(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接機等の接合機の位置決めピンにナットを１個ずつ供給するナット供給装置であって、
前記接合機の側方に前記位置決めピンに向けて設置されるシリンダと、
このシリンダ内のスタート位置から前記位置決めピンに達する目的位置まで往復移動可能に設けられるピストンロッドと、
前記ピストンロッドの往復通路を開閉可能に設けられ、閉鎖状態の場合に前記往復通路の待機スペースにナットを保持するガイド扉と、
前記ガイド扉を閉鎖方向に付勢するバネ部材と、
前記ガイド扉を前記バネ部材の付勢力に逆らって開放する扉開放機構と、
前記シリンダの外側から前記往復通路の待機スペースにナットを１個ずつ補給するナット供給シュートとを備え、
前記ピストンロッドがスタート位置から目的位置へ前進するとき、前記ピストンロッドの先端に前記待機スペースのナットを串刺し状に係止し、前記扉開放機構により前記ガイド扉を開放して前記ナットを前記位置決めピンに供給する一方、
前記ピストンロッドが目的位置からスタート位置に後退するとき、前記ガイド扉を前記バネ部材の付勢力により閉鎖して、前記ナット供給シュートから補給された新たなナットを前記待機スペースに保持するように構成され、しかも、
前記ガイド扉の扉開放機構は、
前記ガイド扉に連結される駆動部材と、
前記駆動部材を駆動して前記ガイド扉を開放するソレノイドと、
前記ピストンロッドがスタート位置から前進して前記待機スペースのナットを係止する時の前記ピストンロッドのナット係止位置を検知する係止位置検知センサと備えており、
前記ピストンロッドがスタート位置からナット係止位置に達したとき、前記係止位置検知センサの検知信号に基づいて前記ソレノイドおよび前記駆動部材を瞬時に駆動して、前記ガイド扉を自動開放するように構成されており、
さらに、前記ピストンロッドの往復移動制御手段として、
押圧操作でＯＮ状態に保持されることにより、前記ピストンロッドをスタート位置から目的位置に向けて前進させる押圧スイッチと、
前記ピストンロッドが目的位置に到達した時に前記ピストンロッドの位置を検知して前記押圧スイッチを強制的にＯＦＦ状態にし、前記ピストンロッドを元のスタート位置まで後退させる目的位置検知センサと、
前記ピストンロッドがスタート位置から前進してナット係止位置に達する前の所定のタイミングで前記押圧スイッチを強制的にＯＮ状態に保持し、前記押圧スイッチの押圧操作が解除された場合でも、前記ピストンロッドを目的位置まで到達させる制御タイマとを備え、
加えて、前記ガイド扉の扉開放機構は、前記ピストンロッドが目的位置に到達した時に、前記目的位置検知センサの検知信号に基づいて前記ソレノイドおよび前記駆動部材の駆動を停止させることにより、前記ガイド扉の自動開放を終了させるように構成されたことを特徴とするナット供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ナット供給装置に関し、詳しくは、スポット溶接機等の位置決めピン（ガイドピン）に溶接用のナットを供給するナット供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スポット溶接機を用いてワークとナットとの溶接を行う場合、溶接時の治具となる位置決めピン（ガイドピンとも呼ばれる。）にワークとナットを嵌めてセットする。このような位置決めピンへのナットの嵌め合わせ作業を補助する装置として、ナット供給装置が用いられている。
【０００３】
従来のナット供給装置は、例えば図１２に示すように、スポット溶接機１の側方にナット供給ヘッド４が設けられる。ナット供給ヘッド４は、位置決めピンＰに向けてシリンダ５が設置され、このシリンダ５内にピストンロッド６が往復移動可能に設けられる。
スポット溶接機１は、下部電極２ａと上部電極２ｂを有し、下部電極２ａの上端に絶縁性の位置決めピンＰが設けられる。この位置決めピンＰにワークＷとナットＮがセットされる。
【０００４】
シリンダ５の上方には、ナット供給シュート７が設けられる。図１３に示すように、ナット供給シュート７には、フィーダ本体（図示省略）から溶接用のナットＮが１個ずつ縦向き姿勢を保って送られる。シリンダ５の前端部であってピストンロッド６の往復通路上にはガイド扉８が設けられる。ガイド扉８は、支軸８ａによりピストンロッド６の往復通路を開閉する。支軸８ａにはガイド扉８を閉鎖方向に付勢するバネ部材９が設けられており、バネ部材９がガイド扉８を閉鎖状態（図１３（Ａ））に保つことで、ガイド扉８の内側にナットＮの待機スペースＲが確保される。
【０００５】
スポット溶接機１の位置決めピンＰにナットＮを供給する場合、作業者がフットスイッチ（図示料略）を踏み込むと、シリンダ５内のスタート位置にあるピストンロッド６が前進し、待機スペースＲのナットＮに達する。このとき、ロッド先端がナット孔に入り、ナットＮを串刺し状に係止した状態になる。そして、この状態のままバネ部材９の付勢力に反してガイド扉８を押し開け（図１３（Ｂ）参照）、位置決めピンＰまでナットＮを送る。位置決めピンＰにナットＮを嵌め合わせた後、ピストンロッド６が後退して元のスタート位置まで戻る。バネ部材９に押されてガイド扉８が閉鎖状態に戻ると、ナット供給シュート７から待機スペースＲに新たなナットＮが補給されて待機状態に保たれる。
【０００６】
ナット供給装置では、このような動作を繰り返すことにより、ナットＮを１個ずつスポット溶接機１の位置決めピンＰに供給する。スポット溶接機１は、位置決めピンＰにナットがセットされた状態で、下部電極２ａと上部電極と２ｂを通電を行い、ワークＷにナットＮを溶接する。
【０００７】
なお、従来のナット供給装置に関する先行技術としては、特許文献１〜３が公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２８４７０５号公報
【特許文献２】実開昭５２−６０２８号マイクロフィルム
【特許文献３】実開昭５１−１１４３３１号マイクロフィルム
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような従来のナット供給装置は、上記のように位置決めピンにナットを供給する動作を繰り返していると、位置決めピンからナットが外れることがある。極端な場合には位置決めピンに２個のナットが供給装置されることもあり、このようなナットの供給ミスが溶接不良の要因の一つとなっている。
【００１０】
これに対し、このような溶接不良を防ぐための手段としては、図１４に示すように、上部電極２ｂの先端に取り付ける絶縁キャップＣがある。この種の絶縁キャップＣには、その先端にナットＮの外径より僅かに広い貫通孔Ｃｈが形成される。位置決めピンＰにナットＮが正しくセットされると、キャップ先端の貫通孔ＣｈにナットＮが嵌り、下部電極２ａと上部電極２ｂが通電する（図１４（Ａ）参照）。位置決めピンＰからナットＮが外れると、絶縁キャップＣの先端がナットＮと上部電極２ｂとの間に挟まって、下部電極２ａと上部電極２ｂとの通電を遮断する（図１４（Ｂ）および（Ｃ）参照）。これにより、溶接不良を未然に防止し、歩留まりを向上させることができる。
【００１１】
ところが、上記のような対策では、絶縁キャップＣにより溶接不良を未然に防止するのには役立つが、位置決めピンＰからナットＮがズレた際に、作業を中断して邪魔なナットＮを取り除く作業が必要となる。特に、大量のナットを溶接する場合にはナットを取り除く作業が煩雑で、作業効率を低下させている。このため、このような面倒な作業を伴わない作業効率に優れた対策が求められていた。
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明者は、前述の絶縁キャップのように、位置決めピンからナットがズレたことを事後的にチェックするのではなく、ピストンロッドによるナットの供給動作そのものを正確かつ確実に行うための対策を研究し、試作等による検討を重ねた。その結果、ピストンロッドの往復動作によりナットを確実に位置決めピンに供給するには下記の２つの要因が関連している点を見出した。
【００１３】
第１に、ピストンロッドの先端にナットが係止されるとき、ガイド扉にナットが干渉して（バネ部材の反発力を受けて）その係止姿勢が傾くことが挙げられる。ロッド先端におけるナットの係止姿勢は、ナット毎に若干のバラツキがあるが、これらのナットの中には、ピストンロッドがガイド扉を押し開ける際にバネ部材の反発力で正常な姿勢から大きく傾くものがある。このように傾いた係止姿勢のままナットが送られると、位置決めピンからナットが外れてしまう。
【００１４】
第２に、フットスイッチの踏み込みが不十分な場合に、ナットの待機スペースに前のナットが留まったまま新たなナットが補給されることが挙げられる。
前述したようなナット供給装置では、通常、フットスイッチを１回踏み込むことでピストンロッドが１ストローク駆動する。ピストンロッドが位置決めピンのある目的位置まで到達すると、スポット溶接機がピストンロッドに続いて駆動し、溶接作業を行う。フットスイッチの踏み込みが不十分な場合には、ピストンロッドが目的位置まで到達することなく元のスタート位置に戻り、スポット溶接機が駆動しない。
【００１５】
ところが、フットスイッチの踏み込みが中途半端で、ピストンロッドがナットを係止したままガイド扉を押し開ける途中でスタート位置に戻るような場合には、このナットが待機スペースに残ったまま新たなナットが補給されてしまう。この結果、次回のピストンロッドの駆動時に２個のナットが位置決めピンに供給されてスポット溶接機が駆動するような不具合が起こる。
【００１６】
本発明者らは、上記のようなガイド扉とフットスイッチ（押圧スイッチ）に関連する２つの要因を解消することにより、ナット供給の信頼性を大幅に高めて、結果として、溶接不良の防止と作業効率の向上を共に実現するに至った。
本発明の目的は、スポット溶接機等の接合機の位置決めピンにナットを正確かつ確実に供給することで溶接不良を抑制し、作業効率を大幅に向上させるようにしたナット供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するために本発明のナット供給装置は、以下の構成を採用することとした。すなわち、
溶接機等の接合機の位置決めピンにナットを１個ずつ供給するナット供給装置であって、
前記接合機の側方に前記位置決めピンに向けて設置されるシリンダと、
このシリンダ内のスタート位置から前記位置決めピンに達する目的位置まで往復移動可能に設けられるピストンロッドと、
前記ピストンロッドの往復通路を開閉可能に設けられ、閉鎖状態の場合に前記往復通路の待機スペースにナットを保持するガイド扉と、
前記ガイド扉を閉鎖方向に付勢するバネ部材と、
前記ガイド扉を前記バネ部材の付勢力に逆らって開放する扉開放機構と、
前記シリンダの外側から前記往復通路の待機スペースにナットを１個ずつ補給するナット供給シュートとを備え、
前記ピストンロッドがスタート位置から目的位置へ前進するとき、前記ピストンロッドの先端に前記待機スペースのナットを串刺し状に係止し、前記扉開放機構により前記ガイド扉を開放して前記ナットを前記位置決めピンに供給する一方、
前記ピストンロッドが目的位置からスタート位置に後退するとき、前記ガイド扉を前記バネ部材の付勢力により閉鎖して、前記ナット供給シュートから補給された新たなナットを前記待機スペースに保持するように構成され、しかも、
前記ガイド扉の扉開放機構は、
前記ガイド扉に連結される駆動部材と、
前記駆動部材を駆動して前記ガイド扉を開放するソレノイドと、
前記ピストンロッドがスタート位置から前進して前記待機スペースのナットを係止する時の前記ピストンロッドのナット係止位置を検知する係止位置検知センサと備えており、
前記ピストンロッドがスタート位置からナット係止位置に達したとき、前記係止位置検知センサの検知信号に基づいて前記ソレノイドおよび前記駆動部材を瞬時に駆動して、前記ガイド扉を自動開放するように構成されており、
さらに、前記ピストンロッドの往復移動制御手段として、
押圧操作でＯＮ状態に保持されることにより、前記ピストンロッドをスタート位置から目的位置に向けて前進させる押圧スイッチと、
前記ピストンロッドが目的位置に到達した時に前記ピストンロッドの位置を検知して前記押圧スイッチを強制的にＯＦＦ状態にし、前記ピストンロッドを元のスタート位置まで後退させる目的位置検知センサと、
前記ピストンロッドがスタート位置から前進してナット係止位置に達する前の所定のタイミングで前記押圧スイッチを強制的にＯＮ状態に保持し、前記押圧スイッチの押圧操作が解除された場合でも、前記ピストンロッドを目的位置まで到達させる制御タイマとを備え、
加えて、前記ガイド扉の扉開放機構は、前記ピストンロッドが目的位置に到達した時に、前記目的位置検知センサの検知信号に基づいて前記ソレノイドおよび前記駆動部材の駆動を停止させることにより、前記ガイド扉の自動開放を終了させる構成とした。
【００１８】
このようなナット供給装置の構成によれば、ピストンロッドがスタート位置から前進してナット係止位置に達すると、同時にガイド扉が自動開放する。このため、ナットがガイド扉から負荷（バネ部材の反発力）を受けることが無くなる。この結果、ガイド扉にナットが干渉することなくなり、位置決めピンに向けて傾きのない安定した姿勢でナットを供給することができる。
【００１９】
ここで、上記のようにガイド扉がソレノイドの駆動力により自動開放する構成において、ガイド扉の開放時間が長すぎると、待機スペースにタイミングよく新たなナットを保持することができない問題が生じるが、本発明では、ピストンロッドが目的位置に到達した時に、目的位置検知センサの検知信号に基づいてソレノイドの駆動が停止し、ピストンロッドがスタート位置へ後退する途中でガイド扉がバネ部材の付勢力で元の閉鎖状態に戻る。つまり、従来のナット供給装置と同様のタイミングでガイド扉が閉鎖する。これにより、待機スペースに新たなナットを迅速かつ確実に補給することができる。
【００２０】
加えて、本発明の構成によれば、押圧スイッチと制御タイマの構成により、ピストンロッドがスタート位置から前進してナット係止位置に達すると、押圧操作の状態にかかわらず押圧スイッチが強制的にＯＮ状態に保たれる。そして、ピストンロッドが確実に目的位置まで到達して元の後退位置に戻る。つまり、押圧スイッチによる押圧操作の時間が足りなくても、ピストンロッドがナット係止位置に達した後は、確実にナットを位置決めピンまで送るため、待機スペースにナットを残すようなことがない。
この結果、前述のガイド扉の自動開放と相俟ってナット供給の信頼性を大幅に高め、溶接不良を未然に防止し、作業効率を大幅に向上させることができる。
さらに、本発明の構成では、ガイド扉の自動開放の終了タイミングとピストンロッドの戻りタイミングとを目的位置検知センサで併せて検知する。つまり、目的位置検知センサが上記２つのタイミングを検知する兼用のセンサとして機能する。これにより、ナット供給ヘッドの構成を簡素化することができる。
【００２１】
本発明のナット供給装置は、スポット溶接機、プロジェクション溶接機等の溶接機に溶接ナットを供給する装置として用いると効果的である。その他、自動カシメ機にクリンチナットを供給する装置として適用してもよい。位置決めピンにナットをセットする構成を有するものであれば接合機の種類は問わない。
本発明において、「串刺し状」とは、必ずしもナット孔にピストンロッドが貫通しなくともよく、ロッド先端にナットを係止することができればよい。
「ナットを１個ずつ」とは、単一のピストンロッドでナットを１個ずつ供給する場合の他、２本以上または二股のピストンロッドで複数のナットを位置決めピンに供給する場合も含む。
「押圧スイッチ」は、押圧操作に応じてスイッチのＯＮ・ＯＦＦを切り替えるものであればよく、フットスイッチの他、ボタンスイッチ、レバースイッチ等も含む。
もちろん本発明には明細書に記載される他の発明を組み合わせることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態によるナット供給装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】同ナット供給装置の要部を示す概略構成図である。
【図３】同ナット供給装置のガイド扉の扉開放機構を示す側面図である。
【図４】図３のIV−IV線断面図である。
【図５】同ガイド扉を示す拡大斜視図である。
【図６】同ガイド扉の扉開放機構を示すもので、（Ａ）はピストンロッドがスタート位置にある状態、（Ｂ）はピストンロッドがナット係止位置にある状態を示す部分拡大断面図である。
【図７】同ガイド扉の扉開放機構を示すもので、（Ｃ）はピストンロッドがナット係止位置を通過した直後の状態、（Ｄ）はピストンロッドが目的位置に到達した状態を示す部分拡大断面図である。
【図８】同ガイド扉の扉開放機構を示すもので、ピストンロッドが目的位置からスタート位置に戻る過程でガイド扉が閉鎖する時の状態を示す部分拡大断面図である。
【図９】同ナット供給装置の正常時におけるフットスイッチ（押圧スイッチ）とピストンロッドの位置との関係を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】同ナット供給装置の誤操作時におけるフットスイッチ（押圧スイッチ）とピストンロッドの位置との関係を説明するためのタイムチャートである。
【図１１】比較例のナット供給装置におけるフットスイッチ（押圧スイッチ）とピストンロッドの位置との関係を説明するためのタイムチャートである。
【図１２】従来のナット供給装置の要部を示す概略構成図である。
【図１３】従来のナット供給装置の扉開放機構を示すもので、（Ａ）はピストンロッドがナット係止位置に達する前の状態、（Ｂ）はピストンロッドが目的位置に到達した状態を示す部分拡大断面図である。
【図１４】溶接不良を防止するための絶縁キャップを説明するもので、（Ａ）は正常時の絶縁キャップ、（Ｂ）および（Ｃ）は異常時の絶縁キャップを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に実施形態によるナット供給装置１０の全体構成を示した。ナット供給装置１０は、スポット溶接機１の側方に設置される。スポット溶接機１は、下部電極２ａと上部電極２ｂとの間にワークＷとナットＮ（図２参照）がセットされるもので、下部電極２ａの上端にワークＷとナットＮの治具となる絶縁性の位置決めピンＰが突出している。位置決めピンＰにワークＷとナットＮがセットされた状態で、スポット溶接機１の上部電極２ｂが下降し、下部電極２ａに通電してワークＷとナットＮとの溶接が行われる。
【００２４】
ナット供給装置１０は、主要な構成部としてフィーダ本体１０Ａとナット供給ヘッド１０Ｂとを備えている。フィーダ本体１０Ａは、溶接用のナットＮを貯留するとともに、ナットＮの向きを揃えて１個ずつナット供給ヘッド１０Ｂに送る。ナット供給ヘッド１０Ｂは、フィーダ本体１０Ａから送られたナットを、作業者のフットスイッチＦの押圧操作に応じてスポット溶接機１の位置決めピンＰに供給する。
【００２５】
フィーダ本体１０Ａは、架台２１にホッパ２２、調整ゲート２３、レベラー２４、ボウル２５、分離器２６等が設けられている。最上部のホッパ２２の正面下方に調整ゲート２３が開放し、この調整ゲート２３の下方にボウル２５が配置される。ボウル２５の内側にはレベラー２４が挿入される。ボウル２５の下方には連結パイプ２５ａが連なり、このパイプに分離器２６が接続される。
ホッパ２２に投入された溶接用のナットＮは、調整ゲート２３を通ってボウル２５に入る。レベラー２４によって適量に調整されたナットＮは、連結パイプ２５ａから分離器２６に導入され、一定の姿勢に保たれて供給ホース２７を介してナット供給ヘッド１０Ｂに送られる。
【００２６】
なお、図１において、符号２８はフットスイッチＦとフィーダ本体１０Ａとを接続する配線コード、符号２９はスポット溶接機１とフィーダ本体１０Ａとを接続する配線コードである。符号６０は、ナット供給ヘッド１０Ｂの動作を制御するための制御器（後述）である。
【００２７】
図２に示すように、ナット供給ヘッド１０Ｂは、その基本的な構成としてシリンダ３１、ピストンロッド３２、ガイド扉３４、バネ部材３５、およびナット供給シュート３７を備えている。
シリンダ３１は、スポット溶接機１の所定箇所に固定アーム１５により位置決めピンＰに向けて設置される（図１参照）。シリンダ３１内のスタート位置から位置決めピンＰに達する目的位置までピストンロッド３２が往復移動可能に設けられている。
【００２８】
シリンダ３１には、エアホース３８ａ，３８ｂが接続される（図１参照）。これらのエアホース３８ａ，３８ｂは、フィーダ本体１０Ａのコンプレッサ（図示省略）からの圧縮空気をシリンダ３１に送り込んでピストンロッド３２を前進方向または後退方向へ駆動する。
【００２９】
ガイド扉３４は、ピストンロッド３２の往復通路を開閉可能に設けられる。シリンダ３１の前端部の支軸３４ａにガイド扉３４が回動可能に取り付けられる。図６に示すように、ガイド扉３４が閉鎖状態にある場合には、ピストンロッド３２の往復通路が遮断されてガイド扉３４の内側の空間がナットＮの待機スペースＲとなる。
【００３０】
バネ部材３５は、コイルスプリングからなるもので、ガイド扉３４の支軸３４ａに取り付けられる。バネ部材３５の一端がシリンダ３１側に、他端がガイド扉３４側に固定され、ガイド扉３４を閉鎖方向に付勢している。ピストンロッド３２の負荷がガイド扉３４にかからない平常時には、バネ部材３５の付勢力によりガイド扉３４が縦向きの閉鎖状態に保たれる。これにより、待機スペースＲにナットＮが起立姿勢（縦向き姿勢）で保持されることになる（図６参照）。
【００３１】
ナット供給シュート３７は、シリンダ３１の上方に弧状に延びてフィーダ本体１０Ａの供給ホース２７に接続される。ナット供給シュート３７のナット供給口は、待機スペースＲに開口している。ピストンロッド３２が目的位置からスタート位置に戻る時、ガイド扉３４が閉鎖状態に復帰した直後のタイミングで、ナット供給シュート３７から待機スペースＲに新たなナットが１個ずつ補給されるように設定される。
【００３２】
ナット供給ヘッド１０ＢのナットＮを位置決めピンＰに供給する場合、図６（Ａ）に示すように、待機スペースＲにナットＮを待機させた状態で作業者がフットスイッチＦをＯＮにすると、ピストンロッド３２がスタート位置から前進し、ロッド先端にナットＮが串刺し状に係止される（図６（Ｂ）参照）。すると、図６（Ｂ）矢印のように、ガイド扉３４が開き、ピストンロッド３２がガイド扉３４を超えて前進する（図７（Ｃ）参照）。ピストンロッド３２が目的位置に達すると（図７（Ｄ）参照）、ナットＮがロッド先端から離れて位置決めピンＰに嵌まる。これにより、ワークＷにナットＮが位置決めされることになる。
【００３３】
その後、ピストンロッド３２は、目的位置から後退してスタート位置に戻る。戻る途中でピストンロッド３２がガイド扉３４の内側に入ると、バネ部材３５の付勢力によってガイド扉３４が閉鎖状態に戻る（図８（Ｅ）参照）。そして、ガイド扉３４の内側の待機スペースＲにナット供給シュート３７から新たなナットＮが供給されて待機状態に保たれる。
このような動作を繰り返すことで、ナット供給ヘッド１０ＢのナットＮが１個ずつスポット溶接機１の位置決めピンＰに供給される。
【００３４】
なお、ナット供給ヘッド１０Ｂには、シリンダ３１内にナットＮの吸着用の電磁コイル３９が収納される（図３および図４参照）。電磁コイル３９は、シリンダ３１の内壁に沿って筒状に延び、コイル中央にピストンロッド３２が通される。ピストンロッド３２がスタート位置から前進して電磁コイル３９内を通過するとき、電磁コイル３９が通電してピストンロッド３２が電磁石となる。これにより、ロッド先端にナットＮが吸着される。
ピストンロッド３２が目的位置に到達すると、電磁コイル３９の通電が遮断され、ピストンロッド３２が磁力のない状態になる。これにより、ロッド先端からナットＮが重力落下して位置決めピンＰに嵌まる。このように電磁コイル３９の磁力を利用することで、ピストンロッド３２によるナットＮの移送の精度が高められている。
【００３５】
次に、ガイド扉３４の扉開放機構３６について説明する。
ナット供給ヘッド１０Ｂには、上記の基本的な構成に加え、ガイド扉３４を自動開放するための扉開放機構３６が設けられている（図２参照）。
【００３６】
図２に示すように、扉開放機構３６は、その主要構成として駆動部材４１、ソレノイド４２、目的位置検知センサＧ１およびナット係止位置検知センサＧ２を有する。シリンダ３１の上方に台座４４を介してソレノイド４２が固定され、ソレノイド４２の駆動軸４２ａに駆動部材４１の一端が連結される（図３参照）。そして、駆動部材４１の他端にガイド扉３４が回動可能に連結される。
ソレノイド４２の停止時には、駆動軸４２ａが前方に伸びてガイド扉３４を閉鎖状態に保つ（図６参照）。ソレノイド４２の起動時には、駆動軸４２ａが後方に引き込まれて駆動部材４１と共にガイド扉３４を引っ張る（図７（Ｃ）参照）。これにより、ガイド扉３４が支軸３４ａの時計回りに回動して開放状態に切り替わる。
【００３７】
図３に示すように、ソレノイド４２の台座４４は、シリンダ３１の取付孔に締め付ける固定ボルト４５，４５を有している。台座４４にはその長さ方向に長孔（図示省略）が切ってあり、この長孔に沿って固定ボルト４５，４５が移動可能になっている。つまり、長孔における固定ボルト４５，４５の位置を調整することにより、ソレノイド４２の位置を微調整することができる。ガイド扉３４の開放角度が適切でない場合には、上記のようにソレノイド４２の位置を調整することで、ガイド扉３４の自動開放角度を最適に保つように適宜修正することができる。
【００３８】
図５に示すように、ガイド扉３４には、扉板５１の両側に側板５２，５３が立ち上げられる。扉板５１は、平板状で、ナットＮを縦向き姿勢で保持するのに十分な面積をもつ。側板５２，５３は、扉板５１の両端からほぼ垂直に延び、一方の側板５２が楔形で、他方の側板５３が矩形に形成される。側板５２，５３には、ガイド扉３４の支軸３４ａを通すための軸孔５４が貫通しており、側板５３の端部には軸孔５４から十分な距離を保って連結軸５６が設けられる。そして、この連結軸５６に駆動部材４１が回動可能に連結される。
【００３９】
目的位置検知センサＧ１およびナット係止位置検知センサＧ２は、ピストンロッド３２の位置を検知するための磁気センサである（図１および図２参照）。シリンダ３１の後端付近の上下２箇所に各センサが配置されている。ピストンロッド３２の後端部に固定された磁性体がスタート位置から各センサの位置に来たとき、磁気変化を検知してピストンロッド３２の位置を検知するようになっている。
【００４０】
ピストンロッド３２がスタート位置にあるとき、ソレノイド４２は停止状態にあり、ガイド扉３４に駆動力が作用しない。このため、図６に示すように、ガイド扉３４は、バネ部材３５の付勢力により閉鎖状態に保たれる。
ピストンロッド３２がスタート位置からナット係止位置に達すると、係止位置検知センサＧ２がピストンロッド３２の位置を検知する。すると、この検知信号に基づいてソレノイド４２が起動し、バネ部材３５の付勢力に反して駆動部材４１を引っ張る。これにより、ガイド扉３４が閉鎖状態から開放状態に瞬時に切り替わる。
【００４１】
ピストンロッド３２が目的位置に到達すると、目的位置検知センサＧ１がピストンロッド３２の位置を検知し、この検知信号に基づいてソレノイド４２が停止する。このとき、駆動軸４２ａと駆動部材４１が前方（図６で左側）に移動し、ガイド扉３４がバネ部材３５に引っ張られてピストンロッド３２の側面に摺接する状態となる。そして、ピストンロッド３２がスタート位置に戻ると、ガイド扉３４がバネ部材３５の付勢力により閉鎖状態に戻る。
【００４２】
このように扉開放機構３６では、ピストンロッド３２がスタート位置からナット係止位置に達した瞬間にガイド扉３４が自動開放し、ピストンロッド３２が目的位置に到達した時点でガイド扉３４が自動開放が終了する。この結果、ロッド先端でナットＮがガイド扉３４の負荷（バネ部材３５の反発力）を受けなくなり、安定した姿勢で位置決めピンＰに供給される。また、ピストンロッド３２がスタート位置に後退するとき、ガイド扉３４がバネ部材３５で確実に閉鎖状態に切り替わるので、待機スペースＲへの新たなナットＮの補給も確実に行える。
【００４３】
次に、ナット供給装置１０における制御器６０（図１および図２参照）の構成・作用について説明する。
図２に示すように、制御器６０は、ガイド扉３４の自動開放のタイミングを制御するとともに、ピストンロッド３２の往復移動を制御する。
【００４４】
制御器６０は、その主要な構成として各種配線の中継端子６１、リレー６２〜６３、および制御タイマ６５を備えている。中継端子６１には目的位置検知センサＧ１、係止位置検知センサＧ２、リレー６２〜６３および制御タイマ６５の各配線が接続される。リレー６２〜６３は、それぞれ目的位置検知センサＧ１、係止位置検知センサＧ２、および制御タイマ６５の信号に基づいて各種回路をＯＮ・ＯＦＦする。
【００４５】
制御器６０が係止位置検知センサＧ２からの検知信号を入力すると、この信号に基づいてソレノイド４２の電源をＯＦＦからＯＮにする。これにより、ピストンロッド３２が係止位置に達した瞬間にソレノイド４２が駆動し、ガイド扉３４が自動開放することになる。一方、制御器６０が目的位置検知センサＧ１からの検知信号を入力すると、ソレノイド４２の電源をＯＦＦに戻す。これにより、ピストンロッド３２が目的位置に達した瞬間にソレノイド４２が停止し、ガイド扉３４の自動開放状態が解除されることになる。
【００４６】
制御タイマ６５は、ピストンロッド３２の駆動開始後にフットスイッチＦの通電を制御する機能をもつ。
前述したように、ナット供給装置１０の操作は、作業者が溶接を行うタイミングでフットスイッチＦのフットペダルを踏み込むことにより行う。この場合、フットペダルを踏み込むと、フットスイッチＦがＯＮ状態に保持され、ピストンロッド３２がスタート位置から目的位置に向けて前進する。
ピストンロッド３２が目的位置に到達すると、フットペダルが踏み込まれたままの状態でも、目的位置検知センサＧ１がピストンロッドの位置を検知してフットスイッチＦを強制的にＯＦＦ状態にする。これにより、ピストンロッド３２が元のスタート位置に戻る。
【００４７】
ピストンロッド３２が目的位置に達する前にフットペダルの踏み込み（押圧）が解除される場合には、フットスイッチＦがＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わり、ピストンロッド３２が目的位置に達する前にスタート位置に戻る。
【００４８】
制御タイマ６５を用いる場合、フットペダルの踏み込み（押圧）の後、設定時間だけフットスイッチＦがＯＮ状態に保たれると、フットペダルの踏み込みが解除されても、フットスイッチＦをそのままＯＮ状態に保つ。これにより、ピストンロッド３２が目的位置に到達する途中でスタート位置に戻るのを防止する。なお制御タイマ６５の仕様等は特に制限されず、市販のアナログ若しくはデジタルタイマを使用することができる。
【００４９】
図９〜図１１に制御タイマ６５の設定時間を説明するためのタイムチャートを示した。各図において、ピストンロッド３２の位置は、「Ｓ：スタート位置」、「Ｍ：ナット係止位置」、「Ｅ：目的位置」とし、ピストンロッド３２の１ストロークが経過時間に応じて山型の軌跡になるように表している。
【００５０】
制御タイマ６５の設定時間は、ピストンロッド３２がナット係止位置に達する前の所定時間に設定される。例えば図９に示すように、ピストンロッド３２が０．３秒過ぎにナット係止位置に達し、０．５秒後に目的位置に到達する場合には、制御タイマ６５の設定時間を０．３秒に設定する。このように制御タイマ６５を設定することで、フットペダルを０．３秒以上踏み込んでフットスイッチＦをＯＮ状態に保てば、その後、フットペダルから足が離れても、ピストンロッド３２が確実に目的位置に到達する。つまり、ピストンロッド３２がナット係止位置でナットＮを係止した後は、ナットＮが確実に目的位置に供給されることになる。
【００５１】
フットペダルの踏み込み時間が０．３秒に満たない場合には、図１０に示すように、フットスイッチＦがＯＮ状態から強制的にＯＦＦ状態に切り替わり、ピストンロッド３２が元のスタート位置に戻る。これにより、フットスイッチＦが誤操作で一時的にＯＮ状態になることがあっても、ピストンロッド３２が元のスタート位置に戻り、スポット溶接機の誤動作が防止される。作業者が誤ってフットペダルに触れたような場合にはこのような機能が有効に働く。
【００５２】
なお、比較例として、図１１には制御タイマ６５が省略された場合のタイムチャートを示した。この場合、ピストンロッド３２がナット係止位置を経由して目的位置に向かう途中で（図１１の場合はほぼ０．４秒後）、フットペダルの踏み込みが解除されると、その時点でフットスイッチＦがＯＦＦになり、ピストンロッド３２がスタート位置に戻る。このとき、ピストンロッド３２にナットＮが係止されていると、このナットＮが待機スペースＲに戻って新たなナットＮと共に再度、待機状態に保たれることが起こりうる。
本実施形態のナット供給装置１０では、上記のようにピストンロッド３２が待機スペースでナットＮを一旦係止すると、目的位置までナットＮを確実に届けて元のスタート位置に戻る。この結果、待機スペースＲに前のナットＮが残ってしまうことが無くなり、複数ナットの停滞による供給ミスが防止される。
【００５３】
このように本実施形態のナット供給装置１０によれば、待機スペースＲのナットＮをピストンロッド３２で目的位置に供給する際に、ロッド先端にナットＮを係止すると同時にガイド扉３４を自動開放することにより、ナットＮがガイド扉３４に干渉するのを防止する。この結果、ロッド先端にナットＮを傾きの少ない安定した姿勢に保って位置決めピンに供給することができる。
そして、前述したように、ピストンロッド３２がナットＮを係止した後は、スタート位置に戻ることなく目的位置まで移動するため、前述のガイド扉３４の自動開放作用と相俟って、ナットＮを１個ずつ確実に位置決めピンに供給することができる。
このように２つの作用を実現する結果、ナットＮの供給ミスがほとんど無くなり、スポット溶接の作業の信頼性を大幅に向上させることができる。また、歩留まりの向上にも役立ち、作業コストの低減を図ることが可能になる。
さらには、本実施形態では、ガイド扉３４の自動開放の終了タイミングとピストンロッド３２の戻りタイミングとを目的位置検知センサＧ１で併せて検知する。つまり、目的位置検知センサＧ１が上記２つのタイミングを検知する兼用のセンサとして機能する。これにより、ナット供給ヘッドの構成を簡素化することができる。
【００５４】
以上、ナット供給装置１０を説明したが、本発明の実施形態はこれに限られることなく、種々の変形・変更を伴ってもよい。
前記実施形態では、スポット溶接機にナット供給装置１を使用しているが、プロジェクション溶接機にナット供給装置１を使用してもよい。自動カシメ機の位置決めピンにクリンチナットを供給する装置としてナット供給装置１を使用することもできる。
【００５５】
また、ナット供給装置１の扉開放機構３６では、ピストンロッド３２が目的位置に到達した時点でガイド扉３４の自動開放が終了するように設定されているが、ガイド扉３４の開放時間をタイマ等で制御するようにしてもよい。ガイド扉３４の自動開放後、ピストンロッド３２が再びガイド扉３４の内側に戻る前のタイミングで自動開放が終了するように開放時間を設定すれば、前記実施形態と同様な効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１・・スポット溶接機、２ａ・・下部電極、２ｂ・・上部電極、
１０・・ナット供給装置、１０Ａ・・フィーダ本体、１０Ｂ  供給ヘッド、
１５・・固定アーム、２１・・ホッパ、２２・・調整ゲート、２３・・レベラー、
２４・・ボウル、２７・・ナット供給ホース、２８，２９・・接続コード、
３１・・シリンダ、３２・・ピストンロッド、３４・・ガイド扉、３４ａ・・支軸、
３５・・バネ部材、３６・・扉解放機構、３７・・ナット供給シュート、
３８ａ，３８ｂ・・エアホース、３９・・電磁コイル、４１・・駆動部材、
４２・・ソレノイド、４２ａ・・駆動軸、４４・・台座、４５・・固定ボルト、
６０・・制御器、６１・・中継端子、６２，６３，６４・・リレー、６５・・制御タイマ、
Ｆ・・フットスイッチ（押圧スイッチ）、Ｐ・・位置決めピン、Ｒ・・待機スペース、
Ｗ・・ワーク、Ｇ１・・目的位置検知センサ、Ｇ２・・係止位置検知センサ
【図１】
0005582577.tif 000002
【図２】
0005582577.tif 000003
【図３】
0005582577.tif 000004
【図４】
0005582577.tif 000005
【図５】
0005582577.tif 000006
【図６】
0005582577.tif 000007
【図７】
0005582577.tif 000008
【図８】
0005582577.tif 000009
【図９】
0005582577.tif 000010
【図１０】
0005582577.tif 000011
【図１１】
0005582577.tif 000012
【図１２】
0005582577.tif 000013
【図１３】
0005582577.tif 000014
【図１４】
0005582577.tif 000015