JPH0685733U - 多軸増締め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車の足廻りの部品を仮止めしている複数
のボルトを同時に増締め可能な多軸増締め装置を提供す
ること。 【構成】 多軸増締め装置１は、フロントサスペンショ
ンアーム１２等を仮止めしているボルト１５ａ，１５
ｂ，１５ｃ，１６ａ，１６ｂを、所定のトルクまで増締
めするナットランナ２７，５６を有するものであって、
複数のナットランナが付設され左右方向および前後方向
の２方向に移動可能なベース板２１と、ベース板２１を
上下方向に移動させる上下シリンダ３０と、ベース板２
１上に固設されベース板２１の上昇に伴ってフロントサ
スペンションアーム１２等の外周部と当接して粗位置決
めする第一ガイド４６と、ベース板２１上に固設されベ
ース板２１の上昇に伴って部品の位置決め孔１４と嵌合
して部品を正確に位置決めする段付ピン３７とを有して
いる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

自動車の製造工程で使用されるねじの増締め装置に関し、さらに詳細には、自 動車の足廻りの部品を取り付けている複数本の取付ボルトを同時に増締めする多 軸増締め装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

自動車の組立ラインにおいて、複数のボルトにより車体本体の足廻りに仮止め されているフロントクロスメンバー、フロントサスペンションアーム等の取付ボ ルトやナットを増締めして固定する工程がある。 これらの取付ボルトやナットは、所定のトルクで確実に締め付ける必要がある ため、トルクリミッター付の電動式またはエア式のネジ締め機が広く使用されて いる。 図６に従来の製造工程で使用されている多軸増締め装置を示す。４つの車輪８ ４が付設された台車８３に２本の上昇シリンダ８０が固設されている。また、図 示しないガイド手段により、ベース板８１が上下方向に摺動可能に取り付けられ ている。

【０００３】 また、ベース板８１には、上昇シリンダ８０のロッド８６の先端が遊設されて おり、上下シリンダ８０の駆動によりベース板８１が上下方向に駆動される。ま た、ベース板８１には、自動的に一定のトルクでボルトやナットを増締めするナ ットランナー８８が４本取り付けられている。ナットランナー８８の先端には、 ボルト８５と嵌合してボルト８５を回転させるためのナットソケット８２が設け られている。 一方、フロントクロスメンバー等の足廻り部品が複数のボルト８５により仮止 めされている車体本体が宙吊りの状態で搬送される。 作業者は上下シリンダ８０によりベース板８１を上昇させて、ナットソケット ８２を車体の仮止めボルト８５に嵌合させる。 そして、全てのナットソケット８２がボルト８５に嵌合したことを確認した後 、作業者は、図示しないスイッチを押すことによりナットライナー８６を回転さ せて、ボルト８５を所定のトルクまで増締めする。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の増締め装置には次のような問題があった。 すなわち、搬送されてくる車体本体の位置が大きくバラ付いているため、作業 者が全てのナットソケット８２を各々のボルト８５に嵌合させることが難しく、 余分な時間がかかっていた。ここで、車体本体の位置がバラ付く原因は、車体本 体をフックで宙吊りにするときのフック位置がバラ付くためである。 そして、ナットソケット８２とボルト８５の嵌合状態は外からは見えにくいた め、作業者が、ナットソケット８２がボルト８５と十分嵌合していない状態で誤 認により、ナットランナー８６のスイッチいれることが多く発生している。従来 例のように４本のボルトを増締めする場合には、車体本体の２〜３台に１本の頻 度でセットミストラブルが発生していた。

【０００５】 ここで、セットミストラブルが発生したときは、ナットランナー８６が、一定 時間内に所定のトルクに到達せずにトラブルを検出し表示するので、表示を見た 作業者が単体のナットランナーにより再度増締めを行っている。そのため、さら に余分の時間と労力とがかかっていた。 一方、全てのボルト８５の各々を単体のナットランナーで増締めすることは、 多大な時間と労力がかかるため現実的でない。特に、足廻り部品の増締めの場合 には、ボルトが鉛直上向きに取り付いているため、作業性が悪く複数のボルトを 単体のナットランナーを用いて個別に増締めすることは困難であった。

【０００６】 本考案は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、自動車の足 廻りの部品を仮止めしている複数のボルトを同時に増締め可能な多軸増締め装置 を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記問題点を解決するために本考案の多軸増締め装置は、部品を仮止めしてい るボルトまたはナットを、所定のトルクまで増締めするナットランナを複数本有 するものであって、複数のナットランナが付設され左右方向および前後方向の２ 方向に移動可能なベース板と、ベース板を上下方向に移動させる上下移動手段と 、 ベース板上に固設され上下移動手段によるベース板の移動に伴って部品の外周部 と当接して部品を粗位置決めする第一ガイドと、ベース板上に固設され上下移動 手段によるベース板の移動に伴って部品の位置決め孔と嵌合して部品を正確に位 置決めする第二ガイドとを有している。

【０００８】 さらに、本考案の多軸増締め装置は、上記装置において、ベース板により正確 に位置決めされた部品に、仮止めされている第二部品に対して当接する方向に移 動して、部品に対して第二部品を位置決めする第二部品位置決め手段を有するこ とを特徴としている。 また、本考案の多軸増締め装置は、上記装置において、ナットランナーをベー ス板に対して移動するナットランナーシフト手段を有することを特徴としている 。

【０００９】

【作用】

上記問題点を解決するために本考案の多軸増締め装置の複数本のナットランナ ーは、部品を仮止めしているボルトまたはナットを、所定のトルクまで増締めす る。 始めに、上下移動手段が、ベース板を上昇させる。このとき、ベース板に固設 された第一ガイドは、上下移動手段によるベース板の上昇に伴って部品の外周部 と当接して部品を粗位置決めする。ここで、複数のナットランナーが固設されて いるベース板は、フレームに対して左右方向および前後方向の２方向に移動可能 であり、フレームとベース板の双方がお互いに移動して位置合わせがなされる。 次に、ベース板がさらに上昇すると、ベース板二固設された第二ガイドが、部 品の位置決め孔と嵌合して部品を正確に位置決めする。

【００１０】 また、第二部品位置決め手段が、ベース板により正確に位置決めされた部品に 仮止めされている第二部品に対して当接する方向に移動して、部品に対して第二 部品を正確に位置決めする。 部品とベース板との正確な位置決めされた後、ナットランナーが上昇して、ナ ットランナーソケットがボルトに嵌合してボルトが増締めされる。次に、ナット ランナーが下降して、ナットランナーシフト手段が、ナットランナーをベース板 の別のボルト位置の下に移動する。そして、再びナットランナーが上昇して、ナ ットランナーソケットがボルトに嵌合してボルトが増締めされる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案を具体化した一実施例である多軸増締め装置を図面を用いて詳細 に説明する。 多軸増締め装置の全体構成を図１に正面図で示す。また、ベース板を位置決め するための装置の構成のみを図２に側面図で示す。また、ベース板付近の詳細を 図３に概念図で示す。 車体本体が宙吊り状態で移動される図示しない天井レールと平行に、地面に２ 本のレール２５が架設されている。レール２５の上には、二対の車輪２４が回転 して移動可能に嵌合されている。二対の車輪２４の主軸が回転可能に支持されて いるフレーム２３には、車輪２４を駆動するためのモータ３６固設されている。 また、フレーム２３の上面には、２本の上下シリンダ３０、中空円筒状の２本の 上下ガイド３１が固設されている。

【００１２】 また、図２に示すように、フレーム２３の右端に車体同期フレーム３５が付設 されている。車体同期フレーム３５には、同期シリンダ３３ａ，３３ｂが付設さ れ、同期シリンダ３３ａ，３３ｂの先端には、車体本体と当接して多軸増締め装 置と車体本体とを同期させるためのパッド３４ａ，３４ｂが取り付けられている 。 上下ガイド３１の中空部には、各々上下ガイドバー２２が摺動可能に嵌合され ている。２本の上下ガイドバー２２の先端には、上下基盤３９が回転支軸３９ａ を中心に揺動可能に付設されている。

【００１３】 また、上下ガイドバー２２の回転支軸３９ａの下には、調整板４０が固設され ている。調整板４０には、上下基盤３９が揺動する範囲を規制するための１組の 調整ボルト４１がネジ嵌合している。調整ボルト４１の先端は、上下基盤３９の 下面に穿設された孔に装着された揺動調整ばね４２を介して上下基盤３９を揺動 可能に保持している。 また、上下シリンダ３０の各々のロッド２９の先端が、上下基盤３９に遊設さ れている。 また、上下基盤３９には、２本の左右ガイドバー４４が平行に固設されている 。左右ガイドバー４４には、左右調整ばね４３を介して、一対の左右基盤３２が 左右方向に摺動可能に嵌合されている。一対の左右基盤３２の各々には、２本の 前後ガイドバー４５が固設されている。 前後ガイドバー４５には、図示しない前後調整ばねを介して、前後ガイド２０ が前後方向に摺動可能に嵌合されている。また、前後ガイド２０とベース板２１ とは、ねじにより連結されている。

【００１４】 図４に、本実施例の多軸増締め装置が増締めを行う対象であるフロントクロス メンバー１１とフロントサスペンションアーム１２を上から見た断面図を示す。 ここで、両部品は左右対称形であるので、左側のみ示している。 フロントクロスメンバー１１は、取付ボルト１６ｂによりフロントサスペンシ ョンアーム１２と共締めにより車体本体に仮止めされている。さらに、フロント サスペンションアーム１２は、取付ボルト１６ａにより車体本体に仮止めされて いる。 また、フロントクロスメンバー１１とフロントサスペンションアーム１２とは 、フロント軸１８により相互に回転可能に保持されている。 フロントサスペンションアーム１２の一端には、第二部品であるボールジョイ ント１３が３本の取付ボルト１５ａ，１５ｂ，１５ｃにより取り付けられている 。

【００１５】 ベース板２１の上には、フロントサスペンションアーム１２の外周と当接して フロントサスペンションアーム１２を粗く位置決めする第一ガイド４６が各々の フロントサスペンションアーム１２に対して各３箇所固設されている。第一ガイ ド４６は、樹脂製であり先端部がフロントサスペンションアーム１２に対して誘 い込みのための切欠きを有している。 また、ベース板２１のフロントクロスメンバー１１の位置決め孔１４に対応す る位置に、位置決め孔１４の嵌合してフロントクロスメンバー１１を正確に位置 決めするための第二ガイドである２本の段付ピン３７が固設されている。段付ピ ン３７の先端部には、位置決め孔１４に挿入しやすいように大きな面取りが形成 されている。

【００１６】 次に、ボールジョイント１３を位置決めするための第二部品位置決め手段であ る、ボールジョイントロック装置６５の構成について説明する。 図４に示すように、ベース板２１の両端部に切欠き６１が形成され、切欠き部 ６１の両側のベース板２１上にロックスライドガイド５０が固設されている。ロ ックスライドガイド５０には、ロックスライド５２が摺動可能に嵌合している。 また、ロックスライド５２には、ロックスライドシリンダ５１が一体的に取り付 けられている。また、ロックガイドスライド５２には、各々２本のロック横ガイ ドバー４８が固設されている。ロック横ガイドバー４８には、ロック横調整バネ ４９を介してロックベース板４７上に固設されたロックベースガイド５３が嵌合 している。 また、ロックベース板４７の上のボールジョイント１３のボールに対応する位 置に凹部を有する樹脂製の第二部品位置決め手段であるボール支持体５４が付設 されている。

【００１７】 次に、ボルトの増締めを行うナットランナーが付設されている構成を説明する 。 フロントサスペンションアーム１２を車体本体に仮止めしている２本の取付ボ ルト１６ａ，１６ｂを増締めする２軸シフトナットランナー５６の取付構成を図 ４に示している。ベース板２１から下側に張り出して固設された固定板６５にラ ンナー上下ガイドバー６４が固設されている。また、固定板６５には、２軸シフ トナットランナー５６を上下に移動させるためのランナー上下シリンダ３９が固 設されている。ランナー上下ガイドバー６４には、ランナー上下ガイド４０が摺 動可能に嵌合されている。また、ランナー上下ガイド４０には、ランナー上下シ リンダ３９のロッド先端が遊設されている。

【００１８】 ランナー上下ガイド４０には、２軸シフトナットランナー５６の一端を揺動可 能に支持する揺動支持部材５８と、２軸シフトナットランナー５６を矢印Ａの方 向に揺動させるための揺動シリンダ６０が固設されている。揺動シリンダ６０の ロッド先端は、２軸シフトナットランナー５６に遊設されている。２軸シフトナ ットランナー５６の先端部に取付ボルト１６ａ，１６ｂと嵌合して増締めを行う ボルトソケット３８が取り付けられている。ここで説明した２軸シフトナットラ ンナー５６がベース板２１の左右２箇所に設けられている。

【００１９】 次に、ボールジョイント１３を仮止めしている３本の取付ボルト１５ａ，１５ ｂ，１５ｃを増締めするための３軸シフトナットランナー２７の取付構成を説明 する。 ボールジョイント１３は、フロントサスペンションアーム１２に対して斜めに 取り付けられているので、取付ボルト１５ａ，１５ｂ，１５ｃを増締めするため の２本の３軸シフトナットランナー２７は、図１に示すように斜めに取り付けら れている。 取付ボルト１５ａ，１５ｂ，１５ｃの位置関係は、図４に示す通りである。従 って、１本のナットランナーで３本の取付ボルトを増締めするためには、ナット ランナーを取付ボルトの進行方向の移動を含めて３次元的に移動させる必要があ る。

【００２０】 ３軸シフトナットランナー２７を、左右移動体６７を介して図１の左右方向に ガイドするための左右ガイドバー６３、および駆動を与えるための左右シリンダ ６２がベース板２１に付設されたブラケットに固設されている。左右移動体６７ には、３軸シフトナットランナー２７を取付ボルトの進行方向にガイドするため の進行ガイド６６、および駆動を与えるための進行シリンダ２８が固設されてい る。また、３軸シフトナットランナー２７は、図示しない前後ガイドおよび前後 シリンダにより、前後方向に移動される。ここで、前後シリンダは、中間に停止 位置を有する３点停止シリンダが使用されている。

【００２１】 次に、上記構成を有する多軸増締め装置１の作用について説明する。 多軸増締め装置１は、レール２５上の待機位置で車体本体が図２の矢印Ｂの方 向に移動してくるのを待っている。車体本体が所定の位置に来たことを検出する と、多軸増締め装置１はレール２５上を一定速度で移動を開始すると共に、同期 シリンダ３３ａを駆動してパッド３４ａを上昇させ、車体本体と当接させる。次 に、同期シリンダ３３ｂを駆動してパッド３４ａ，３４ｂにより車体本体の一部 を挟み込む。これにより、車体本体は、多軸増締め装置１と等速度でレールと平 行に移動するようになる。

【００２２】 次に、上下シリンダ３０を駆動して、ベース板２１を車体本体に向けて移動さ せる。このとき、全てのナットランナーはベース板２１より低い位置にあるので 、ベース板２１が上昇したときに、ベース板２１上の６箇所に固設されている第 一ガイド４６が、車体本体の下に仮止めされているフロントサスペンションアー ム１２と始めに当接する。このとき、車体本体は宙吊り状態で回転方向に一定の 自由度をもっているので、フロントサスペンションアーム１２は、第一ガイド４ ６にガイドされて粗位置決めされる。

【００２３】 次に、さらにベース板２１が上昇すると、第二ガイドである２本の段付ピン３ ７が、フロントクロスメンバー１１の位置決め孔１４に嵌合する。これにより、 フロントクロスメンバー１１およびフロントサスペンションアーム１２を正確に 位置決めする。 次に、ロックスライドシリンダ５１を駆動して、ロックベース板４７をボール ジョイント１３の方向に移動させ、ボール支持体５４をボールジョイント１３の 先端ボールと嵌合させて、ボールジョイント１３をしっかりと支持する。 これら一連の位置決め動作が行われるときに、ベース板が、左右ガイド４４， ４３，３２および前後ガイド４５により、左右方向および前後方向に自由度を有 し、さらに、揺動ガイド３９，３９ａ，４０，４１，４２により傾斜の自由度を 有しているので、ベース板２１とフロントサスペンションアーム１２等とを容易 に位置決めすることが可能である。

【００２４】 上記作用によりベース板２１に取り付けられているナットランナーに対して、 フロントサスペンションアーム１２とフロントクロスメンバー１１の位置決めが 完了し、次に増締め作業を開始する。 ４本のナットランナーは、左右対称なので、片側２本のナットランナーの作用 を説明し、反対側の説明を省略する。 先に、２軸シフトナットランナー５６の作用を説明する。ベース板２１が上昇 してフロントサスペンションアーム１２が位置決めされたときには、２軸シフト ナットランナー５６は、図４の実線の位置にある。次に、ランナー上下シリンダ ３９が駆動され、ランナー上下ガイド４０を介して２軸シフトナットランナー５ ６が上昇し、ボルトソケット３８が取付ボルト１６ｂと嵌合する。そして、２軸 シフトナットランナー５６が駆動され、取付ボルト１６ｂが所定のトルクまで増 締めされる。

【００２５】 次に、ランナー上下シリンダ３９が反対方向に駆動され、ランナー上下ガイド ４０を介して２軸シフトナットランナー５６が下降する。次に、揺動シリンダ６ ０が駆動され、２軸シフトナットランナー５６が、揺動支持部材５８を中心に回 転して図４の２点鎖線の位置に移動する。次に、ランナー上下シリンダ３９が駆 動され、ランナー上下ガイド４０を介して２軸シフトナットランナー５６が上昇 し、ボルトソケット３８が取付ボルト１６ａと嵌合する。そして、２軸シフトナ ットランナー５６が駆動され、取付ボルト１６ａが所定のトルクまで増締めされ る。

【００２６】 このとき、ボルトソケット３８は、２軸シフトナットランナー５６に対して、 平面的な自由度を有しているので、ボルトソケット３８と取付ボルト１６ａ，１ ６ｂとが少し平行でなくても、嵌合させることができる。 ここで、２軸シフトナットランナー５６と取付ボルト１６ａ，１６ｂとの位置 が大きくずれている場合には、嵌合させることが難しい。しかし、本実施例の多 軸増締め装置１では、第一ガイド４６および段付ピン３７によりフロントサスペ ンションアーム１２がベース板２１に対して正確に位置決めされているので、２ 軸シフトナットランナー５６を２箇所の取付ボルト１６ａ，１６ｂに確実に嵌合 させることができる。

【００２７】 次に、３軸シフトナットランナー２７の作用について説明する。 ボールジョイントロック装置６５によりボールジョイント１３が位置決めされ たときに、前後シリンダが中間停止位置にあるため、３軸シフトナットランナー ２７は、図４の取付ボルト１５ｂに対応する位置の下方にある。 次に、進行シリンダ２８が駆動され、進行ガイド６６を介して３軸シフトナッ トランナー２７が進行し、ボルトソケット２９が取付ボルト１５ｂと嵌合する。 そして、３軸シフトナットランナー２７が駆動され、取付ボルト１５ｂが所定の トルクまで増締めされる。

【００２８】 次に、進行シリンダ２８が反対方向に駆動され、進行ガイド６６を介して３軸 シフトナットランナー２７が下降する。次に、左右シリンダ６２が駆動され、左 右移動体６７を図中右方向に移動させる。同時に、前後シリンダが駆動され、３ 軸シフトナットランナー２７は、取付ボルト１５ａに対応する位置の下方に移動 する。 次に、進行シリンダ２８が駆動され、進行ガイド６６を介して３軸シフトナッ トランナー２７が進行し、ボルトソケット２６が取付ボルト１５ａと嵌合する。 そして、３軸シフトナットランナー２７が駆動され、取付ボルト１５ａが所定の トルクまで増締めされる。

【００２９】 次に、進行シリンダ２８が再び反対方向に駆動され、進行ガイド６６を介して ３軸シフトナットランナー２７が下降する。次に、前後シリンダが駆動され、３ 軸シフトナットランナー２７は、取付ボルト１５ｃに対応する位置の下方に移動 する。 次に、進行シリンダ２８が駆動され、進行ガイド６６を介して３軸シフトナッ トランナー２７が進行し、ボルトソケット２６が取付ボルト１５ｃと嵌合する。 そして、３軸シフトナットランナー２７が駆動され、取付ボルト１５ｃが所定の トルクまで増締めされる。

【００３０】 本実施例の多軸増締め装置１によれば、ボールジョイント１３をフロントサス ペンションアーム１２に取り付けている取付ボルト１５ａ，１５ｂ，１５ｃを増 締めするときに、ボールジョイント１３をフロントサスペンションアーム１２に 対して正確に位置決めしているので、ボールジョイント１３をフロントサスペン ションアーム１２に対して精度よく取り付けることができる。 以上、本考案の実施例について詳細に説明したが、本考案の実施は、上記実施 例に限定されることなく、色々な応用が可能である。 すなわち、本実施例では、取付ボルトの増締めについて説明したが、ナットを 増締めする場合でも同様である。 また、ナットランナーのシフトを２回行うものと３回行うものを説明したが、 それ以上のシフトを行ってもよい。

【００３１】

【考案の効果】

以上説明したことから明かなように、本考案の多軸増締め装置は、複数のナッ トランナが付設され左右方向および前後方向の２方向に移動可能なベース板と、 ベース板を上下方向に移動させる上下移動手段と、ベース板上に固設され上下移 動手段によるベース板の移動に伴って部品の外周部と当接して部品を粗位置決め する第一ガイドと、ベース板上に固設され上下移動手段によるベース板の移動に 伴って部品の位置決め孔と嵌合して部品を正確に位置決めする第二ガイドとを有 しているので、多軸を同時に増締めする場合でも、部品が正確に位置決めされて いるため、全ての取付ボルトを所定のトルクで安定して増締めすることができる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例である多軸増締め装置の全体
構成を示す正面図である。

【図２】多軸増締め装置の位置決め機構の構成を示す側
面図である。

【図３】位置決め装置の詳細を示す概念図である。

【図４】第二部品位置決め装置の構成を示す平面図であ
る。

【図５】２軸シフトナットランナーの取り付け構成を示
す側面図である。

【図６】従来の多軸増締め装置の全体構成を示す正面図
である。

【符号の説明】

１１ フロントクロスメンバー １２ フロントサスペンションアーム １４ 位置決め孔 ２１ ベース板 ２７ ３軸シフトナットランナー ３０ 上下シリンダ ３２ 左右基盤 ３７ 段付ピン ３９ 上下基盤 ４４ 左右ガイドバー ４５ 前後ガイドバー ４６ 第一ガイド ５６ ２軸シフトナットランナー ６１ ボールジョイントロック装置

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品を仮止めしているボルトまたはナッ
   トを、所定のトルクまで増締めするナットランナーを複
   数本有するものにおいて、 前記複数のナットランナーが付設され、左右方向および
   前後方向の２方向に移動可能なベース板と、 前記ベース板を上下方向に移動させる上下移動手段と、 前記ベース板上に固設され、前記上下移動手段による前
   記ベース板の移動に伴って、前記部品の外周部と当接し
   て前記部品を粗位置決めする第一ガイドと、 前記ベース板上に固設され、前記上下移動手段による前
   記ベース板の移動に伴って、前記部品の位置決め孔と嵌
   合して前記部品を正確に位置決めする第二ガイドとを有
   することを特徴とする多軸増締め装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載するものにおいて、 前記ベース板により正確に位置決めされた前記部品に、
   仮止めされている第二部品に対して当接する方向に移動
   して、前記部品に対して前記第二部品を位置決めする第
   二部品位置決め手段を有することを特徴とする多軸増締
   め装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載するもの
   において、 前記ナットランナーを前記ベース板に対して移動するナ
   ットランナーシフト手段を有することを特徴とする多軸
   増締め装置。