(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボルトなど締結対象体への締付トルクを出力するモータと、モータに駆動されるスピンドルと、スピンドルの先端に装着される締結工具と、ボルトなど締結対象体への締付トルクが所定値に達すると締め付け完了信号を出力する手段と、を備える自動締結機において、塗料液の塗布部と、塗布部を印付位置と退避位置との間を移動させるマーキングアクチュエータと、を備え、塗布部へ塗料液を定量ずつ送り出す供給機構として、塗料液と共に圧縮ガスを充填するスプレー缶と、スプレー缶のスプレーノズルを開閉するスプレーアクチュエータと、スプレーノズルから噴出する塗料液を塗布部へ導くチューブと、スプレー缶を縦置きに支持するブラケットと、を備え、自動締結機の締め付け完了信号に基づいてマーキングアクチュエータおよびスプレーアクチュエータを制御する手段と、を備えるものにあって、スプレー缶のブラケットは、スプレー缶の上下が逆さの支持状態へ反転可能に設置されることを特徴する自動締結機のマーキング装置。
【請求項２】
マーキングアクチュエータは、ロッドの伸縮可能なシリンダからなり、ロッドの軸回りを規制する手段を備えることを特徴とする請求項１の記載に係る自動締結機のマーキング装置。
【請求項３】
マーキングアクチュエータおよびスプレーアクチュエータの制御は、自動締結機の締め付け完了信号により起動するタイマの設定に基づくことを特徴とする請求項１または請求項２の記載に係る自動締結機のマーキング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動締結機のマーキング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の組立工程において、各種のボルトなどの締め付けに用いられる自動締結機（ナットランナ）は、作業エリアを移動可能な搬送装置に支持され、フレームから締付方向へ突出するスピンドルの先端に締結工具が装着される。作業エリアにワークが運ばれると、自動締結機を動かしながら、ボルトなど締結対象体にスピンドルの締結工具を係合させるのである。その状態において、スピンドルに連結されるモータが駆動すると、ボルトなど締結対象体は、スピンドルと一体に回転する締結工具を介して締め付けられる。締付トルクが設定値に達すると、モータは停止され、次の締結対象体へ自動締結機を操作することになる。
【０００３】
締め付け完了後の締結対象体については、作業者により、トルクレンチを用いて締付トルクの確認が順次に行われ、締付トルクのOKが確認されると、マーカーペン等で印（チェックマーク）が付けられるのである。なお、従来例としては、マーカー内蔵型のトルクレンチが開示される（実公平7-39561号、参照）。また、ドラム缶などのキャップ締結装置において、締め付けの完了時に印をキャップに付けるべく、塗料を噴射するマーキング機構を備えるものがある（実用新案登録第3074558号、参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
組立工程の作業エリアを移動可能な搬送装置に支持される自動締結機は、従前に較べると性能が遙かに高められ、締付トルクが設定値に達すると、次の処理への移行を自動化するべく、締め付けの完了信号を出力するようになっている。
【０００５】
この発明は、このような自動締結機の性能アップに着目してなされたものであり、締付トルクの確認およびその後のマーキングについても、作業者を煩わせることなく、これらを自動的に処理しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、ボルトなど締結対象体への締付トルクを出力するモータと、モータに駆動されるスピンドルと、スピンドルの先端に装着される締結工具と、ボルトなど締結対象体への締付トルクが所定値に達すると締め付け完了信号を出力する手段と、を備える自動締結機において、塗料液の塗布部と、塗布部を印付位置と退避位置との間を移動させるマーキングアクチュエータと、を備え、塗布部へ塗料液を定量ずつ送り出す供給機構として、塗料液と共に圧縮ガスを充填するスプレー缶と、スプレー缶のスプレーノズルを開閉するスプレーアクチュエータと、スプレーノズルから噴出する塗料液を塗布部へ導くチューブと、スプレー缶を縦置きに支持するブラケットと、を備え、自動締結機の締め付け完了信号に基づいてマーキングアクチュエータおよびスプレーアクチュエータを制御する手段と、を備えるものにあって、スプレー缶のブラケットは、スプレー缶の上下が逆さの支持状態へ反転可能に設置されることを特徴する。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明に係る自動締結機のマーキング装置において、マーキングアクチュエータは、ロッドの伸縮可能なシリンダからなり、ロッドの軸回りを規制する手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明に係る自動締結機のマーキング装置において、マーキングアクチュエータおよびスプレーアクチュエータの制御は、自動締結機の締め付け完了信号により起動するタイマの設定に基づくことを特徴とする。
【００１１】
【発明の効果】
第１の発明においては、モータに駆動されるスピンドルと一体に回転する締結工具により、ボルトなど締結対象体は締め付けられる。締結対象体への締付トルクが設定値に達すると、締め付け完了信号が出力され、この信号に基づいて塗布部を移動させるマーキングアクチュエータおよびスプレーノズルを開閉するスプレーアクチュエータが制御され、塗布部が印付位置にあるときにスプレー缶のスプレーノズルからチューブを通して塗布部へ定量ずつ送り出させる塗料液をボルトなど締結対象体またはその周辺に付着させるのである。したがって、自動締結機の締め付け完了信号を利用してマーキングアクチュエータおよびスプレーアクチュエータを制御することにより、マーキングの完全な自動化についても、低コストに実現可能となり、時間の無駄もなく、締付トルクの確認およびその後のマーキングを能率よく合理的に処理できるようになる。また、塗料のスプレー缶（市販品）とそのスプレーノズルを開閉するスプレーアクチュエータと塗料液の供給路を形成するチューブとから、塗布部へ塗料液を定量ずつ送り出す供給機構を簡便に実現できる。
【００１２】
この場合、ブラケットの反転により、スプレー缶を逆さにすると、スプレーノズルから圧縮ガスのみ噴出するようになるので、このガスの噴出により、チューブに残存する塗料液の排除（チューブの清掃）が可能となる。自動締結機およびマーキング装置の停止が長時間に及ぶ場合、チューブに残存する塗料液が固まり、塗料液の供給路を詰まらせる可能性も考えられるが、圧縮ガスの噴出による清掃を行うことにより、チューブが塗料液の固まりで詰まってしまうのを防止できるのである。
【００１３】
第２の発明においては、マーキングアクチュエータのシリンダに対するロッドの軸回りが規制され、シリンダ側またはロッド側を固定すると、ロッドは軸回りの動きに規制を受けながらシリンダを軸方向へ伸縮するのである。したがって、塗料液の供給機構と塗布部との間は、ロッドの軸回りに対する位置関係が一定に維持される。具体的には、スプレーノズルから噴出する塗料液を塗布部へ導くチューブがロッドに巻き付くようなこともなくなる。
【００１４】
第３の発明においては、リミットスイッチなどで塗布部のストローク（位置）をセンシングする必要がなく、制御もシンプルになり、マーキング装置を低コストで実現可能となる。塗布部の塗料液は、スプレーノズルから塗料液と共に噴き出す圧縮ガスに付勢され、外部へ噴き出されるようになるので、塗布部との接触面（印付面）が変わり、塗布部との間に距離が生じても、塗布部から噴き出る塗料液により、締結対象体またはその周辺に印が付けられるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１、図２において、１０は自動締結機であり、機枠（フレーム）１１と昇降板１２との間に垂直な軸回りを回転自在な継手１３が介装される。１４は搬送装置であり、基板１５の四隅にトロリ１６が配置され、トロリ１６の車輪が回転することにより、レール１７上を自走可能に構成される。
【００１７】
昇降板１２は、搬送装置１４の基板１５に複数のスプリングバランサ１８を介して吊り下げられる。搬送装置１４の基板１５に垂直なロッド１９の上端部が固定され、昇降板１２の上方において、垂直なロッド１９の下端部に固定板２０が支持される。固定板２０に昇降板１２の動きを拘束するロックアップシリンダ２１が垂直に立てられる。
【００１８】
昇降板１２の継手１３と反対側に継手２２が配置され、ロックアップシリンダ２１のピストンロッドは、固定板２０を下方へ貫通する先端が継手２２を介して昇降板１２に連結される。昇降板１２にガイドロッド２３がロックアップシリンダ２１と平行に立てられ、固定板２０にガイドロッド２３を支持する案内筒２４が配置される。
【００１９】
継手１３の垂直な軸回りの回転角度を所定の範囲に制限するため、昇降板１２に係止板２５が突設され、係止板２５に対応する複数のストッパ２６が自動締結機１０の上面に配置される（図３、参照）。自動締結機１０は、搬送装置１４のにスプリングバランサ１８を介して吊り下げられ、ロックアップシリンダ２１のロック解除により、昇降板１２と共に上下方向へ移動可能に構成される。
【００２０】
図３、図４において、自動締結機１０のフレーム１１は、主に上板１１ａと下板１１ｂとこれらの間を継ぐ支柱１１ｃとからなり、下板１１ｂに複数のスピンドル２７（図示の場合、４軸）が所定の配置状態に組み付けられる。スピンドル２７は、回転軸２７ａと支持筒２７ｂとから構成される。モータ２８の端面に水平な座面を形成する端板２９が固定され、その座面に支持筒２７ｂの基端が取り付けられる。
【００２１】
回転軸２７ａは、先端（下端）にソケット３０（締結工具）の装着部が設けられ、基端に開口する軸穴３１が形成される。軸穴３１に中継軸３２が挿入され、中継軸３２と軸穴３１との間に軸方向への相対変位を許容するスプライン３３が形成される。中継軸３２の基端部にモータ２８の駆動軸２８ａが同軸上に連結され、モータ２８が駆動すると、その出力は駆動軸２８ａから中継軸３２を介して回転軸２７ａへ伝達される。
【００２２】
支持筒２７ｂの先端部に回転軸２７ａを支持する軸受３５が配置され、回転軸２７が支持筒２７ｂから抜け落ちるのを抑えるため、軸受３５の内側に係止される鍔部３６が回転軸２７ａの外周に形成される。鍔部３６と中継軸３２の基端部との間に回転軸２７ａを軸受３５側へ付勢するスプリング３７が収装される。
【００２３】
ソケット３０は、回転軸２７ａの装着部に交換可能な取付状態に連結され、ボルトなど締結対象体に係合する角穴３０ａが回転軸２７ａと同軸上に形成される。図３において、スピンドル２７は、フレーム１１の下板１１ｂにスライダ機構４０を介して支持され、スライドシリンダ４１の伸縮により、ワークの流れ方向（レールに対する直交方向）へ並ぶ２軸の間隔が調整可能に構成される。
【００２４】
図５〜図７において、４５は自動締結機１０のマーキング装置であり、塗料液の塗布部４６と、塗布部４６を印付位置と退避位置との間を移動させるマーキングシリンダ４７と、塗料液と共に圧縮ガスを充填するスプレー缶４８と、スプレー缶４８のスプレーノズル（図示せず）を開閉するスプレーシリンダ４９と、スプレーノズルから噴出する塗料液を塗布部４６へ導くチューブ５０と、が備えられる。
【００２５】
マーキングシリンダ４７は、フレーム１１の下板１１ｂにピストンロッド側を下方へ向けて垂直に立てられ、ホルダ４６ａがピストンロッドの先端に装着される。ホルダ４６ａにチューブ５０が外周から前端へ差し込まれ、その前端に突き出るチューブ５０を保護するキャップ４６ｂが設けられる。ホルダ４６ａおよびその前端から突き出るチューブ５０の先端部により、塗料液の塗布部４６が構成される。
【００２６】
マーキングシリンダ４７においては、ピストンロッドに軸回りの動きを生じると、チューブ５０を巻き込む可能性もあり、そのピストンロッドの動きを抑えるため、ピストンロッドの断面およびその軸受（シリンダ４７のロッド側の端部に組み付けられる）の断面が真円でなく矩形に形成されるのである。
【００２７】
フレーム１１の下板１１ｂにブラケット５２が配置され、ブラケット５２にスプレー缶４８が取り付けられる。ブラケット５２は、フレーム１１の下板１１ｂから延びる腕部５２ａと、スプレー缶４８の抱持部５２ｂとからなり、腕部５２ａの先端にスプレー缶４８の抱持部５２ｂが水平な中空軸５２ｃ（チューブ５０が挿通する）を介して上下方向へ反転可能に連結される。
【００２８】
４８ａはスプレー缶４８の頭部に組み付けられる押圧部であり、これをプッシュすると、スプレーノズルが開状態になり、そのプッシュを解放すると、スプレーノズルが閉状態になる。スプレーシリンダ４９は、この押圧部４８ａにピストンロッド（プッシュロッド）の先端が臨む配置状態にステイ４９ａを介してスプレー缶４８の抱持部５２ｂに取り付けられる。
【００２９】
５３はスプレー缶４８を逆さの反転状態に係止する抑え部、図７の１〜４はスピンドル２７の配置番号、を示す。塗料のスプレー缶４８とスプレーシリンダ４９とチューブ５０とから、塗布部４６へ塗料液を定量ずつ送り出す供給機構が構成されるのである。
【００３０】
図８、図９は、ワークを説明するものであり、この例（後輪２軸トラックのシャシ組立工程）においては、エアサスペンションのベローズ５５を両端に支持するサスペンションアーム５６の中間部にアクスル５７をＵボルト５８との間で締め付けるナット５９と、スタビライザ６０の軸受キャップ６１を締め付けるボルト６２と、が自動締結機の締結対象体となる。なお、図５〜図６において、１点鎖線Ａの形状はサスペンションアーム、２点鎖線Ｂの形状は軸受キャップ６１、を表すものである。
【００３１】
ワーク５４は、逆さの状態で台車に載せて所定の作業エリアに運ばれる。後後軸のアクスル５６の一方の端部に２本のＵボルト５８を下側から組み付け、サスペンションアーム５６の通し穴から上方へ突き出る各ボルト５８の両端部にナット５９を噛ませる。自動締結機１０のスピンドル２７は、２本のＵボルト５８の各両端部のナット５９にそれぞれ対応する位置関係に予め設定される。そして、搬送装置１４にスプリングバランサ１８を介して支持される昇降板１２と共に自動締結機１０を下げながら、Ｕボルト５８の各ナット５９にそれぞれ対応するソケット３０を係合させる。
【００３２】
ロックアップシリンダ２１は、自動締結機１０の降下に連れて伸び出すのであり、４軸のソケット３０がそれぞれ対応するナット５８に係合する高さ位置（スピンドル２７のスプリング３７を所定量に圧縮する状態）でロックされ、自動締結機１０の上下への動きを拘束する。この状態において、各モータ２８が駆動すると、ナット５９の螺合に伴ってＵボルト５８が締め付けられる。ナット５９への締付トルクが設定値に達すると、モータ２８が停止され、４つのナット５９の全てについて、締付トルクが設定値に達すると、その時点で締め付け完了信号（OK信号）が出力される。
【００３３】
自動締結機１０は、ワーク５４から持ち上げられ、搬送装置１４によりアクスル５７の反対側の端部へ移送される。自動締結機１０の持ち上げに先立ち、ロックアップシリンダ２１のロックが解除されるのであり、アクスル５７の反対側の端部においても、同じ要領でアクスル５７がサスペンションアーム５６に締め付けられる。後後軸のアクスル５６の両端部にそれぞれサスペンションアーム５６が締結されると、ワーク５４をレール１７と直交する方向へスタビライザ６０の軸受キャップ６１が自動締結機１０の下方に位置するように移動させる。
【００３４】
軸受キャップ６１の両端部に上方からボルト６２の軸部を挿入して軸受のネジ穴に噛ませる。自動締結機１０を下げながら、ワーク５４の流れ方向へ並ぶ２軸（スピンドル）のソケット３０をキャップ両端部のボルト６２の頭部に係合させる。ロックアップシリンダ２１は、２軸のソケット３０がそれぞれ対応するボルト６２の頭部に係合する高さ位置（スピンドル２７のスプリング３７を所定量に圧縮する状態）でロックされ、自動締結機１０の上下への動きを拘束する。
【００３５】
この状態において、モータ２８（ボルト６２に係合する２軸のみ）が駆動すると、ソケット３０に係合するボルト６２により、キャップ６１が軸受に締め付けられるのである。ボルト６２への締付トルクが設定値に達すると、モータ２８が停止され、２つのボルト６２について、締付トルクが設定値に達すると、その時点で締め付け完了信号（OK信号）が出力される。
【００３６】
自動締結機１０は、ワーク５４から持ち上げられ、搬送装置１４によりスタビライザ６０の反対側の端部へ移送される。自動締結機１０の持ち上げに先立ち、ロックアップシリンダ２１のロックが解除されるのであり、スタビライザ６０の反対側の端部においても、同じ要領でボルト６２により軸受にキャップ６１を締め付ける。その後、ワーク５４をレール１７と直交する方向へ後前軸のアクスル５７が自動締結機１０の下方に位置するように移動させる。そして、後前軸のアクスル５７およびスタビライザ６０の軸受キャップ６１に対し、後後軸の場合と同じ要領で順次に締結処理が遂行されることになる。
【００３７】
図１において、６５は搬送装置１４やロックアップシリンダ２１やモータ２８のON-OFFを指令するための操作盤であり、スライドシリンダ４１（図３、参照）のストローク位置（スピンドル間隔）を調整するための操作部も備える。自動締結機１０においては、トルク管理および締め付け完了信号の出力を行う制御部（図示せず）が設けられ、その締め付け完了信号を利用してマーキング装置４５を制御する機能が追加されるのである。
【００３８】
図１０は、マーキング装置４５を制御する機能を説明する、マーキングシリンダ４７およびスプレーシリンダ４９の動作線図であり、マーキングシリンダ４７は、締め付け完了信号の出力と同時に退避位置から所定の往動速度でマーキング位置へ伸長（塗布部４６は下降）するのであり、締め付け完了信号の出力から所定の時間T1secが経過すると、マーキング位置から所定の復動速度で退避位置へ収縮（塗布部４６は上昇）するように制御される。スプレーシリンダ４９については、マーキングシリンダ４７がマーキング位置に停止した状態において、スプレーノズルから定量の塗料液を噴出させるべく、締め付け完了信号の出力から所定の時間T2secが経過すると、スプレー缶４８の押圧部４８ａへ伸長するのであり、さらに所定の時間T3secが経過すると、初期位置へ収縮するように制御される。
【００３９】
スプレー缶４８から噴出する塗料液は、チューブ５０を通して塗布部４６へ導かれ、塗布部４６が印付位置にあるときに塗料液をサスペンションアーム５６や軸受キャップ６１に付着させるのである。自動締結機１０の出力する締め付け完了信号に基づいて、マーキングシリンダ４７およびスプレーシリンダ４９を既述のように制御することにより、時間の無駄もなく、締付トルクの確認およびその後のマーキングを能率よく合理的に処理できる。
【００４０】
塗布部４６の塗料液は、スプレー缶４８の圧縮ガスに付勢され、外部へ噴き出されるようになるので、ワーク５４が変わり、マーキング位置と実際のチェックマーク面との間に距離が生じても、塗布部４６から噴き出る塗料液により、ナット５９など締結対象体またはその周辺に印が付けられるようになる。
【００４１】
マーキング動作の制御は、タイマの設定に基づく管理に拠るので、塗布部４６のストローク（位置）を検出する必要もなく、制御がシンプルになり、マーキング装置４５のコストダウンも促進できる。
【００４２】
自動締結機１０に付随するマーキング装置４５の停止状態が長時間に及ぶ場合、チューブ５０に残存する塗料液が固まり、塗料液の供給路を詰まらせる可能性も考えられるが、ブラケット５２の反転により、スプレー缶４８を逆さにすると、スプレーノズルから圧縮ガスのみ噴出するようになるので、このガスの噴出により、チューブ５０に残存する塗料液の排除（チューブの清掃）が可能となり、チューブ５０が塗料液の固まりで詰まってしまうのを防止できるのである。
【００４３】
マーキング装置４５を制御については、図１０のようなタイマの設定によるのでなく、塗布部４６のストローク位置を検出しながら、その信号に基づいて、マーキング動作の管理（制御）を行うように設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】システムの全体的な構成を説明する正面図である。
【図２】同じく右側面図である。
【図３】自動締結機の構成を説明する断面図である。
【図４】スピンドルの構成を説明する断面図である。
【図５】マーキング装置の構成を説明する正面図である。
【図６】同じく左側面図である。
【図７】同じく平面図である。
【図８】ワークを説明する正面図である。
【図９】同じく平面図である。
【図１０】マーキング装置の動作線図である。
【符号の説明】
１０  自動締結機
１２  昇降板
１４  搬送装置
１８  スプリングバランサ
２０  固定板
２１  ロックアップシリンダ
２７  スピンドル
２８  モータ
３０  ソケット
４５  マーキング装置
４６  塗布部
４７  マーキングシリンダ
４８  スプレー缶
４９  スプレーシリンダ
５０  チューブ
５２ａ  スプレー缶の抱持部
５２ｂ  腕部
５２ｃ  水平な中空軸
６５  自動締結機の操作盤
【図１】
0004171611.tif 000002
【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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【図７】
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【図８】
0004171611.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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