(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに突設されたボルトに対し斜め方向から、先端にナットを挿通し磁気吸着した供給ロッドを、該ボルトの先端にむけて前進させる工程と、
該ナットが該ボルトの先端近傍に達した時、該供給ロッドの磁力を遮断すると共に、該ボルトの軸方向前方に位置するナット締付装置のソケットの空気噴出孔から、空気を該ナットに向けて吹き付ける工程と、
ナット締付装置のソケットが空気を噴出すると共に反ねじ込み方向に回転しながら前進し、該ソケットが該ナットに嵌り該ナットを反ねじ込み方向に数回回転させてナットとソケットの軸線を合わせる工程と、
該軸線を合わせた状態で、ナット締付装置が該ソケットをねじ込み方向に回転させて該ナットをボルトに螺合させ、所定の締付トルクに達するまでナットを締め付け駆動する工程と、
所定の締付トルクに達した時、該ソケットの回転を停止し、該ソケットを後退させる工程と、
を含むことを特徴とするナットの自動締付方法。
【請求項２】
前記供給ロッドは、その先端にナットと共にワッシャーを挿通させて供給し、前記ボルトにワッシャーとナットを嵌めて締め付けることを特徴とする請求項１記載のナットの自動締付方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナット供給装置の供給ロッドによりナットをワークのボルト先端位置まで供給し、ナット締付装置を用いてナットを自動的に締めつけるナットの自動締付方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、機械部品の自動組立工程などで使用されるナット締付方法として、部品上に立設されたボルトの先端位置に、ナットフィーダによりナットを自動供給し、ボルトの先端にナットを嵌めた状態で、上方に位置するナット締付装置の締付けヘッドを下降させ、締付けヘッドのソケットをナットに嵌合させた状態で、それを回転させてナットの締付けを行う方法が知られている（例えば特開平７−２１４４３３号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のこのナット締付方法は、先端にガイド部を突設したボルトを使用し、供給ロッドの前進によりボルトの先端に供給したナットを、まずそのガイド部にはめ、次にナット締付装置のソケットをガイド部上のナットに嵌めて、締付装置を駆動してナットを回しながらボルトにねじ込み締めつけるように実施する。このため、ガイド部を上部に設けた特殊なボルトの締付にしか適用できず、ガイド部を持たない汎用ボルトの締付には適用できないという問題あった。また、上記の締付方法は、鉛直に立設されたボルトに対しては実施できるが、水平方向つまり横向きに配置されたボルトに対しては、ナットとボルトの正確な螺合が難しく、実施が困難であるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、ガイド部を持たない汎用のボルトでも適用可能で、ボルトの姿勢が水平横向きであっても、確実にナットの締付を行うことができるナットの自動締付方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の自動締付方法は、ワークに突設されたボルトに対し斜め方向から、先端にナットを挿通し磁気吸着した供給ロッドを、該ボルトの先端にむけて前進させる工程と、該ナットが該ボルトの先端近傍に達した時、該供給ロッドの磁力を遮断すると共に、該ボルトの軸方向前方に位置するナット締付装置のソケットの空気噴出孔から、空気を該ナットに向けて吹き付ける工程と、ナット締付装置のソケットが空気を噴出すると共に反ねじ込み方向に回転しながら前進し、該ソケットが該ナットに嵌り該ナットを反ねじ込み方向に数回回転させてナットとソケットの軸線を合わせる工程と、該軸線を合わせた状態で、ナット締付装置が該ソケットをねじ込み方向に回転させて該ナットをボルトに螺合させ、所定の締付トルクに達するまでナットを締め付け駆動する工程と、所定の締付トルクに達した時、該ソケットの回転を停止し、該ソケットを後退させる工程と、から構成される。
【０００６】
ここで、ナット供給装置として、ナットとワッシャーの両方を一度にその供給ロッドに挿通させて供給可能なものを使用すれば、その供給ロッドは、その先端にナットと共にワッシャーを挿通させて供給し、ボルトにワッシャーとナットを嵌めて締め付けることができる。
【０００７】
【作用・効果】
このナット自動締付方法では、先ず、ワークに突設されたボルトに対し斜め方向から、先端にナットを挿通し磁気吸着した供給ロッドを、ボルトの先端にむけて前進させる。次に、ナットがボルトの先端近傍に達した時、供給ロッドの磁力を遮断すると共に、ボルトの軸方向前方に位置するナット締付装置のソケットの空気噴出孔から、空気をナットに向けて吹き付ける。これにより、ナットは供給ロッドの先端から離れ、ボルトの先端部に押し付けられ、ナットの穴がボルトの先端部に略嵌った状態となる。
【０００８】
次に、ナット締付装置のソケットが空気を噴出すると共に反ねじ込み方向に回転しながら前進し、ソケットがナットに嵌りナットを反ねじ込み方向に数回回転させてナットとソケットの軸線を合わせる。そして、その軸線を合わせた状態で、ナット締付装置がソケットをねじ込み方向に回転させてナットをボルトに螺合させ、所定の締付トルクに達するまでナットを締め付け駆動する。そして、所定の締付トルクに達した時、ソケットの回転を停止し、ソケットを後退させる。
【０００９】
このように、ナット供給装置の供給ロッドの前進により、ナットをボルトの先端位置に供給し、ボルトの軸方向前方に位置するナット締付装置のソケットの空気噴出孔から、空気をナットに向けて吹き付けながら、ソケットをナットに向けて前進させるため、ガイド部を持たない汎用のボルトでも、また、ボルトが水平横向きの場合でも、ナットの穴をボルトの先端に確実に嵌めることができる。さらに、ソケットがナットに嵌入したときナットを反ねじ込み方向に数回回転させてナットとソケットの軸線を合わせるため、ナットを正確にボルトに螺合させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は本発明の締付方法を実施する装置の構成を示している。１はナット締付装置であり、水平に設置されたガイドレール２上に、回転駆動部３の支持部３ａを移動可能に係合させ、回転駆動部３の前部には、ナットに嵌合するソケット４が回転可能に取り付けられる。
【００１２】
このナット締付装置１は、ワークＹに水平横方向に取り付けられたボルトＢの中心軸上に、回転駆動部３とソケット４を設け、それらを前進させてナットＮにソケット４を嵌合させる。ガイドレール２の後方にエアシリンダ８が設置され、そのピストンロッドが支持部３ａに連結され、エアシリンダ８の駆動により回転駆動部３がソケット４と共に軸方向に移動する。ソケット４内には前方にむけて空気を噴出する空気噴出孔４ａが設けられる。
【００１３】
回転駆動部３は、モータ７と、モータ７の回転軸に電磁クラッチ６を介して取り付けられた減速機５とからなり、減速機５の出力軸にソケット４が連結される。また、回転駆動部３にはトルクセンサ（図示せず）が設けられ、所定の締付トルクを検出した時、電磁クラッチ６を切り離す。また、回転駆動部３内には、空気噴出孔４ａに空気を送るための空気通路が設けられ、そこに空気管９が接続される。
【００１４】
ナット供給装置２０は、ボルトＢの斜め上方に設置され、斜め上方からボルトＢの先端に向けて前進させる供給ロッド２３を有し、その供給ロッド２３先端の挿通部２３ａにナットＮとワッシャーＷを挿通させ、ボルトＢの位置まで供給する構造である。
【００１５】
このナット供給装置２０は、基本的には、流体圧シリンダ２１の先端に固定された筒状のロッドホルダー２２と、ロッドホルダー２２内に摺動可能に挿入され流体圧シリンダ２１のピストンロッド２４の先端に連結された供給ロッド２３と、ロッドホルダー２２の先端のカバー筒２６内に取付けられた電磁コイル２５と、カバー筒２６の先端に固定され内部にナットＮとワッシャーＷの保持通路２７ａを設けたヘッドブロック２７と、を備えて構成される。
【００１６】
供給ロッド２３は、磁性体で形成され、電磁コイル２５内を貫通して配設されると共に、電磁コイル２５の励磁により磁化される。供給ヘッド２３の先端部にはナットＮとワッシャーＷに串刺しのように挿通される挿通部２３ａが設けられる。
【００１７】
カバー筒２６の先端に固定されたヘッドブロック２７内には、供給ロッド２３が進入可能で、ナットＮとワッシャーＷを保持する保持通路２７ａがロッド２３の軸方向に沿って形成される。また、ヘッドブロック２７内には保持通路２７ａに向けて上方からナット用の第一供給通路２７ｂとワッシャー用の第二供給通路２７ｃが連通して形成される。ヘッドブロック２７の下側に、ベースプレート１０が保持通路２７ａの底壁を形成するように固定される。ヘッドブロック２７は、複数のブロック片に分けて形成し、内部に保持通路や供給通路を形成した状態に組み付けることができる。
【００１８】
ベースプレート１０における保持通路２７ａの中間部には矩形孔が形成される。この矩形孔は、保持通路２７ａ内に供給されたナットＮとワッシャーＷの間を分ける位置に設けられ、その矩形孔には下方から仕切り板１１が進入可能に配設される。仕切り板１１は、ベースプレート１０の下側にブラケット１３を介して取付けた流体圧シリンダ１２のピストンロッドの先端に固定され、矩形孔内から保持通路２７ａ内に進入する。
【００１９】
ヘッドブロック２７の前端にブラケット１６が取付けられ、そこに扉１４が保持通路７ａの前端を閉じるように設けられる。扉１４はその上部がブラケット１６に対し軸１５を介して上下に開閉可能軸支され、閉鎖方向に付勢するばねが取付けられる。扉１４にはロッド２３の挿通部２３ａを通す凹部が形成される。
【００２０】
ヘッドブロック２７の上部には第一供給通路２７ｂと第二供給通路２７ｃが開口し、第一供給通路２７ｂにはシュート１８を介してナット用の供給ホース３０が接続され、第二供給通路２７ｃにはシュート１９を介してワッシャー用の供給ホース３１が接続される。供給ホース３０は図示しないナット用の分離供給装置に接続され、供給ホース３１は図示しないワッシャー用の分離供給装置に接続される。
【００２１】
次に、上記構成のナット供給装置２０とナット締付装置１を使用して、ワークＹに突設された水平横向きのボルトＢに、ナットＮを送って締めつける締付方法を説明する。
【００２２】
先ず、ナット用の分離供給装置からはナットＮが分離・整列状態で供給ホースを送られ、シュート１８を通してヘッドブロック２７内の第一供給通路２７ｂに供給され、ワッシャー用の分離供給装置からはワッシャーＷが分離・整列状態で供給ホースを送られ、シュート１９を通してヘッドブロック２７内の第二供給通路２７ｃに供給される。そして、１個ののナットＮと１個のワッシャーＷが保持通路２７ａ内に並行に並んで位置する。
【００２３】
この状態で、図示しないスイッチがオンされると、ロッド用の流体圧シリンダ２１がピストンロッド２４を押出し作動すると共に、仕切り板用の流体圧シリンダ１２がピストンロッドを引き戻し作動し、同時に、電磁コイル２５に通電を行って励磁する。
【００２４】
このとき、電磁コイル２５の励磁により供給ロッド２３が磁化された状態で前進し、その先端の挿通部２３ａが先ずナットＮを貫通して磁着し、仕切り板１１が保持通路２７ａ外に引き出されているため、次に、ワッシャーＷを貫通して磁着する。そして、供給ロッド２３の前進力で前方の扉１４を開き、供給ロッド２３は、その先端の挿通部２３ａにナットＮ及びワッシャーＷを串刺しにして磁着した状態で斜め下方のワークＹのボルトＢの先端に向けて前進する。
【００２５】
供給ロッド２３がその前進端、つまり挿通部２３ａの先端がボルトＢの先端近傍に到達したとき、流体圧シリンダ２１が停止し、電磁コイル２５の通電がオフされて励磁が停止される。このとき、ほぼ同時にボルトＢの前方に位置するナット締付装置のソケット４の空気噴出孔４ａから、空気がボルトＢの先端に向けて噴出し、この空気の噴出により、挿通部２３ａからワッシャーＷとナットＮが離れて、ボルトＢの先端に嵌まり込む。
【００２６】
次に、流体圧シリンダ２１が引き戻し作動して供給ヘッド２３が引き戻され、同時にナット締付装置１のエアシリンダ８が押し出し作動し、回転駆動部３がソケットを反ねじ込み方向に低速で回転させ、同時にソケット４の空気噴出孔４ａから空気を噴出しながら、回転駆動部３及びソケット４が前進する。そして、ソケット４がナットＮに嵌り、ナットＮを反ねじ込み方向に数回回転させてナットＮとソケット４の軸線を合わせる。
【００２７】
次に、その軸線を合わせた状態で、空気の噴出が停止され、回転駆動部３がソケット４をねじ込み方向に回転させてナットＮをボルトＢに螺合させ、所定の締付トルクに達するまでナットＮを締め付け駆動する。そして、所定の締付トルクに達した時、回転駆動部３はソケット４の回転を停止し、エアシリンダ８が引き戻し作動してソケット４を後退させ、ナットの締付を終了する。
【００２８】
このように、ナット供給装置２０の供給ロッド２３の前進により、ナットＮをボルトＢの先端位置に供給し、ボルトＢの軸方向前方に位置するナット締付装置１のソケット４の空気噴出孔４ａから、空気をナットＮに向けて吹き付けながら、ソケット４をナットＮに向けて前進させるため、ガイド部を持たない汎用のボルトでも、また、ボルトＢが水平横向きの場合でも、ナットＮの穴をボルトＢの先端に確実に嵌めることができる。さらに、ソケット４がナットに嵌入したときナットを反ねじ込み方向に数回回転させてナットとソケットの軸線を合わせるため、ナットを正確にボルトに螺合させることができる。
【００２９】
なお、上記実施例では、ナットとワッシャーの両方を供給できるナット供給装置を用いてナットとワッシャーをボルトに嵌めたが、ナットのみをボルトに嵌めて締めつけることもできる。また、上記では、水平横向きのボルトに対しナットを嵌めて締め付けたが、図６に示すように、ボルトＢが上向きに突設された場合でも、ナット締付装置をボルトの真上に位置させ、ソケット４を昇降させれば、ナットＮ及びワッシャーＷを、上記と同様に、ワーク上のボルト２５に嵌め込み締め付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を実施する装置の一実施例を示す正面図である。
【図２】ナット供給装置の断面図である。
【図３】ボルトにナットを嵌める工程を示す部分断面図である。
【図４】ボルトにナットを嵌める工程を示す部分断面図である。
【図５】ナットを締め付ける工程を示す図１に対応した正面図である。
【図６】他の実施例のボルトにナットを嵌める工程を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１−ナット締付装置
３−回転駆動部
４−ソケット
４ａ−空気噴出孔
２０−ナット供給装置
２３−供給ヘッド
２３ａ−挿通部
【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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