JP2005111559A - ナット供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、エア用コンプレッサ等で外部から空気の供給を行うことなくナットをロッドに確実に保持し、目標位置にナットを供給することができるナット供給装置を提供することにある。
【解決手段】ナット供給装置の供給ロッド１５の前進動作によりロッドホルダー３内に区画された空気室３ａの空気を加圧して空気取入口２１及び空気通路２２を通して空気吹出口２０から吹き出させるようにしておき、この空気圧によりナット７を供給ロッド１５に保持する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、ナット抵抗溶接機に対してナットを供給するための、広くは所定場所にニットを供給するためのナット供給装置に関するものである。

ナット抵抗溶接機に対してナットを供給するナット供給装置の一例が特開２００２−３２１０６４号公報に記載されている。この供給装置では、前端にナット支持ピンを設けたプッシュロッドが、アクチュエータとしての空気圧シリンダのシリンダロッドの前端に連結され、該プッシュロッドが該アクチュエータの前端部に同心状に取り付けたロッドホルダー内に配設されている。空気圧シリンダの押し出し作動によってプッシュロッドを前進させ、その前端の支持ピンにより保持したナットを、ワークの目標位置まで供給するようになっている。

しかし、上述のナット供給装置では、アクチュエータとして空気圧シリンダを用いているため、空気を供給するためのエア用コンプレッサを工場内に設置する必要があり、そのコンプレッサを可動するために膨大な電力が消費されるとともに、工場内のエア配管が複雑になっていた。しかもエア用コンプレッサやエア機器から発する音は騒音となり作業環境の悪化につながっていた。

そこで、近年、上記アクチュエータとして電動式シリンダを用いることにより、省エネルギー化あるいは騒音低減を解決する試みがなされている。

一方、本発明者は、特開平１０−４３８７０号公報に記載されているように、ナットがナット供給用ロッドの先端部から偶発的に脱落しないように、該ロッド先端からナットに向かって空気を吹き出してその空気圧により該ナットをロッドに保持する装置及び方法を考案して実用化している。

従って、エア用コンプレッサを工場から取り除いてしまうとこのような空気圧を利用したナットの保持手段が適用できなくなるため、工場全体としての省エネルギー化を実現することが困難であった。
特開２００２−３２１０６４号公報 特開平１０−４３８７０号公報

本発明の目的は、エア用コンプレッサ等で外部から空気の供給を行うことなくナットをロッドに確実に保持し、目標位置にナットを供給することができるナット供給装置を提供することにある。

本発明は、ナット供給用ロッドを挿通したロッドホルダー内に、該ロッドの進退によって容積が変化する空気室を形成し、該空気室の空気を利用して該ロッドにナットを保持するようにした。

すなわち、本発明は、
筒状のロッドホルダーと、
ナットの孔に差し通す保持部を前端に有し、上記ロッドホルダーに挿入され、アクチュエータによって駆動されて進退するロッドと、
上記ナットホルダーの前端に設けられ、ナットを上記ロッドと同軸になるように支持し、上記ロッドの前進により上記ナット保持部がナット孔に通され該ロッドによって押圧されたときに該ナットの前方への供給を許容するナット受けと、
上記ロッドに設けられ、上記ロッドホルダーの内周面を摺動するピストンと、
上記ロッドホルダーの前端部内周に設けられ、上記ロッドの上記ピストンよりも前側部分を気密状に挿通させるシールとを備え、
上記ロッドホルダー内には、上記ピストンと上記シールとによって前後が区画され上記ロッドの進退によって容積が変化する空気室が形成され、
上記ロッドには、上記保持部の前端部位に、該保持部が通されたナットが該保持部から脱落しないように該ナットに空気を吹き当てる空気吹出口が開口し、上記保持部よりも後方の部位に、上記空気室に連通する空気取入口が開口しているとともに、該空気吹出口と空気取入口とを結ぶ空気通路が形成されており、
上記ロッドの前進により、上記空気室の空気を上記ピストンで加圧し上記空気吹出口から上記保持部が通されたナットに吹き当てることにより、該ナットを該保持部に保持して供給することを特徴とする。

従って、本発明によれば、ロッドの前進動作によりロッドホルダー内に区画された空気室の空気を空気取入口及び空気通路を通して空気吹出口から吹き出させてナットに当て、該ナットをロッドの保持部に保持することができる。これにより、エア用コンプレッサ等で外部から空気を供給する必要がなくなるため、工場内にエア用コンプレッサやエア配管を設けなくてもよく、省エネルギー化や騒音低減を推進することができるとともに、工場の設備投資のコストを低減する上で有利になる。

好適な実施形態では、上記ロッドは、上記アクチュエータによって駆動される駆動ロッドと、該駆動ロッドの前端に接続された供給ロッドとによって構成され、
上記供給ロッドの前端に上記保持部が設けられ、
上記ピストンは、上記供給ロッドに、又は該供給ロッドと上記駆動ロッドとの間に設けられ、
上記ロッドホルダーの前端に該ナットホルダー内と連通するナット保持室を有するブロックが設けられ、
上記ブロックに、上記保持室にナットを供給するための供給口と、該保持室からナットを送り出す送り出し口とが形成され、
上記ナット受けは、上記ブロックに、上記送り出し口を常時は閉じ、上記供給ロッドにより押圧されたときに該送り出し口を開いて該ナットの供給を許容するように設けられる。

好ましいのは、上記ロッドの保持部は、ナットの孔に挿通される先端側の小径部と、該小径部に続く該ナット孔よりも大きな大径部とを有し、上記小径部の先端部に上記空気吹出口が形成され、
上記ナットが上記小径部と大径部との段差面に押し当てられるように、上記空気吹出口から空気を該ナットに吹き当てることである。

従って、上記ロッドの形状を複雑にすることなく、ナットの保持を実現でき、コスト低減に有利となる。

また、好ましいのは、上記空気取入口は、上記ロッドの前進により上記保持部に保持されたナットが所定の供給位置に供給されたときに、上記シールにより塞がれるように配置され、それによって上記空気吹出口からの空気の吹き出しが停止することである。

従って、上記ロッドの前進位置を検出するセンサやスイッチ等の停止手段を別途設けることなく、上記空気吹出口からの空気の吹き出しを停止することができ、簡単な機構で装置を構成することができ設備コストを低減する上で有利になる。

また、好ましいのは、上記ロッドホルダー内には、上記ピストンによって上記空気室と区画され上記ロッドの進退によって容積が変化するエアブロー室が形成され、
上記エアブロー室から上記ロッドの後退中に上記ナットの溶接場所に空気を吹き付けるためのエアブロー管が延設されていることである。

従って、上記ロッドの後退動作を利用して、ロッドホルダー内のエアブロー室からエアブロー管を通して空気をナット溶接場所に吹き付けることができる。よって、例えば、ナット抵抗溶接時に発生するスパッタの除去が図れ、スパッタ除去のために別途エアブロー手段を設ける必要がなくなり、設備コストの低減及び省エネルギー化を推進する上で有利になる。

以上のように、本発明によれば、ロッドの前進動作によりロッドホルダー内に区画された空気室の空気を空気取入口及び空気通路を通して空気吹出口から吹き出させてナットに当て、該ナットをロッドの保持部に保持することができる。これにより、エア用コンプレッサ等で外部から空気を供給する必要がなくなるため、工場内にエア用コンプレッサやエア配管を設けなくてもよく、省エネルギー化や騒音低減を推進することができるとともに、工場の設備投資のコストを低減する上で有利になる。

また、とりわけ請求項２に係る発明、さらに好ましくは請求項３に係る発明によれば、上記ロッドの形状を複雑にすることなく、ナットの保持を実現でき、コスト低減に有利となる。

さらに請求項４に係る発明によれば、上記ロッドの前進位置を検出するセンサやスイッチ等の停止手段を別途設けることなく、上記空気吹出口からの空気の吹き出しを停止することができ、簡単な機構で装置を構成することができ、設備コストを低減する上で有利になる。

そして請求項５に係る発明によれば、上記ロッドの後退動作を利用して、ロッドホルダー内のエアブロー室からエアブロー管を通して空気をナット溶接場所に吹き付けることができる。よって、例えば、ナット抵抗溶接時に発生するスパッタの除去が図れ、スパッタ除去のために別途エアブロー手段を設ける必要がなくなり、設備コストの低減及び省エネルギー化を推進する上で有利になる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

＜装置構成＞
図１は、本実施形態に係るナット供給装置１を示す。図２は、ナット供給装置１の分解図を示す。

ナット供給装置１は、軸方向に進退する駆動ロッド１０を有した電動式シリンダ（アクチュエータ）２と、電動式シリンダ２の前端部に同心状に取り付けられた円筒状のロッドホルダー３と、ロッドホルダー３の前端に設けられナット７（図３に図示）を保持しておくブロック４と、ブロック４内にナット７を供給するための供給チューブ５と、ブロック４の後述する送り出し口３４を開閉する開閉扉（ナット受け）６とを備えている。

図３に示すように、電動式シリンダ２の駆動ロッド１０の前端には雌ネジが形成されており、この雌ネジに両端が雄ネジに形成された連結ロッド１１の後端が螺合されている。そして、連結ロッド１１の前端の雄ネジには、供給ロッド１５の後端が螺合されている。

上記供給ロッド１５の前端にはナット７を保持する保持部１６が設けられており、保持部１６はナット７のナット孔を挿通させる小径部１６ａとナット孔よりも大きな大径部１６ｂとが供給ロッド１５の進退方向に並ぶように形成されている。また、供給ロッド１５と駆動ロッド１０との間には、ロッドホルダー３の内周面を気密状に摺動するピストン１７が設けられている。

上記ピストン１７の周面には、軸方向の略中央位置に該ピストンを周回する凹溝が形成されており、この凹溝にＯリング１８が嵌め込まれている。このＯリング１８によってロッドホルダー３の内壁とピストン１７との隙間が塞がれ、供給ロッド１５がロッドホルダー３内で進退するとそれに伴ってロッドホルダー３内の空気が押し出されるようになっている。Ｏリング１８の材質としては、ゴムやシリコンなどを用いることができる。

なお、ロッドホルダー３の内径と供給ロッド１５後端のピストン１７の外径とを略同径とすることで、Ｏリング１８を省略することもできる。

上記供給ロッド１５の保持部１６の小径部１６ａの先端部には空気吹出口２０が開口しており、供給ロッド１５の後端部には、図４にも示すように空気取入口２１が開口している。そして、一端が空気取入口２１に、また他端が空気吹出口２０にそれぞれ接続された空気通路２２が供給ロッド１５の内部に形成されている。なお、上記空気吹出口２０は、保持部１６の小径部１６ａの軸周に間隔をあけて複数開口させてもよい。

上記ロッドホルダー３前端部には、ロッドホルダー３内部の空気圧を調整するための圧力調整弁２５が取り付けられている。また、ロッドホルダー３後端部には、２つの圧力調整弁２５，２５が取り付けられており、そのうちの一方には、エアブロー管２６の一端が接続されている。そして、エアブロー管２６の他端には、図示しないエアブロー装置が接続されている。

また、ロッドホルダー３の前端には、ブロック４の後端に結合された筒状のロッドガイド２７が嵌合されている。また、ロッドホルダー３にはその外周面から軸中心に向かって固定ボルト２８が螺合されており、この固定ボルト２８の先端をロッドガイド２７の外周面に押しつけることにより、ブロック４がロッドホルダー３に結合されている。また、この固定ボルト２８には固定ナットが螺合されており、固定ボルト２８が偶発的に外れることを防止している。

上記ロッドガイド２７には、供給ロッド１５を軸方向にスムーズに摺動させ且つ気密状に挿通させるブッシュ（シール部）２９が埋め込まれている。このブッシュ２９の材質としては、樹脂や金属などを用いることができる。また、ロッドホルダー３と供給ロッド１５との間のシール性を高めるために、ブッシュ２９の代わりに当該部位にＯリングを使用してもよい。

そして、ロッドホルダー３内には、上記供給ロッド１５とピストン１７とブッシュ２９とによって区画された空気室３ａと、上記駆動ロッド１０及び連結ロッド１１とピストン１７と電動式シリンダ２の前端部とによって区画されたエアブロー室３ｂとが設けられている。

上記ブロック４には、ナット７を収容する保持室３０と、この保持室３０に向けて側方からナット７を供給する供給口３１と、保持室３０からナット７を送り出すために軸方向に貫通した送り出し口３４とが設けられている。保持室３０はロッドガイド２７の筒孔を通じてロッドホルダー３内と連通している。

上記供給チューブ５は、その一端が上述のようにブロック４の供給口３１に接続され、他端が図示しないナット選別機に接続されている。このナット選別機で表裏方向を整列させたナット７が供給チューブ５を通ってブロック４の保持室３０に供給されるようになっている。

上記開閉扉６は、上記ブロック４の送り出し口３４を塞ぐように配設され、ブロック４に設けられた回転軸３２を中心に回動自在に取り付けられており、また、キックバネ３３によって閉じた状態に付勢して支持されている。

なお、本実施形態では、ナット７をナット供給位置に供給する駆動手段として電動式シリンダ２を用いているが、これに限定されず、例えば、サーボモータ、ステッピングモータ、リニアモータ、ラックギヤ式モータ、流体圧シリンダ等、様々な駆動手段を代わりに用いることができる。

以上のように構成された本発明におけるナット供給装置１では、ナット７をナット供給位置に供給するための進退動作を行うアクチュエータとして、外部からの空気供給を必要としない電動式シリンダ２を用いたから、エア用コンプレッサ等で外部から空気を供給する必要がなくなり、工場内にエア用コンプレッサやエア配管を設けなくてもよく、省エネルギー化や騒音低減を推進することができるとともに、工場の設備投資のコストを低減する上で有利になる。

＜ナット供給方法＞
本実施形態に係るナット供給装置１を用いたナット供給方法について、以下に説明する。

図３に示すように、図示しないナット選別機で表裏方向を整列したナット７を供給チューブ５（図１に図示）に送り込み、ナット供給装置１のブロック４の供給口３１を通して保持室３０に供給して供給ロッド１５が保持可能なように収容する。

そして、図５に示すように、電動式シリンダ２の駆動ロッド１０を前進駆動させ、該駆動ロッド１０に連結した供給ロッド１５の保持部１６の小径部１６ａをナット７のナット孔に挿通する。ナット７を保持部１６の小径部１６ａに挿通した状態のまま、供給ロッド１５前端を開閉扉６に押し当てながら前進させて、開閉扉６をキックバネ３３（図１に図示）の付勢に抗して押し開く。押し開かれた開閉扉６は、さらに前進を続ける供給ロッド１５の軸周面と当接して開かれた状態に支持される。また、ブロック４の供給口３１に配設されている次に供給されるべきナット７は、供給ロッド１５の外周面に当接して保持室３０への進入が阻止される。

一方、上記供給ロッド１５の前進動作に連動して、ロッドホルダー３内の空気室３ａの空気が加圧され、供給ロッド１５に開口した空気取入口２１に取り込まれ、空気通路２２を通して供給ロッド１５前端の空気吹出口２０から吹き出される。この空気は、図５中に模式的に示した矢印のように空気吹出口２０からナット７の下面に向かって吹き出しており、この空気圧によりナット７を供給ロッド１５の保持部１６の小径部１６ａと大径部１６ｂとの段差面に押圧して保持する。

そして、図６に示すように、ナット７が図示しないナット抵抗溶接機に対するナット供給位置に位置づけられるように駆動ロッド１０を前進させたときに、供給ロッド１５の空気取入口２１がロッドガイド２７に埋め込まれたブッシュ２９によって塞がれ、これにより空気吹出口２０からの空気の吹き出しが停止し、供給ロッド１５前端の保持部１６からナット抵抗溶接機のナット供給位置に設けられた図示しない位置決めピンに対してナット７が供給される。

なお、本実施形態では、空気取入口２１をブッシュ２９で塞いで空気の吹き出しを停止するようにしているが、これに限定されず、例えば、ナット供給位置まで駆動ロッド１０を延ばしても空気取入口２１がブッシュ２９で塞がれないように構成された装置であっても、ナット供給位置で供給ロッド１５を所定時間待機させることで空気吹出口２０からの空気の吹き出しを停止することができる。

そして、ナット７をナット抵抗溶接機に供給した後は、駆動ロッド１０を後退して供給ロッド１５をロッドホルダー３内の初期位置まで戻す。これにより、供給ロッド１５の外周面に当接して開かれた状態となっていた開閉扉６が、キックバネ３３の付勢により閉じた状態となってブロック４の送り出し口３４を塞ぐ。また、供給ロッド１５の外周面に当接してブロック４の供給口３１から保持室３０内への進入が阻止されていたナット７が保持室３０内に進入することになる。

一方、供給ロッド１５の後退動作に連動して、ロッドホルダー３内のエアブロー室３ｂの空気が、ロッドホルダー３後端部の圧力調整弁２５からエアブロー管２６を通して図示しないエアブロー装置によりナット溶接部位に吹き出されるので、ナット溶接時に発生するスパッタ等を除去することができる。これにより、スパッタ除去のために別途エアブロー用配管を準備する必要がなくなり、設備コストの低減及び省エネルギー化を推進する上で有利になる。

以上のような本発明におけるナット供給方法によれば、供給ロッド１５の前進動作によりロッドホルダー３内に区画された空気室３ａの空気を空気取入口２１及び空気通路２２を通して空気吹出口２０から吹き出させるから、その空気圧によってナット７を供給ロッド１５に保持することができる。これにより、エア用コンプレッサ等で外部から空気を供給する必要がなくなるため、工場内にエア用コンプレッサやエア配管を設けなくてもよく、省エネルギー化や騒音低減を推進することができるとともに、工場の設備投資のコストを低減する上で有利になる。また、ナット７をナット供給位置に送るまでの間に、ナット７が偶発的に供給ロッド１５から脱落することを防止できる。

また、ナット７がナット供給位置に位置付けられたときに、該供給ロッド１５の空気取入口２１がブッシュ２９により塞がれるから、空気の吹き出し停止のために別途センサやスイッチ等の停止手段を設ける必要がなく、簡単な機構で装置を構成することができ、設備コストを低減する上で有利になる。

本発明の実施形態に係るナット供給装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るナット供給装置を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るナット供給装置の断面図である。 本発明の実施形態に係る供給ロッドの空気取入口周辺を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る供給ロッドの前進動作中の状態を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るナット供給装置の動作完了を示す断面図である。

符号の説明

１ ナット供給装置
２ 電動式シリンダ（アクチュエータ）
３ ロッドホルダー
３ａ 空気室
３ｂ エアブロー室
４ 本体ブロック
５ 供給チューブ
６ 開閉部
７ ナット
１０ 駆動ロッド
１５ 供給ロッド部
１６ 保持部
１６ａ 小径部
１６ｂ 大径部
１７ シールピストン部
２０ 空気吹出口
２１ 空気取入口
２２ 空気通路
２９ ブッシュ（シール部）
３０ 保持室
３１ 供給口
３４ 送り出し口

Claims (5)

1. 筒状のロッドホルダーと、
   ナットの孔に差し通す保持部を前端に有し、上記ロッドホルダーに挿入され、アクチュエータによって駆動されて進退するロッドと、
   上記ナットホルダーの前端に設けられ、ナットを上記ロッドと同軸になるように支持し、上記ロッドの前進により上記ナット保持部がナット孔に通され該ロッドによって押圧されたときに該ナットの前方への供給を許容するナット受けと、
   上記ロッドに設けられ、上記ロッドホルダーの内周面を摺動するピストンと、
   上記ロッドホルダーの前端部内周に設けられ、上記ロッドの上記ピストンよりも前側部分を気密状に挿通させるシールとを備え、
   上記ロッドホルダー内には、上記ピストンと上記シールとによって前後が区画され上記ロッドの進退によって容積が変化する空気室が形成され、
   上記ロッドには、上記保持部の前端部位に、該保持部が通されたナットが該保持部から脱落しないように該ナットに空気を吹き当てる空気吹出口が開口し、上記保持部よりも後方の部位に、上記空気室に連通する空気取入口が開口しているとともに、該空気吹出口と空気取入口とを結ぶ空気通路が形成されており、
   上記ロッドの前進により、上記空気室の空気を上記ピストンで加圧し上記空気吹出口から上記保持部が通されたナットに吹き当てることにより、該ナットを該保持部に保持して供給することを特徴とするナット供給装置。
2. 請求項１において、
   上記ロッドは、上記アクチュエータによって駆動される駆動ロッドと、該駆動ロッドの前端に接続された供給ロッドとによって構成され、
   上記供給ロッドの前端に上記保持部が設けられ、
   上記ピストンは、上記供給ロッドに、又は該供給ロッドと上記駆動ロッドとの間に設けられ、
   上記ロッドホルダーの前端に該ナットホルダー内と連通するナット保持室を有するブロックが設けられ、
   上記ブロックに、上記保持室にナットを供給するための供給口と、該保持室からナットを送り出す送り出し口とが形成され、
   上記ナット受けは、上記ブロックに、上記送り出し口を常時は閉じ、上記供給ロッドにより押圧されたときに該送り出し口を開いて該ナットの供給を許容するように設けられていることを特徴とするナット供給装置。
3. 請求項１又は請求項２において、
   上記ロッドの保持部は、ナットの孔に挿通される先端側の小径部と、該小径部に続く該ナット孔よりも大きな大径部とを有し、上記小径部の先端部に上記空気吹出口が形成され、
   上記ナットが上記小径部と大径部との段差面に押し当てられるように、上記空気吹出口から空気を該ナットに吹き当てることを特徴とするナット供給装置。
4. 請求項１又は請求項２において、
   上記空気取入口は、上記ロッドの前進により上記保持部に保持されたナットが所定の供給位置に供給されたときに、上記シールにより塞がれるように配置され、それによって上記空気吹出口からの空気の吹き出しが停止することを特徴とするナット供給装置。
5. 請求項１又は請求項２において、
   上記ロッドホルダー内には、上記ピストンによって上記空気室と区画され上記ロッドの進退によって容積が変化するエアブロー室が形成され、
   上記エアブロー室から上記ロッドの後退中に上記ナットの溶接場所に空気を吹き付けるためのエアブロー管が延設されていることを特徴とするナット供給装置。
   

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