソケットは、第１ソケットの回転が伝動される。複数の第２ソケットは、直径Ｑのピッチ円周上に配列された呼び径がＬである第２締結具を同時に締結可能である。

例えば、第１ナットランナは、複数の第１ソケットの軸方向を相互に平行に配置してよく、各第１ソケットの軸中心は、直径Ｒのピッチ円周上に配列される。複数の第１ソケットの内の１つ以上の特定の第１ソケットは、軸方向に後退してよく、第１ソケットで締結される呼び径がＭである第１締結具の個数を減数させる。

特定の第１ソケットを除く第１ソケットは、一組の歯車を介して第１回転駆動軸から回転が伝動されてよく、特定の第１ソケットは、一組の歯車を介して第２回転駆動軸から回転が伝動されてよく、これらの第１及び第２回転駆動軸の軸中心が所定の円周上に均等配置される。

これらの第１及び第２回転駆動軸の後端に備わる小歯車が大歯車から回転が一斉に伝動されて、直径Ｒのピッチ円周上に配列された呼び径がＭである複数の第１締結具を第１ソケットで同時に締結可能である。

特定の第１ソケットを除く第１ソケットの軸中心は、例えばリンク装置を用いて、第１回転駆動軸を中心に所定角度、公転してよく、特定の第１ソケットを除く第１ソケットの軸中心を直径Ｒの円周上に配列できる。

特定の第１ソケットを軸方向に後退した後に、特定の第１ソケットを除く第１ソケットを公転してよく、前述の大歯車を駆動して、直径Ｒの円周上に配列された呼び径がＭである減数された第１締結具を第１ソケットで同時に締結可能である。

前述のリンク装置は、例えば、往復シリンダを用いて作動してよく、ピストンロッドを後退して個別の第１ソケットを公転できる。ピストンロッドを進出して、個別の第１ソケットを元の位置に復帰できる。

一組のリンク装置は、例えば、往復シリンダを用いて作動してよく、ピストンロッドの先端部とシリンダ本体の後端部に設けられた支持端とを一組のリンク装置に連結してよく、ピストンロッドを後退しての一組の第１ソケットを公転できる。ピストンロッドを進出して、一組の第１ソケットを元の位置に復帰できる。

このように構成された第１ナットランナに第２ナットランナが着脱自在に取り付けられる。着脱自在に取り付けられる態様は、後述するような一対のピンを用いて、第１ナットランナに対して位置決めする態様を含んでよく、他の態様であってもよい。

第１ソケットの回転が第２ソケットに伝動されるとは、第１ソケットと第２ソケットとが同軸に配置されて、直結することを意味しない。第１ソケットは、仲介回転体を介して、その回転が伝動されてよく、例えば歯車伝動装置を用いて第１ソケットの回転が第２ソケットに伝動される。回転が伝動されるとは、回転角度（回転数を含む）が伝動されることを含み、トルクが伝動される双方の意味を含んでいる。

複数の第２ソケットは、直径Ｑのピッチ円周上に配列されて、これらの第２ソケットの軸中心の位置が第１ナットランナに固定されている。そして、第１ソケットの回転が第２ソケットに伝動されて、直径Ｑのピッチ円周上に配列された呼び径がＬである複数の第２締結具を同時に締結できる。

ここで、第１締結具及び第２締結具は、ナット又はボルトのいずれか一方を含むことができる。ナットは、外形が六角形をした六角ナット、又は外形が四角形をした四角ナットのいずれか一方を含んでよく、ボルトが貫通するいわゆる貫通ナット、又はボルトが貫通しない袋ナットのいずれかを一方を含むことができる。

ボルトは、頭部の形状が六角形をした六角ボルト、又は頭部の形状が四角形をした四角ボルトのいずれか一方を含むことができる。これらのナット又はボルトは、呼び径が規格されている。

第１及び第２ソケットは、対応する第１締結具又は第２締結具に嵌合して回転する工具であってよく、第１締結具又は第２締結具に嵌合する凹部を棒状の本体の先端部に開口している。第１及び第２ソケットは、市販のソケットを利用できる。

（１）の発明による第１多軸締結手段は、車輪ハブに車輪を取り付ける第１ナットランナに必ずしも限定されない。第１ナットランナは、直径Ｒのピッチ円周上に配列された呼び径がＭである複数の第１締結具を第１ソケットで同時に締結可能であると共に、直径Ｒの円周上に配列された呼び径がＭである減数された第１締結具を第１ソケットで同時に締結可能である。

同様に、（１）の発明による第２多軸締結手段は、車輪ハブに車輪を取り付ける第２ナットランナに必ずしも限定されない。第２ナットランナは、第１ナットランナに取り付けて、直径Ｑのピッチ円周上に配列された呼び径がＬである第２締結具を複数の第２ソケットで同時に締結可能である。

第２ソケットは、減数される前の第１ソケットの本数と同数であってよく、減数された第１ソケットの本数と同数であってもよく、所定の本数の第２ソケットを備える第２ナットランナが第１ナットランナに装着される。

（１）の発明による第１ナットランナ（第１多軸締結手段）は、複数の第１ソケットを駆動するための駆動源を有している。一方、第２ソケットは、第１ソケットの回転が伝動されるが、（１）の発明による第２ナットランナ（第２多軸締結手段）は、複数の第２ソケットを駆動するための駆動源を有さない。（１）の発明による多軸締結装置は、第２多軸締結手段が第１多軸締結手段に着脱自在に取り付けられるアダプタであってよく、アドオン装置ということもできる。

例えば、（１）の発明による第１ナットランナは、直径Ｒ＝１１４．３ｍｍのピッチ円周上に配列された呼び径がＭ＝Ｍ１２である「五つ」の第１締結具を第１ソケットで同時に締結可能である。又、（１）の発明による第１ナットランナは、直径Ｒ＝１１４．３ｍｍのピッチ円周上に配列された呼び径がＭ＝Ｍ１２である「四つ」の第１締結具を第１ソケットで同時に締結可能である。

一方、（１）の発明による第２ナットランナは、直径Ｑ＝１２０ｍｍのピッチ円周上に配列された呼び径がＬ＝Ｍ１４である「五つ」の第２締結具を同時に締結可能である。

前述の第１締結具及び第２締結具は、車輪ハブに車輪を取り付けるホイールナットであってよく、ナットの配置数、ＰＣＤ、及びナットの呼び径の組合せが異なる全ての仕様に対応する多軸締結装置が実現できる。

このように、（１）の発明による多軸締結装置は、ナットなどの締結具の配置数、ＰＣＤ、及び締結具の呼び径の組合せが異なる全ての仕様に対応できる。

（２） 前記回転力伝達手段は、前記中間回転軸に配設された第１歯車と、前記第２回転出力部に配設されて前記第１歯車に噛合する第２歯車と、を備えることを特徴とする（１）記載の多軸締結装置。

例えば、（２）の発明による多軸締結装置は、前記第１ナットランナに着脱自在に取り付ける基板と、軸中心が直径Ｒのピッチ円周上に配列されて前記基板に回転自在に取り付ける複数の第１回転軸（中間回転軸）と、軸中心が直径Ｑのピッチ円周上に配列されて前記基板に回転自在に取り付ける前記第１回転軸と同数の第２回転軸（第２回転出力部）と、を備え、前記第１回転軸は、前記基板の一方の面から突出して前記第１ソケットの先端部に嵌合する凸部と、中間部に取り付けた第１歯車と、を有し、前記第２回転軸は、前記基板の他方の面から突出して前記第２ソケットを着脱自在に取り付ける軸部と、中間部に取り付けて前記第１歯車に噛み合う第２歯車と、を有することを特徴としてもよい。

（２）の発明による多軸締結装置は、第２ナットランナが基板、複数の第１回転軸、及び第１回転軸と同数の第２回転軸を備えている。基板は、第１ナットランナに着脱自在に取り付けられる。複数の第１回転軸は、それらの軸中心が直径Ｒのピッチ円周上に配列されており、基板に回転自在に取り付けられている。複数の第２回転軸は、それらの軸中心が直径Ｑのピッチ円周上に配列されており、基板に回転自在に取り付けられている。

第１回転軸は、凸部と第１歯車を有している。凸部は、基板の一方の面から突出して、第１ソケットの先端部に嵌合する。第１歯車は、第１回転軸の中間部に取り付けられている。

又、第２回転軸は、軸部と第２歯車を有している。軸部は、基板の他方の面から突出しており、第２ソケットを着脱自在に取り付けている。第２歯車は、第２回転軸の中間部に取り付けられており、第１歯車に噛み合っている。

例えば、基板は、第１基板と第２基板とが積層するように組み立てて構成してよく、第１基板は、円板部の両翼に相反する向きに突出する一対の翼片を有してよく、第２基板は、円板状に形成されてよく、第１基板の円板部に同軸状に固定される。

基板を第１基板と第２基板とで構成することにより、第１及び第２回転軸を両軸支持して組み立てることができる。一対の翼片には、後述する一対のピンを固定してもよい。

第１回転軸は、その軸中心の位置が基板に固定された固定軸であってよく、凸部が第１ソケットの先端部に嵌合する。凸部は、呼び径がＭである第１締結具と同じ形状が好ましく、第１ソケットの先端部の開口に挿入されて、第１ソケットの回転を第１回転軸に伝動できる。第１回転軸と第１ソケットとは、同軸に配置される、ということもできる。

同様に、第２回転軸は、その軸中心の位置が基板に固定された固定軸であってよく、軸部に第２ソケットが取り付けられる。市販のクイックソケットを使用すれば、第２ソケットの着脱が容易である。

軸部は第２ソケットを着脱自在に取り付けるとは、呼び径がＬである第２締結具を締結可能な第２ソケットに代えて、呼び径がＫである第２締結具を締結可能な別の第２ソケットを軸部に取り付けることを意味している。

しかし、（２）の発明による多軸締結装置は、第２締結具の呼び径がＬからＫに代わったときに、第２ソケットを交換することを意味しない。呼び径がＬである第２締結具を締結可能な複数の第２ソケットを備える第２ナットランナと、呼び径がＬである第２締結具を締結可能な複数の第２ソケットを備える第２ナットランナとが別個に用意されて、第１ナットランナに取り付けられることにより、複数の第２ソケットで第２締結具を同時に締結できる。

第１歯車と第２歯車は、歯筋が軸に対して平行な「平歯車」が好ましく、歯筋が軸に対して一様にねじれた「はすば歯車」であってもよい。第１歯車は、原動車として機能してよく、第２歯車は、従動車として機能してよく、第１歯車が第２歯車に噛み合って回転を伝動できる。第１歯車の歯数と第２歯車の歯数とは、同数であってよく、第２締結具の要求される締め付けトルクに対応して、第１歯車と第２歯車との歯数比を変えてもよい。

なお、実施例では、回転伝達手段を歯車の例で説明するが、これに限らず、ローラーを介して伝達したり、プーリーにベルトを掛けて伝達する方式に変更することも可能である。このように、（２）の発明による多軸締結装置は、ナットなどの締結具の配置数、ＰＣＤ、及び締結具の呼び径の組合せが異なる全ての仕様に対応できる多軸締結装置を提供できる。

（３） 前記第２多軸締結手段は、基板と、この基板を前記第１多軸締結手段に位置決めする位置決め手段と、を有し、前記位置決め手段で位置決めされた状態で前記第２多軸締結手段を前記第１多軸締結手段に固定する固定手段を備えることを特徴とする（１）又は（２）記載の多軸締結装置。

例えば、（３）の発明による多軸締結装置は、第２ナットランナが基板を有し、基板の一方の面の両翼から突出して前記第１ナットランナに対して位置決めする一対のピン（位置決め手段）を有し、前記第１ナットランナは、前記基板の中心部に係合して当該基板が当該第１ナットランナに向かう力を付勢する引き寄せ部材（固定手段）を有することを特徴としてもよい。

第１ナットランナは、一対のピンが挿入する一対の嵌合穴を有してよく、一対の嵌合穴に案内されて、第１回転軸の凸部が第１ソケットの先端部に正しく嵌合される。

（３）の発明による多軸締結装置は、引き寄せ部材が基板の中心部に係合して、基板がナットランナに向かう力を付勢するので、第１ナットランナと第２ナットランナとの相対的な微小なズレを抑制できる。

本発明による多軸締結装置は、ナットなどの締結具の配置数、ＰＣＤ、及び締結具の呼び径の組合せが異なる全ての仕様に対応できる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、本発明による多軸締結装置に備わる第１ナットランナの一実施形態を示す正面図であり、第１ソケットを５軸に配置した状態図である。図２は、前記実施形態による第１ナットランナの正面図であり、第１ソケットを４軸に配置した状態図である。

図３は、本発明による多軸締結装置に備わる第２ナットランナと前記実施形態による第１ナットランナとを対向配置した斜視図であり、第２ナットランナが第１ナットランナに取り付けられる前の状態図である。図４は、前記実施形態による第２ナットランナと前記実施形態による第１ナットランナとを対向配置した斜視図であり、第２ナットランナが第１ナットランナに取り付けられる直前の状態図である。

図５は、前記実施形態による第２ナットランナに備わる第１回転軸及び第２回転軸の斜視図であり、第１回転軸と第２回転軸とが係合している状態図である。図６は、前記実施形態による第２ナットランナと前記実施形態による第１ナットランナとを対向配置した斜視図であり、第２ナットランナが第１ナットランナに取り付けられた状態を縦断面で示している。

図７は、前記実施形態による第２ナットランナの平面図であり、第２ナットランナが台車に載置された状態図である。図８は、前記実施形態による第２ナットランナの正面図であり、第２ナットランナが台車に載置された状態図である。図９は、前記実施形態による第２ナットランナの右側面図であり、第２ナットランナが台車に載置された状態図である。

図１０は、前記実施形態による第２ナットランナと前記実施形態による第１ナットランナとを対向配置した平面図であり、第２ナットランナが第１ナットランナに取り付けられた状態を部分断面で示している。

最初に、本発明による第２ナットランナ（第２多軸締結手段）が着脱される第１ナットランナ（第１多軸締結手段）の構成を説明する。図１から図３を参照すると、第１ナットランナ１０は、五つの第１ソケット１ａ〜１ｅを備えている。これらの第１ソケット１ａ〜１ｅは、直径Ｒのピッチ円周上に配列された呼び径がＭである五つの第１締結具である図示しないナット（以下、第１ナットという）を同時に締結可能である。

図３を参照すると、第１ナットランナ１０は、第１ソケット１ａ〜１ｅの軸方向を相互に平行に配置している。又、各第１ソケット１ａ〜１ｅの軸中心は、直径Ｒのピッチ円周上に配列されている。

図１又は図３を参照すると、第１ソケット１ａ〜１ｅの内の第１ソケット１ａは、往復シリンダ１ａｃで軸方向に後退するように構成されており、第１ソケット１ｂ〜１ｅで締結される呼び径がＭである第１ナットの個数を「５」から「４」に減数できる（図２参照）。

図３又は図４を参照すると、第１ソケット１ａは、スプライン軸１ａｓの先端部に固定されている。スプライン軸１ａｓは、軸中心Ｐａを中心に回転できる（図１又は図２参照）。又、スプライン軸１ａｓは、進退できるように第１ナットランナ１０の本体に保持されている。

図３又は図４を参照すると、ホルダ１ａｈは、スプライン軸１ａｓの先端部を回転可能に軸受けしている。ホルダ１ａｈは、Ｔ字状のブラケット１ａｂの一片に固定されている。ブラケット１ａｂの他片は、一対のスライド軸１ａｄ・１ａｄの先端部が固定されている。一対のスライド軸１ａｄ・１ａｄは、第１ナットランナ１０の本体にスライド可能に軸支されている。

図３又は図４を参照すると、一対のスライド軸１ａｄ・１ａｄに案内されて、ブラケット１ａｂは、進退運動（直線運動）のみが許容される。すなわち、往復シリンダ１ａｃを駆動すると、ピストンロッドが後退して第１ソケット１ａを後退できる。又、往復シリンダ１ａｃを駆動すると、ピストンロッドが前進して第１ソケット１ａを復帰できる。

図３又は図４を参照すると、第１ソケット１ａを除く第１ソケット１ｂ〜１ｅは、各回転軸１ｂｓ〜１ｅｓの先端部に着脱自在に取り付けられている。各回転軸１ｂｓ〜１ｅｓの基端部は、各歯車箱１ｂｇ〜１ｅｇに回転自在に支持されている（図１又は図２参照）。

図１から図３を参照すると、四つの歯車箱１ｂｇ〜１ｅｇは、互いに噛み合う一組の従動歯車及び原動歯車（図示せず）を内部に備えている。従動歯車は、各回転軸１ｂｓ〜１ｅｓの終端部に取り付けている。原動歯車は、各軸中心Ｐｂ〜Ｐｅを中心に回転する図示しない四つの第１回転駆動軸の先端部に取り付けている。各第１回転駆動軸を回転すると、原動歯車から従動歯車に回転が伝動されて、各第１ソケット１ｂ〜１ｅを回転できる。

図１から図３を参照すると、四つの歯車箱１ｂｇ〜１ｅｇは、各揺動板１ｂｈ〜１ｅｈを底面に固定している。各揺動板１ｂｈ〜１ｅｈは、各軸中心Ｐｂ〜Ｐｅを中心にそれぞれ独立して回動できる。各揺動板１ｂｈ〜１ｅｈを回動すると、各軸中心Ｐｂ〜Ｐｅを中心に第１ソケット１ｂ〜１ｅを公転できる。

図１から図３を参照すると、各揺動板１ｂｈ〜１ｅｈの背面には、複数のローラＲ１を取り付けている。これらのローラＲ１は、各第１回転駆動軸を軸止する円板の外周に転動して、各揺動板１ｂｈ〜１ｅｈの回転運動を規定している。

図１から図３において、スプライン軸１ａｓは、図示しない第２回転駆動軸と同軸に連結している。そして、四つの第１回転駆動軸の各軸中心Ｐｂ〜Ｐｅと第２回転駆動軸の軸中心Ｐａとは、所定の円周上に均等配置されている。

図１から図３を参照すると、これらの第１及び第２回転駆動軸の後端に備わる小歯車（図示せず）が大歯車（図示せず）から回転が一斉に伝動されて、直径Ｒのピッチ円周上に配列された呼び径がＭである５個又は４個の第１ナットを第１ソケット１ａ〜１ｅで同時に締結できる。

図１又は図２を参照すると、第１ナットランナ１０は、三つの復動形のシリンダＣＬ１〜ＣＬ３を配置している。シリンダＣＬ１のピストンロッドの先端部は、揺動板１ｂｈに回動可能に連結している。シリンダＣＬ１の本体の後端部に設けた支持端ｋｖ１は、第１ナットランナ１０の本体に可能に連結している（図３参照）。

同様に、図１又は図２を参照すると、シリンダＣＬ２のピストンロッドの先端部は、揺動板１ｅｈに回動可能に連結している。シリンダＣＬ２の本体の後端部に設けた支持端ｋｖ２は、第１ナットランナ１０の本体に可能に連結している。

一方、図１又は図２を参照すると、シリンダＣＬ３のピストンロッドの先端部は、揺動板１ｃｈに回動可能に連結している。シリンダＣＬ２の本体の後端部に設けた支持端ｋｖ３は、揺動板１ｄｈに回動可能に連結している。

次に、本発明による第１ナットランナ１０の作用を説明する。

図１において、シリンダＣＬ１を駆動してピストンロッドを後退すると、揺動板１ｂｈが軸中心Ｐｂを中心に所定角度、回動して、第１ソケット１ｂを時計方向に公転できる（図２参照）。シリンダＣＬ１を駆動してピストンロッドを進出すると、第１ソケット１ｂを元の位置に復帰できる。

同様に、図１において、シリンダＣＬ２を駆動してピストンロッドを後退すると、揺動板１ｂｈが軸中心Ｐｅを中心に所定角度、回動して、第１ソケット１ｅを板時計方向に公転できる（図２参照）。シリンダＣＬ２を駆動してピストンロッドを進出すると、第１ソケット１ｅを元の位置に復帰できる。

一方、図１において、シリンダＣＬ３を駆動してピストンロッドを後退すると、揺動板１ｃｈが軸中心Ｐｃを中心に所定角度、回動して、第１ソケット１ｃを時計方向に公転できる（図２参照）。又、揺動板１ｄｈが軸中心Ｐｄを中心に所定角度、回動して、第１ソケット１ｄを反時計方向に公転できる（図２参照）。シリンダＣＬ３を駆動してピストンロッドを進出すると、第１ソケット１ｃ及び第１ソケット１ｄを元の位置に復帰できる。

図１に示された状態では、五つの第１ソケット１ａ〜１ｅは、それらの軸中心が直径Ｒのピッチ円周上に配列されており、第１ナットランナ１０は、呼び径がＭである五つの第１ナットを同時に締結できる。

図１に示された状態から、第１ソケット１ａを後退させた後に、シリンダＣＬ１〜ＣＬ３を駆動すると、４つの第１ソケット１ｂ〜１ｅは、それらの軸中心が直径Ｒのピッチ円周上に移動する（図２参照）。

図２において、第１ソケット１ａを後退させた状態では、スプライン軸１ａｓに連結した第２回転駆動軸（図示せず）は、クラッチなどが切り換えられて、第１ナットランナ１０の本体から回転が遮断される。

一方、図２において、４つの第１ソケット１ｂ〜１ｅは、各軸中心Ｐｂ〜Ｐｅを中心に回転する四つの第１回転駆動軸（図示せず）から回転が一斉に伝動される。そして、第１ナットランナ１０は、呼び径がＭである四つの第１ナットを同時に締結できる。

次に、本発明の実施形態による第２ナットランナの構成を説明する。

図３から図１０を参照すると、第２ナットランナ２０は、基板２と五つの第１回転軸２１と五つの第２回転軸２２を備えている。基板２は、第１ナットランナ１０に着脱自在に取り付けられる。

図３から図１０を参照すると、五つの第１回転軸２１は、それらの軸中心Ｒａ〜Ｒｅが直径Ｒのピッチ円周上に配列されており、基板２に回転自在に取り付けられている。五つの第２回転軸２２は、それらの軸中心Ｑａ〜Ｑｅが直径Ｑのピッチ円周上に配列されており、基板２に回転自在に取り付けられている。

図４又は図５を参照すると、第１回転軸２１は、凸部２１ａと第１歯車２１ｇを有している。凸部２１ａは、基板２の一方の面から突出しており、各第１ソケット１ａ〜１ｅの先端部に嵌合する。第１歯車２１ｇは、第１回転軸２１の中間部に取り付けられている。

図４又は図５を参照すると、第２回転軸２２は、軸部２２ａと第２歯車２２ｇを有している。軸部２２ａは、基板２の他方の面から突出しており、各第２ソケット２ａ〜２ｅを着脱自在に取り付けている。第２歯車は、第２回転軸の中間部に取り付けられており、第１歯車２１ｇに噛み合っている。

図８又は図１０を参照すると、基板２は、第１基板２ｇと第２基板２ｈとが積層するように組み立てて構成している。第１基板２ｇは、円板部２０ｇの両翼に相反する向きに突出する一対の翼片２ｈｇ・２ｈｇを有している。第２基板２ｈは、円板状に形成されており、第１基板２ｇの円板部２０ｇに同軸状に固定されている。

図８又は図１０を参照すると、基板２を第１基板２ｇと第２基板２ｈとで構成することにより、第１回転軸２１及び第２回転軸２２を両軸支持して組み立てることができる。一対の翼片２ｈｇ・２ｈｇには、一対のピン２３・２３を固定している。

図８又は図１０を参照すると、第１回転軸２１は、それらの軸中心Ｒａ〜Ｒｅの位置が基板２に固定された固定軸であり、各凸部２１ａが各第１ソケット１ａ〜１ｅの先端部に嵌合できる。

図４又は図９を参照すると、実施の形態では、凸部２１ａは、呼び径がＭである第１ナットと同じ形状が好ましく、各第１ソケット１ａ〜１ｅの先端部の開口に挿入されて、第１ソケット１ａ〜１ｅの回転を第１回転軸２１に伝動できる。各第１回転軸２１と各第１ソケット１ａ〜１ｅとは、同軸に配置されている、ということもできる。

同様に、図８又は図１０を参照すると、第２回転軸２２は、それらの軸中心Ｑａ〜Ｑｅの位置が基板２に固定された固定軸であり、各軸部２２ａに各第２ソケット２ａ〜２ｅが取り付けられる。市販のクイックソケットを使用すれば、第２ソケット２ａ〜２ｅの着脱が容易である。

図５を参照すると、第１歯車２１ｇ及び第２歯車２２ｇは、歯筋が軸に対して平行な平歯車を用いている。第１歯車２１ｇは、原動車として機能してよく、第２歯車２２ｇは、従動車として機能してよく、第１歯車２１ｇが第２歯車２２ｇに噛み合って回転を伝動できる。

図７から図９を参照すると、第２ナットランナ２０は、台車３０に載置されて第１ナットランナ１０に着脱される。台車３０は、基板３１とＶブロック３２と一対の支持台３３・３３を備えている。

図７から図９を参照すると、Ｖブロック３２は、基板３１に固定されている。Ｖブロック３２は、上部がＶ字状に切り欠いており、円板状の第２基板２ｈの外周に当接して、第２ナットランナ２０の中心を割り出すことができる。

又、図７から図９を参照すると、Ｖブロック３２の一方の面には、一対の停止板３２ａ・３２ａを取り付けている。一対の停止板３２ａ・３２ａは、第２基板２ｈの側面に当接して、第２ナットランナ２０の一方の方向への移動を阻止している。

図７から図９を参照すると、一対の支持台３３・３３は、基板３１に立設された支柱３３ａの上部が一対のピン２３・２３の基端部を支持している。支柱３３ａの上部は、Ｕ字状に開口したブロック３３ｂを設けており、一対のピン２３・２３の基端部に形成されたフランジ２３ａに当接して、第２ナットランナ２０の他方の方向への移動を阻止している。

図７から図９において、第２ナットランナ２０を載置した台車３０は、図示されない移動装置で移送されて、第１ナットランナ１０に着脱される（図１０参照）。

図３及び図４又は図１０を参照すると、第１ナットランナ１０の本体は、前方に突出する一対のボス１１・１１を配置している。そして、ボス１１は、ピン２３が嵌合する貫通穴１１ａを開口している。

図３及び図４又は図１０において、一対のピン２３・２３が一対の貫通穴１１ａ・１１ａして、第２ナットランナ２０を第１ナットランナ１０に位置合わせできる。又、各凸部２１ａを各第１ソケット１ａ〜１ｅの先端部に嵌合できる。

図３及び図７又は図１０を参照すると、基板２は、その略中心から突出する円筒状のボス２４を一方の面に有している。ボス２４は、先端部に方形の溝２４ａを設けている。

一方、図６又は図１０を参照すると、第１ナットランナ１０は、ボス２４に係合して基板２が第１ナットランナ１０に向かう力を付勢する引き寄せ部材１２を有している。引き寄せ部材１２は、進退すると共に９０度回転する軸１２ａを有している。又、軸１２ａは、溝２４ａに進入可能なＩ字状の係合板１２ｂを先端部に有している。

図６又は図１０を参照すると、軸１２ａを進出させて、係合板１２ｂを溝２４ａに進出させた後に、係合板１２ｂを９０度回転すると、係合板１２ｂをボス２４の先端部の内壁に嵌合できる。軸１２ａを後退すると、ボス２４が第１ナットランナ１０に向かう力を付勢できる。そして、第１ナットランナ１０と第２ナットランナ２０との相対的な微小なズレを抑制できる。

次に、本発明の実施形態による第２ナットランナの作用を説明する。

例えば、本発明の実施形態による第１ナットランナ１０は、直径Ｒ＝１１４．３ｍｍのピッチ円周上に配列された呼び径がＭ＝Ｍ１２である「五つ」の第１ナットを第１ソケット１ａ〜１ｅで同時に締結可能である。又、第１ナットランナ１０は、直径Ｒ＝１１４．３ｍｍのピッチ円周上に配列された呼び径がＭ＝Ｍ１２である「四つ」の第１ナットを第１ソケット１ｂ〜１ｅで同時に締結可能である。

一方、本発明の実施形態による第２ナットランナ２０は、直径Ｑ＝１２０ｍｍのピッチ円周上に配列された呼び径がＬ＝Ｍ１４である「五つ」の第２ナットを同時に締結可能である。第１ナット及び第２ナットは、車輪ハブに車輪を取り付けるホイールナットであってよく、ナットの配置数、ＰＣＤ、及びナットの呼び径の組合せが異なる全ての仕様に対応する多軸締結装置が実現できる。

このように、本発明の実施形態による第２ナットランナ２０は、ナットなどの締結具の配置数、ＰＣＤ、及び締結具の呼び径の組合せが異なる全ての仕様に対応できる。

本発明の実施形態による第２ナットランナ２０が着脱される第１ナットランナ１０は、車輪ハブに車輪を取り付けるナットランナに必ずしも限定されない。第１ナットランナ１０は、直径Ｒのピッチ円周上に配列された呼び径がＭである５つの第１締結具を第１ソケット１ａ〜１ｅで同時に締結可能であると共に、直径Ｒの円周上に配列された呼び径がＭである減数された第１締結具を第１ソケット１ｂ〜１ｅで同時に締結可能である。

同様に、本発明の実施形態による第２ナットランナ２０は、車輪ハブに車輪を取り付ける多軸締結装置に必ずしも限定されない。第２ナットランナ２０は、第１ナットランナ１０に取り付けて、直径Ｑのピッチ円周上に配列された呼び径がＬである第２締結具を５つの第２ソケット２ａ〜２ｅで同時に締結可能である。

第２ソケットは、減数される前の第１ソケットの本数と同数であってよく、減数された第１ソケットの本数と同数であってもよく、所定の本数の第２ソケットを備える第２ナットランナが第１ナットランナに装着される。

本発明の実施形態による第２ナットランナ２０は、第２ナットの呼び径がＬからＫに代わったときに、第２ソケット２ａ〜２ｅを交換することを意味しない。呼び径がＬである第２ナットを締結可能な第２ソケット２ａ〜２ｅを備える第２ナットランナ２０と、呼び径がＬである第２ナットを締結可能な第２ソケット２ａ〜２ｅを備える第２ナットランナ２０とが別個に用意されて、第１ナットランナ１０に取り付けられることにより、第２ソケット２ａ〜２ｅで第２ナットを同時に締結できる。

本発明による多軸締結装置に備わる第１ナットランナの一実施形態を示す正面図であり、第１ソケットを５軸に配置した状態図である。 前記実施形態による第１ナットランナの正面図であり、第１ソケットを４軸に配置した状態図である。 本発明による多軸締結装置に備わる第２ナットランナと前記実施形態による第１ナットランナとを対向配置した斜視図であり、第２ナットランナが第１ナットランナに取り付けられる前の状態図である。 前記実施形態による第２ナットランナと前記実施形態による第１ナットランナとを対向配置した斜視図であり、第２ナットランナが第１ナットランナに取り付けられる直前の状態図である。 前記実施形態による第２ナットランナに備わる第１回転軸及び第２回転軸の斜視図であり、第１回転軸と第２回転軸とが係合している状態図である。 前記実施形態による第２ナットランナと前記実施形態による第１ナットランナとを対向配置した斜視図であり、第２ナットランナが第１ナットランナに取り付けられた状態を縦断面で示している。 前記実施形態による第２ナットランナの平面図であり、第２ナットランナが台車に載置された状態図である。 前記実施形態による第２ナットランナの正面図であり、第２ナットランナが台車に載置された状態図である。 前記実施形態による第２ナットランナの右側面図であり、第２ナットランナが台車に載置された状態図である。 前記実施形態による第２ナットランナと前記実施形態による第１ナットランナとを対向配置した平面図であり、第２ナットランナが第１ナットランナに取り付けられた状態を部分断面で示している。

符号の説明

１ａ〜１ｅ 第１ソケット
１０ 第１ナットランナ（第１多軸締結手段）
２ 基板
２ａ〜２ｅ 第２ソケット
２０ 第２ナットランナ（第２多軸締結手段）
２１ 第１回転軸
２１ａ 凸部
２１ｇ 第１歯車
２２ 第２回転軸
２２ａ 軸部
２２ｇ 第２歯車
Ｒａ〜Ｒｅ 複数の第１回転軸の各軸中心
Ｑａ〜Ｑｅ 複数の第２回転軸の各軸中心

Claims (3)

1. 第１ピッチ円周の円周上に配置された複数の第１回転出力部により第１被締結部を締め付ける第１多軸締結手段と、
   前記第１ピッチ円周の直径と異なる直径を有する第２ピッチ円周の円周上に配置された複数の第２回転出力部により第２被締結部を締め付ける第２多軸締結手段と、
   この第２多軸締結手段を前記第１回転出力部に着脱自在に連結される中間回転軸と、を備えると共に、
   この中間回転軸の回転を前記第２回転出力部に伝達する回転力伝達手段を有することを特徴とする多軸締結装置。
2. 前記回転力伝達手段は、前記中間回転軸に配設された第１歯車と、前記第２回転出力部に配設されて前記第１歯車に噛合する第２歯車と、を備えることを特徴とする請求項１記載の多軸締結装置。
3. 前記中間回転軸と前記回転力伝達手段と前記第２多軸締結手段を一体的に保持する基板と、
   この基板を前記第１多軸締結手段に位置決めする位置決め手段と、
   前記位置決め手段で位置決めされた状態で前記基板を前記第１多軸締結手段に固定する固定手段と、を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の多軸締結装置。

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