(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被締付部材に対して締付部材を位置決めし、被締付部材に締付部材を締付ける締付部材の締付方法であって、
駆動源により回転自在な回転軸本体と、この回転軸本体と一体的に回転するとともに回転軸本体に進退動自在に取り付けられたソケットと、前記回転軸本体に進退動自在且つ開閉可能に取り付けられた複数の爪状部材からなるガイド機構とを備えた装置を用いて、
前記複数の爪状部材を開状態にして、前記ソケットに締付部材を装着する工程と、
前記複数の爪状部材を閉状態にして先端部を合体させ、合体した先端部を被締付部材の穴部に挿入して位置決めする工程と、
位置決めした状態で前記複数の爪状部材を後退させ爪状部材の先端部を穴から抜き出すとともに前記複数の爪状部材が開き、締付部材を装着したソケットを前進させながら回転させて締付部材を被締付部材に締付ける工程と、
からなることを特徴とする締付部材の締付方法。
【請求項２】
被締付部材に対して締付部材を位置決めし、被締付部材に締付部材を締付ける締付装置であって、この締付装置は、
駆動源により回転自在な回転軸本体と、この回転軸本体と一体的に回転するとともに回転軸本体に進退動自在に取り付けられたソケットと、前記回転軸本体と一体的に回転するとともに回転軸本体に進退動自在且つ開閉可能に取り付けられた複数の爪状部材からなるガイド機構とを備え、
前記複数の爪状部材は、後退することで開状態となり前進することで閉状態となり、この閉状態で複数の爪状部材は合体して、被締付部材の穴に挿入可能となり、
前記合体した複数の爪状部材の先端部を被締付部材の穴に挿入することで前記ソケットに装着した締付部材の芯出しがなされ、
更に芯出し後に前記複数の爪状部材が後退して爪状部材の先端部が穴から抜け出るとともに前記複数の爪状部材が開き、前記ソケットに装着した締付部材を被締付部材に対して位置決めして締付け可能となることを特徴とする締付部材締付装置。
【請求項３】
前記回転軸本体は、第１中空室と第２中空室を形成するシリンダと、前記爪状部材の後端に連結して前記第１中空室内を摺動自在な第１ピストンと、この第１ピストンが前記第１中空室の後方に位置した時に前記第１中空室と貫通孔で連通する前記第２中空室内を摺動自在な第２ピストンとからエアシリンダを構成し、前記第２ピストンの動作により前記ソケットの進退動作を、前記第１ピストンの動作により前記ガイド機構の開閉動作を行う請求項２記載の締付部材の締付装置。
【請求項４】
前記第１ピストンの前進動および前記第２ピストンの後退動は、スプリングによって行われる請求項３記載の締付部材の締付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穴部を有する被締付部材に対して締付部材を位置決めし、被締付部材に締付部材を締付ける締付部材の締付方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被締付部材に対して締付部材を位置決めする装置としては、ロボットの可動部の先端に自動ねじ締め機の開閉可能なチャック爪を検出体とし、この検出体は複数の検出部からなり、これらの検出部はチャック爪の先端面に一定の配列で分散配置した複数本の光ファイバの各受光端面部であって、各光ファイバによって伝達される光を検出することにより、自動ねじ締め機の先端とねじ穴との位置ずれを補正する位置補正制御手段を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−２０６３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示された装置では、自動ねじ締め機の先端をねじ穴に位置決めした後に、位置ずれの補正を行わなくてはならず、構成が複雑で且つ作業が煩雑であり、しかも作業効率を上げることができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、構成が簡易で、精度よく締付部材の締付作業を行うことができる締付部材の締付方法及びその装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、被締付部材に対して締付部材を位置決めし、被締付部材に締付部材を締付ける締付部材の締付方法であって、駆動源により回転自在な回転軸本体と、この回転軸本体と一体的に回転するとともに回転軸本体に進退動自在に取り付けられたソケットと、前記回転軸本体に進退動自在且つ開閉可能に取り付けられた複数の爪状部材からなるガイド機構とを備えた装置を用いて、前記複数の爪状部材を開状態にして、前記ソケットに締付部材を装着する工程と、前記複数の爪状部材を閉状態にして先端部を合体させ、合体した先端部を被締付部材の穴部に挿入して位置決めする工程と、位置決めした状態で前記複数の爪状部材を後退させ爪状部材の先端部を穴から抜き出すとともに前記複数の爪状部材が開き、締付部材を装着したソケットを前進させながら回転させて締付部材を被締付部材に締付ける工程とからなるものである。
【０００７】
請求項２に係る発明は、被締付部材に対して締付部材を位置決めし、被締付部材に締付部材を締付ける締付装置であって、この締付装置は、駆動源により回転自在な回転軸本体と、この回転軸本体と一体的に回転するとともに回転軸本体に進退動自在に取り付けられたソケットと、前記回転軸本体と一体的に回転するとともに回転軸本体に進退動自在且つ開閉可能に取り付けられた複数の爪状部材からなるガイド機構とを備え、前記複数の爪状部材は、後退することで開状態となり前進することで閉状態となり、この閉状態で複数の爪状部材は合体して、被締付部材の穴に挿入可能となり、前記合体した複数の爪状部材の先端部を被締付部材の穴に挿入することで前記ソケットに装着した締付部材の芯出しがなされ、更に芯出し後に前記複数の爪状部材が後退して爪状部材の先端部が穴から抜け出るとともに前記複数の爪状部材が開き、前記ソケットに装着した締付部材を被締付部材に対して位置決めして締付け可能となる構成である。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の締付部材の締付装置において、前記回転軸本体は、第１中空室と第２中空室を形成するシリンダと、前記爪状部材の後端に連結して前記第１中空室内を摺動自在な第１ピストンと、この第１ピストンが前記第１中空室の後方に位置した時に前記第１中空室と貫通孔で連通する前記第２中空室内を摺動自在な第２ピストンとからエアシリンダを構成し、前記第２ピストンの動作により前記ソケットの進退動作を、前記第１ピストンの動作により前記ガイド機構の開閉動作を行う。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項３記載の締付部材の締付装置において、前記ソケットの後退動作及び前記ガイド機構の開閉動作は、スプリングによって前記第１ピストン及び前記第２ピストンが動作することにより行われる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように本発明によれば、被締付部材の穴部に複数の爪状部材からなるガイド機構の先端を挿入することで、ソケットに装着した締付部材を被締付部材に対して容易に位置決めすることができ、精度よく締付部材の締付作業を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る締付部材の締付装置の側面図、図２及び図３は同じく断面図、図４は同じく正面図、図５は図１のＡ−Ａ線断面図、図６は締付部材の締付方法の作業手順を示すフローチャートである。なお、図１はガイド機構５が閉状態で六角ボルト２を装着していないソケット３が後退状態、図２はガイド機構５が閉状態で六角ボルト２を装着したソケット３が後退状態、図３はガイド機構５が開状態で六角ボルト２を装着したソケット３が前進状態、図５はガイド機構５が閉状態で六角ボルト２を装着していないソケット３が後退状態を示す。
【００１２】
本発明に係る締付部材の締付装置は、図１に示すように、エア駆動源（不図示）により回転自在な回転軸本体１と、回転軸本体１の先端に連結し、締付部材としての六角ボルト２を装着する進退動自在なソケット３と、ソケット３の進退動作に合せて開閉動作する３つの爪状部材４などからなるガイド機構５から構成される。なお、締付部材としての六角ボルト２が締付けられる被締付部材は、板金部材の裏面に溶接で固着されたナット７である。
【００１３】
回転軸本体１は、図２又は図３に示すように、第１中空室１０と第２中空室１１を形成するシリンダ１２と、第１中空室１０内を摺動自在な第１ピストン１３と、第１ピストン１３が第１中空室１０の後方に位置した時に第１中空室１０と貫通孔１４により連通する第２中空室１１内を摺動自在な第２ピストン１５とからエアシリンダ１６を構成している。
【００１４】
なお、第１ピストン１３は、第１ピストン１３と一体に形成されたスライダ１７を介して３つの爪状部材４の後端部４ａに連結されている。また、１８はエア供給源（不図示）からのエアをエアシリンダ１６に供給するエア供給管、１９，２０はエア抜き孔である。
【００１５】
第１ピストン１３は、エア供給源から供給されるエアにより後退動作を行い、エア供給源からのエアの供給が途絶えた時にスプリング２１によりスライダ１７を介して前進動作を行う。第２ピストン１５は、エア供給源から第１中空室１０と貫通孔１４を通って供給されるエアにより前進動作を行い、エア供給源からのエアの供給が途絶えた時にスプリング２２により後退動作を行う。
【００１６】
ソケット３は、第２ピストン１５に六角形状のロッド２３を介して連結されている。ロッド２３を、図５に示すように、六角形状にしたのは、シリンダ１２を従回動させるためである。また、ソケット３には六角ボルト２の頭部２ａが挿入できる六角形状の穴部３ａが形成され、更に穴部３ａの底には六角ボルト２の頭部２ａを吸着するマグネット２４が固着されている。
【００１７】
そして、ソケット３は、第２ピストン１５の動作により進退動作を行い、六角ボルト２を装着した前進状態においてエア駆動源による回転軸本体１の回転により回転（締付）動作を行う。
【００１８】
ガイド機構５は、前記したように３つの爪状部材４を回転軸本体１の回転軸を中心にして中心角１２０度で配置し、第１ピストン１３の動作により開閉動作を行う。また、ガイド機構５の閉動作を円滑に行うために爪状部材４の中央付近に弾性部材からなるバンド２５を巻付けている。
【００１９】
そして、ガイド機構５の閉状態時には、３つの爪状部材４の先端部４ｂが、図４に示すように、合体し、その合体した先端部２６が被締付部材であるナット７の開口部７ａに挿入され、ナット７に対する六角ボルト２の芯出しがなされる。
【００２０】
次に、本発明に係る締付部材の締付方法及びその装置の動作を、図６の締付方法の作業手順を示すフローチャートに従って説明する。なお、本発明に係る締付部材の締付装置は、フローティング機構（不図示）を介して産業用ロボットなどの自動機に装着される。
【００２１】
先ず、ステップＳＰ１において、自動機を駆動して図１に示す状態の締付部材の締付装置（ガイド機構５が閉状態、六角ボルト２を装着していないソケット３が後退状態）を、六角ボルト２の供給ステーションに移動させる。そして、エア供給源からエア供給管１８を通してエアを第１中空室１０に供給し、第１ピストン１３、即ちスライダ１７を後退させて３つの爪状部材４、即ちガイド機構５を開状態にする。
【００２２】
すると、ステップＳＰ２において、第１ピストン１３が所定位置まで後退したことにより、第１中空室１０と貫通孔１４が連通し、エア供給源からのエアを第２中空室１１にも供給し、第２ピストン１５を前進させてソケット３を前進状態にする。
【００２３】
次いで、ステップＳＰ３において、マグネット２４を用いてソケット３に六角ボルト２を装着する。
【００２４】
次いで、ステップＳＰ４において、エア供給源からのエアの供給を停止し、スプリング２２の弾発力により第２ピストン１５を後退させて、六角ボルト２を装着したソケット３を後退させる。
【００２５】
同時に、ステップＳＰ５において、スプリング２１の弾発力により第１ピストン１３、即ちスライダ１７を前進させて、３つの爪状部材４、即ちガイド機構５を閉状態にする。
【００２６】
次いで、ステップＳＰ６において、図２に示すように、自動機を駆動して締付部材の締付装置を締付ステーションに移動し、板金部材６の裏面に溶接で固着されたナット７の開口部７ａに対して回転軸本体１の回転軸を垂直にすると共に、ガイド機構５の先端部２６を開口部７ａ内に挿入する。
【００２７】
次いで、ステップＳＰ７において、エア供給源からエア供給管１８を通してエアを第１中空室１０に供給し、第１ピストン１３、即ちスライダ１７を後退させて、３つの爪状部材４、即ちガイド機構５を開状態にする。
【００２８】
更に、ステップＳＰ８において、図３に示すように、第１ピストン１３が所定位置まで後退したことにより、第１中空室１０と貫通孔１４が連通し、エア供給源からのエアを第２中空室１１にも供給し、第２ピストン１５を前進させてソケット３を前進させながら、エア駆動源により回転軸本体１、即ちソケット３を回転させて六角ボルト２をナット７に締付けていく。
【００２９】
そして、ステップＳＰ９において、所定の締付トルクに達すると、回転軸本体１の回転動作を停止し、ソケット３が六角ボルト２の頭部２ａから外れるように自動機を駆動し、原位置に復帰する。
以上で、六角ボルト２のナット７に対する締付作業は終了する。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明によれば、被締付部材の穴部に複数の爪状部材からなるガイド機構の先端を挿入するだけで、ソケットに装着した締付部材を被締付部材に対して容易に位置決めでき、しかも精度よく締付部材の締付作業を行うことができるので、自動車生産工場などにおける簡易自動化締付手段として有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る締付部材の締付装置（ガイド機構が閉状態、六角ボルトを装着していないソケットが後退状態）の側面図
【図２】本発明に係る締付部材の締付装置（ガイド機構が閉状態、六角ボルトを装着したソケットが後退状態）の断面図
【図３】本発明に係る締付部材の締付装置（ガイド機構が開状態、六角ボルトを装着したソケットが前進状態）の断面図
【図４】本発明に係る締付部材の締付装置（ガイド機構が閉状態、六角ボルトを装着していないソケットが後退状態）の正面図
【図５】図１のＡ−Ａ線断面図
【図６】締付部材の締付方法の作業手順を示すフローチャート
【符号の説明】
【００３２】
１…回転軸本体、２…六角ボルト（締付部材）、３…ソケット、４…爪状部材、５…ガイド機構、７…ナット（被締付部材）、７ａ…開口部（穴部）、１０…第１中空室、１１…第２中空室、１２…シリンダ、１３…第１ピストン、１４…貫通孔、１５…第２ピストン、１６…エアシリンダ、２１，２２…スプリング、２６…先端部。
【図１】
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【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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