(57)【要約】【課題】ナットが適正に設けられているか否か、およびナットの有無を確実に判定し得ると共にワークの位置決めをなし得るナット検知装置を提供する。【解決手段】  ナット検知装置３０は、ワークＷの貫通孔ｃに挿入されて該ワークＷを位置決めするピン３４と、ピン３４に穿設された導通孔５６と、導通孔５６に挿通されて先端部６４がピン３４の側面から出没可能なワイヤ６２とを備える。ワイヤ６２には、マグネット７４と、マグネット７４を検知する判定リードスイッチ７８と、ナット４２がワークＷに適正に設けられているか否か、およびナット４２の有無を判定する判定部８０とを備える。そして、ワイヤ６２の先端部６４がナット４２のネジ孔４４の内周面に当接して停止したマグネット７４を判定リードスイッチ７８が検知すると、判定部８０は正常であると判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔(c)が形成されるワーク(W)に対し、該貫通孔(c)にネジ孔(44)が整列する位置にナット(42)が適正に設けられているか否か、およびナット(42)の有無を判定するナット検知装置であって、
装置本体(32)の先端に設けられ、前記ワーク(W)の貫通孔(c)に挿脱されると共に、該貫通孔(c)に挿入した際にワーク(W)を位置決めするピン(34)と、
前記ピン(34)における装置本体(32)側から該ピン(34)を前記貫通孔(c)に挿通した状態でワーク(W)外に臨む側面にかけて貫通するよう穿設される導通孔(56)と、
前記導通孔(56)に装置本体(32)側から挿通されると共に該装置本体(32)に往復移動自在に設けられ、先端部(64)がピン(34)の側面から出没可能なワイヤ(62)と、
前記ワイヤ(62)と共に往復移動する被検知体(74)と、
前記ワーク(W)に適正に設けられたナット(42)のネジ孔(44)内に前記ピン(34)が臨む状態で、前記ワイヤ(62)を先端部(64)がピン(34)の側面から突出する方向に移動させて該先端部(64)がネジ孔(44)の内面に当接したときの前記被検知体(74)の停止位置に対応して設けられ、該被検知体(74)を検知可能な検知体(78)と、
前記検知体(78)の検知信号に基づいて、ナット(42)がワーク(W)に適正に設けられているか否か、およびナット(42)の有無を判定する判定部(80)とを備える
ことを特徴とするナット検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ナット検知装置に関し、更に詳細には、例えば部品溶接工程において用いられ、ナットがワークに適正に設けられているか否か、およびナットの有無を判定するナット検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、乗用自動車のルーフやフロアー、ドア等の大型板金部品(ワーク)は、組付け工程において相互に組合わされた状態で治具にセットされ、スポット溶接等により接合されるようになっている。各ワークには、予め複数のナットがスポット溶接等により固着されており、他のワークに設けたボルト等と締結することで、ワークの組付けに供されるようになっている。
【０００３】
ところで、ナットをワークに溶接する工程において、ナット供給装置等の異常により、ナットがワークに取付けられなかったり(ナットの欠品)、ワークの取付けられるべき位置から偏倚してナットが取付けられたりすること(位置ズレ)がある。このようなナットの欠品や位置ズレは、その後のワーク同士の組付けが不可能となり、品質管理上の重大な損害・損失をもたらす原因となる。そこで、このようなナットの欠品や位置ズレを検知するナット検知装置として、各種の装置が提案されている(特許文献１参照)。
【０００４】
例えば、図５に示す従来のナット検知装置１０では、ナット１２のネジ孔１４より大径に形成されて先端にテーパーが付されたピン１６が、装置本体１８に通孔部１８ａを介して上下に往復移動可能に設けられている。前記ピン１６は、スプリング２０により上方付勢されており、ピン１６をナット１２のネジ孔１４に挿入したときに、該ピン１６のテーパー部分がナット１２に接触して停止するようになっている。すなわち、ナット１２がワーク２２に適正に設けられている場合、図５(ａ)に示す如く、ピン１６がナット１２に接触して所定位置(正常停止位置)で停止するようになっている。この正常停止位置では、ピン１６の下部に設けた第１接点２４が装置本体１８内に設けた第２接点２６に接触して電気信号が送られ、これによりナット１２が正常に設けられていると判定される。一方、ナット１２が欠品している場合、図５(ｂ)に示すように、ピン１６はナット１２に当接することなく上昇し、前記正常停止位置を越えて停止する。すると、前記第１接点２４および第２接点２６は一旦接触した後に非接触となり、ナット１２の異常(欠品)が判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６０−１５４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記のように、ピン１６のテーパー部分がナット１２に当接してピン１６が停止する構成では、ピン１６をナット１２のネジ孔１４の中心から正確に挿入させる必要がある。すなわち、ネジ孔１４の中心から一方(図５では、左方)へズレた位置からピン１６を挿入させた場合、図５(ｃ)に示す如く、ピン１６は、一方側のテーパー部分が高い位置でナット１２と接触することとなる。このため、ピン１６は正常停止位置よりも手前(下方)で停止し、第１接点２４および第２接点２６が接触することはない。この場合、ナット１２が適正にワーク２２に設けられているのにも拘わらず、ナット１２の欠品や位置ズレが生じたと判定してしまうことがある。
【０００７】
そこで、この発明は、従来の技術に係るナット検知装置に内在している前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、ナットの欠品や位置ズレを正確に判定し得るナット検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決し、所期の目的を達成するため、本発明に係るナット検知装置は、
貫通孔が形成されるワークに対し、該貫通孔にネジ孔が整列する位置にナットが適正に設けられているか否か、およびナットの有無を判定するナット検知装置であって、
装置本体の先端に設けられ、前記ワークの貫通孔に挿脱されると共に、該貫通孔に挿入した際にワークを位置決めするピンと、
前記ピンにおける装置本体側から該ピンを前記貫通孔に挿通した状態でワーク外に臨む側面にかけて貫通するよう穿設される導通孔と、
前記導通孔に装置本体側から挿通されると共に該装置本体に往復移動自在に設けられ、先端部がピンの側面から出没可能なワイヤと、
前記ワイヤと共に往復移動する被検知体と、
前記ワークに適正に設けられたナットのネジ孔内に前記ピンが臨む状態で、前記ワイヤを先端部がピンの側面から突出する方向に移動させて該先端部がネジ孔の内面に当接したときの前記被検知体の停止位置に対応して設けられ、該被検知体を検知可能な検知体と、
前記検知体の検知信号に基づいて、ナットがワークに適正に設けられているか否か、およびナットの有無を判定する判定部とを備えることを特徴とする。
請求項１の発明によれば、ピンの導通孔を介して移動するワイヤの先端部がナットに当接することで、ナットが正常に設けられているか否か、およびナットの有無を判定する構成としたので、従来の如く、ナットのネジ孔の中心から偏倚してピンを挿入したとしても誤判定が生ずることはない。また、ピンをネジ孔の中心から正確に挿入させる必要がないので、該ピンの挿入位置を高度に制御する装置を必要とせず、コストの抑制を図り得る。更に、ピンをワークの貫通孔に挿入した際に、ピンによりワークを位置決めすることができる。すなわち、本発明のナット検知装置によれば、ナットの欠品等を判定しつつワークの位置決めをすることができ、例えば、本装置でワークを位置決めしてワーク同士を溶接することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るナット検知装置によれば、ナットの欠品や位置ズレの誤判定が生じ難く、正確な判定が可能となる。また、ピンによりワークの位置決めをすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例に係るナット検知装置の全体構成を概略的に示す縦断面図である。
【図２】実施例に係るナット検知装置が作動する様子を示す説明図であって、(ａ)はマグネットが下限位置にある場合を示し、(ｂ)はワイヤの先端部がナットのネジ孔の内周面に当接した状態を示す。
【図３】ナットがワークに設けられておらず、ワイヤの先端部がピンから突出した状態を示す説明図である。
【図４】ナットがワークの適正位置からズレて設けられている場合において、ワイヤの先端部がピンから突出した状態を示す説明図である。
【図５】従来のナット検知装置が作動する様子を示す説明図であって、(ａ)はワークにナットが適正に設けられている場合を示し、(ｂ)はワークにナットが設けられていない場合を示し、(ｃ)はナットのネジ孔の中心から偏倚してピンを挿入した場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明に係るナット検知装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。なお、以下の説明において「上」、「下」とは、ナット検知装置を図１を基準として見た場合で指称することとする。
【実施例】
【００１２】
図１は、実施例に係るナット検知装置３０の全体構成を示す縦断面図である。ナット検知装置３０は、所要長さの筒状に構成された装置本体３２と、該装置本体３２の上端に設けたピン３４と、装置本体３２の下端に設けたシリンダ３６とを備えている。装置本体３２の内部には、該装置本体３２の下端面から上方へ所定長さで凹設したスライド孔３８が画成されている。また、前記装置本体３２の上端面からスライド孔３８の上部にかけて通孔３２ａが穿設されている。装置本体３２の上部には、凹状に形成された連結凹部４０が設けられ、該連結凹部４０に前記ピン３４が嵌挿されるようになっている。
【００１３】
前記ピン３４は、ナット４２のネジ孔４４に整列するようワークＷに設けた貫通孔ｃに挿脱可能に構成されている。このピン３４は、下側の基部４６と、該基部４６から上方に突出する挿入部４８と、上方へ次第に縮径するテーパー部５０とから構成される。前記基部４６は、ワークＷの貫通孔ｃより大径に形成されて、その上面にワークＷの下端面に当接可能なフランジ面５２が形成されている。また、前記基部４６の下面には、下方へ向けて突出する連結凸部５４が形成され、該連結凸部５４が装置本体３２の連結凹部４０に嵌入することで、ピン３４が装置本体３２に装着されるようになっている。前記ピン３４の挿入部４８は、ワークＷの貫通孔ｃおよびナット４２のネジ孔４４と略同径または僅かに小径に設定され、ピン３４をナット４２のネジ孔４４に挿入した際に、挿入部４８の側面がネジ孔４４の内周面に当接または僅かに離間して臨むようになっている。また、ピン３４をワークＷの貫通孔ｃに挿入した際に、該ピン３４の挿入部４８が貫通孔ｃに嵌合して、ワークＷをピン３４により位置決めし得るようになっている。
【００１４】
前記ピン３４は、装置本体３２側から、ピン３４を前記貫通孔ｃに挿通した状態でワークＷ外に臨む側面にかけて貫通するよう穿設された導通孔５６を備えている。すなわち導通孔５６は、連結凸部５４の下面中央位置に設けた通入口５８と、前記挿入部４８の側面において該挿入部４８をワークＷの貫通孔ｃに挿通したときに該貫通孔ｃを抜けてナット４２のネジ孔４４内に臨む部位に設けた通出口６０とを連通している。また、図１に示すように、前記導通孔５６は、通入口５８から上方(ピン３４の挿入方向)へ真っ直ぐ延在した後、途中でピン３４の側面へ向けて側方(ピン３４の挿入方向と交差する方向)へ湾曲している。なお、前記通入口５８は、装置本体３２の通孔３２ａの上部開口に整合するよう設けられ、前記ピン３４を装置本体３２に取付けたときに導通孔５６および通孔３２ａが連通するよう構成される。
【００１５】
前記装置本体３２のスライド孔３８には、針金状のワイヤ６２が前記導通孔５６に装置本体３２側から挿通されて、上下方向に往復移動自在に設けられている。このワイヤ６２は、湾曲可能な金属線等で構成され、前記導通孔５６および通孔３２ａを挿通し得る径に設定されている。そして、前記ワイヤ６２は、通孔３２ａおよび導通孔５６を介して上下に移動することで、ワイヤ６２の先端部６４が前記通出口６０を介してナット４２の側面から出没可能に構成されている。すなわち、ワイヤ６２の先端部６４は、上昇時(往動時)に前記ピン３４の通出口６０から斜め上方へ突出すると共に、下降時(復動時)に導通孔５６内に引き込まれるようになっている。そして、ワイヤ６２の先端部６４が前記通出口６０に到来したときに、該先端部６４がナット４２のネジ孔４４の内周面に当接し得るようになっている。なお、前記ワイヤ６２の後端部は、前記シリンダ３６の内部に配設されたピストン部材６６に連結部６８を介して連結され、該ピストン部材６６が上下動することで、ワイヤ６２が往復移動される。
【００１６】
前記ピストン部材６６は、上下方向に延在するロッド部７０と、該ロッド部７０の下端に連結された板部７２とからＴ字状に形成され、図示しない駆動源によりシリンダ３６内へ空気を給排気することで、ピストン部材６６は上下に往復移動されるようになっている。前記ロッド部７０は、前記シリンダ３６より上下寸法が大きく設定され、該シリンダ３６の上部に設けた穴部３６ａを介してロッド部７０の上端側が前記スライド孔３８に臨んでいる。そして、このスライド孔３８に臨むロッド部７０の上端に、ワイヤ６２を連結する前記連結部６８が設けられている。前記板部７２は、シリンダ３６内の内径に略一致する寸法に形成されて、該シリンダ３６の内周面を摺動するよう構成されている。ここで、ピストン部材６６の移動量は、前記板部７２がシリンダ３６の底面に位置する下限位置から、前記ロッド部７０の上端に設けた連結部６８がスライド孔３８の上端に当接する上限位置まで移動し得るようになっている(図２および図３参照)。なお、ピストン部材６６は、前記ワイヤ６２の先端部６４がナット４２のネジ孔４４の内周面に当接したときに停止されるようになっている。すなわち、駆動源によるエア圧力は、ピストン部材６６の上昇時の負荷より大きく、かつワイヤ６２の剛性より小さな値に設定されている。従って、ワイヤ６２がナット４２に当接した後は、ピストン部材６６は上昇することなく停止するようになっている。
【００１７】
前記板部７２の外周面には、被検知体としてのマグネット７４が環状に設けられ、板部７２と共にシリンダ３６内を上下に往復移動するよう構成される。また、前記シリンダ３６の外周面には、該マグネット７４を検知可能なリードスイッチ７６,７８が上下に離間して２つ設けられている。下側に設けられたリードスイッチ(以下、始点リードスイッチ７６という)は、前記ピストン部材６６が下限位置にあるときの板部７２(マグネット７４)の位置に対応して設けられ、該始点リードスイッチ７６がマグネット７４を検知したときに検知信号を出力するようになっている。上側に設けられたリードスイッチ(以下、判定リードスイッチ(検知体)７８という)は、ナット４２がワークＷに適正に設けられている場合において、該ナット４２のネジ孔４４の内周面にワイヤ６２が当接してピストン部材６６が停止したときのマグネット７４の位置(以下、正常停止位置という)に対応して設けられている。そして、判定リードスイッチ７８は、正常停止位置に到来したマグネット７４を検知すると、その検知信号を出力するようになっている。
【００１８】
前記２つのリードスイッチ７６,７８は、ナット４２がワークＷに適正に設けられているか否か、およびナット４２の有無を判定する判定部８０に電気的に接続されている。すなわち、始点リードスイッチ７６からの検知信号を判定部８０が受信すると、該判定部８０は、ピストン部材６６が下限位置にあることを認識するようになっている。また、前記判定リードスイッチ７８から検知信号を連続して受信すると、判定部８０は、ナット４２がワークＷに適正に設けられていると判定するようになっている。更に、判定部８０は、判定リードスイッチ７８から瞬間的(パルス的)な検知信号を受信したときに、ナット４２の欠品または位置ズレが発生したと判定するよう設定されている。
【００１９】
(実施例の作用)
次に、実施例に係るナット検知装置３０の作用について、該ナット検知装置３０を部品(ワーク)溶接工程で使用する場合を例に説明する。
【００２０】
先ず始めに、ナット４２がワークＷの適正位置に溶接されている場合について説明する。なお、ワークＷに設けられるナット４２は、ナット溶接工程において、予めアーク溶接等によりワークＷの所定位置に溶接される。図示しない移動制御装置によりナット検知装置３０をワークＷの下方から臨ませ、ピン３４をワークＷの貫通孔ｃに挿通させる。そして、前記ピン３４のフランジ面５２がワークＷの下面に当接したところで、前記移動制御装置は、ピン３４の挿入を停止させる。このとき、前記ピン３４をナット４２のネジ孔４４の中心から偏倚して挿通しても、判定部８０が誤判定を起こすことはない。すなわち、ピン３４をナット４２のネジ孔４４に挿入し得るのであれば、ピン３４をネジ孔４４の中心から正確に挿入させなくとも正確に判定することができ、移動制御装置によるナット検知装置３０の高度な制御は不要となってコストの低減を図り得る。前記ピン３４がネジ孔４４に挿入されると、該ピン３４の通出口６０は、ナット４２のネジ孔４４の内周面に臨む(図２(ａ)参照)。また、ピン３４をワークＷの貫通孔ｃに挿入した際に、ピン３４が貫通孔ｃに嵌合してワークＷが位置決めされる。
【００２１】
次に、駆動源が作動してシリンダ３６内へ空気が供給され、下限位置に位置するピストン部材６６が上方へ移動される。すると、ピストン部材６６と共にワイヤ６２が上方へ移動し、該ワイヤ６２の先端部６４がピン３４の導通孔５６内を上昇する。更に、ワイヤ６２が上昇すると、該ワイヤ６２は導通孔５６の湾曲部に沿って側方(ネジ孔４４側)へ湾曲し、ピン３４(挿入部４８)の側面へ向けて斜め上方へ移動する。そして、図２(ｂ)に示すように、ワイヤ６２の先端部６４が通出口６０に到達すると、該先端部６４がネジ孔４４の内周面に当接する。すると、前記駆動源が停止して、ピストン部材６６の移動が停止され、ワイヤ６２の移動も停止される。このとき、前記ピストン部材６６の板部７２に設けられたマグネット７４が正常停止位置で停止し、前記判定リードスイッチ７８がマグネット７４を検知する。すると、判定リードスイッチ７８はマグネット７４を検知し続けるので、該スイッチ７８は、検知信号を判定部８０へ連続的に送信し、該判定部８０はナット４２がワークＷに適正に設けられていると判定する。
【００２２】
判定部８０による判定が終了すると、前記駆動源が作動してシリンダ３６内の空気が排気され、ピストン部材６６がワイヤ６２と共に下降して、ワイヤ６２の先端部６４が導通孔５６内に引き込まれる。そして、マグネット７４が下限位置に到来して、始点リードスイッチ７６が該マグネット７４を検知すると、駆動源が停止してピストン部材６６の移動を終了させる。なお、ワークＷはピン３４に位置決めされたもとで、他のワークＷと溶接される。すなわち、実施例に係るナット検知装置３０によれば、ナット４２の欠品等の判定と共にワークＷの位置決めをなし得るので、該ワークＷを位置決めするための治具を他に必要とせず、コストを低廉にし得る。
【００２３】
次に、ナット４２がワークＷに設けられていない場合(ナット４２の欠品)について説明する。上記同様に、ナット検知装置３０をワークＷの下方から臨ませ、前記ピン３４をワークＷの貫通孔ｃに挿通される。しかるに、図３に示すように、ワークＷにナット４２が存在していないため、ピン３４の通出口６０は外部に露出した状態となる。この状態でピストン部材６６が上昇すると、ワイヤ６２の先端部６４がピン３４の通出口６０から外方へ突出し、ワイヤ６２は、連結部６８がスライド孔３８の上部に当接するまで上昇する。従って、前記マグネット７４は、正常停止位置を通過して、判定リードスイッチ７８はマグネット７４を瞬間的に検知し、パルス的な検知信号が判定部８０へ送信される。これを受けた判定部８０は、ナット４２が異常であると判定し、ナット４２の欠品が検知される。
【００２４】
次に、ナット４２がワークＷの適正位置からズレて設けられている場合(位置ズレ)について説明する。この場合、図４に示すように、前記ピン３４をワークＷの貫通孔ｃに挿通しようとしても、ピン３４のテーパー部５０がナット４２に当接して、これ以上の挿入が阻止される。従って、ピン３４の通出口６０はナット４２のネジ孔４４内に臨むことなく、ワークＷの下方で外部に露出した状態となる。この状態で、ピストン部材６６が上昇すると、ワイヤ６２の先端部６４が通出口６０から外方へ突出する。従って、マグネット７４が正常停止位置を通過するので、判定リードスイッチ７８が瞬間的にマグネット７４を検知する。すると、判定部８０が判定リードスイッチ７８からパルス的な検知信号を受信して、該判定部８０は、ナット４２が異常であると判定する。これにより、ナット４２の位置ズレを検知することができる。
【００２５】
このように、実施例に係るナット検知装置３０によれば、ナット４２のネジ孔４４の中心から正確にピン３４を挿入しなくとも、ナット４２の欠品や位置ズレを正確に検知することができる。また、ピン３４によりワークＷを位置決めし得るので、ナット４２の欠品等の判定をしつつワークＷを溶接することができる。従って、ワークＷの位置決めするための治具を別途設ける必要がなく、コストを低廉にし得る。なお、実施例に係るナット検知装置３０では、針金状のワイヤ６２が導通孔５６を移動する構成としたので、仮に導通孔５６内にゴミ等が詰まったとしても、ワイヤ６２によりゴミを外部へ放出することができ、装置の故障や不具合が生じるのを抑制し得る。
【符号の説明】
【００２６】
３２ 装置本体，３４ ピン，４２ ナット，４４ ネジ孔，５６ 導通孔
６２ ワイヤ，６４ 先端部，７４ マグネット(被検知体)
７８ 判定リードスイッチ(検知体)，８０ 判定部，ｃ 貫通孔，Ｗ ワーク
【図１】
2010172908.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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