JP2019155571A - 締結部材挿入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】締結部材を挿入する際の作業性が向上するとともに、小型化が可能となる締結部材挿入装置を提供する。【解決手段】ボルト挿入装置Ａは、ボルトＢを貯留する複数の孔部２３を有する貯留手段２と、孔部２３にボルトＢを供給する供給手段３と、貯留手段２と供給手段３とを相対的にスライド移動可能に支持する基台１とを備える。供給手段３は、複数のボルトＢを保持する保持機構３ｃと、保持機構３ｃからボルトＢを一本ずつ出す切出機構３５とを備える。貯留手段２は、ボルトＢの保持を解除する保持解除機構２ｃを備える。貯留手段２と供給手段３とが相対的にスライド移動したときに、保持解除機構２ｃがボルトＢの保持を解除することで当該ボルトＢが孔部２３に挿入される。【選択図】図１

Description

本発明は、締結部材挿入装置に関するものである。

ボルト等の締結部材を用いて締結対象物を固定する際に、締結対象物に形成された複数の締結孔に締結部材をまとめて挿入できる挿入装置が多数開発されている。

当該挿入装置としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の挿入装置は、ボルトを直立姿勢に保持する複数のボルトガイドを有するボルト保持手段と、複数の突出部を有するボルト繰り出し手段とを備え、突出部によりボルトガイド内のボルトを下向きに押圧してシリンダブロックの締結孔に挿入する、というものである。

また、特許文献２に記載の挿入装置は、ねじを貯留するホッパと、ねじを整列させて保持するシュートと、モータの動力により作動しホッパからシュートにねじを供給するすくい板と、シリンダの動力により回動しシュートに保持されたねじを一本ずつ分離するアームとを備え、分離したねじを部品に自動的に締め付ける、というものである。

特開２００８−７３８３５号公報 特開平０１−１２７２３４号公報

特許文献１には、ボルトガイドにボルトを挿入する方法については何ら開示されていない。このため、人力により一本ずつ挿入、或いは、パーツフィーダー等の動力装置により挿入する方法が通常考えられるが、前者では作業性が悪いという問題があり、後者では挿入装置が大型化するという問題がある。

特許文献２では、すくい板によりホッパからシュートにねじを供給する際に、モータの動力を使用するため、挿入装置が大型化するという問題がある。

本発明は、このような観点から創案されたものであり、締結部材を挿入する際の作業性が向上するとともに、小型化が可能となる締結部材挿入装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、締結対象物に形成された複数の締結孔にそれぞれ締結部材を挿入する締結部材挿入装置であって、前記締結部材を貯留する複数の孔部を有する貯留手段と、前記孔部に前記締結部材を供給する供給手段と、前記貯留手段と前記供給手段とを相対的にスライド移動可能に支持する基台と、を備えている。前記供給手段は、複数の前記締結部材を保持する保持機構と、前記保持機構から前記締結部材を一本ずつ出す切出機構と、を備えている。前記貯留手段は、前記締結部材の保持を解除する保持解除機構を備えている。締結部材挿入装置は、前記貯留手段と前記供給手段とが相対的にスライド移動したときに、前記保持解除機構が前記締結部材の保持を解除することで、当該締結部材が前記孔部に挿入されるように構成されている。

本発明に係る締結部材挿入装置によれば、締結部材を挿入する際の作業性が向上するとともに、小型化が可能となる。

本発明の実施形態に係るボルト挿入装置を左前方から見下ろした斜視図である。 図１に示す状態から貯留手段を相対的にスライド移動したときのボルト挿入装置を示す斜視図である。 貯留本体部材から着脱部材を取り外した状態を示す斜視図である。 保持機構の側面図であって、（ａ）は閉位置、（ｂ）は開位置を示す。 保持機構の縦断面図であって、（ａ）は閉位置、（ｂ）は開位置を示す。 保持機構の底面図であって、（ａ）は閉位置、（ｂ）は開位置を示す。 保持解除機構の斜視図であって、（ａ）は初期位置、（ｂ）は回動位置を示す。 着脱部材の平面図である。 （ａ）は着脱部材の初期位置を示す底面図、（ｂ）は（ａ）のＩＸｂ−ＩＸｂ断面図である。 （ａ）は着脱部材の開放位置を示す底面図、（ｂ）は（ａ）のＸｂ−Ｘｂ断面図である。 ボルトを孔部に挿入するときの保持機構及び保持解除機構の作用を説明するための斜視図であって、（ａ）ボルトの落下前の状態、（ｂ）はボルトの落下途中の状態、（ｃ）はボルトの落下後の状態を示す。 貯留手段を初期位置に戻すときの保持機構及び保持解除機構の作用を説明するための斜視図であって、（ａ）第一当接部材と第二当接部材の当接前の状態、（ｂ）は第一当接部材と第二当接部材の当接中の状態、（ｃ）は第一当接部材と第二当接部材が離間した状態を示す。 本発明の変形例に係るボルト挿入装置を示す概略左側面図である。

本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態では、締結部材としてボルトを用いる場合を例示する。図中に矢印で示される、「上下」、「前後」、「左右」方向は、作業者から見た方向をそれぞれ示している。

図１に示すように、ボルト挿入装置（締結部材挿入装置）Ａは、締結対象物（図示略）に形成された複数の締結孔にボルトＢをそれぞれ挿入する装置である。締結対象物としては、シリンダブロック等のエンジン構成部品等を例示することができる。ボルト挿入装置Ａは、基台１と、貯留手段２と、供給手段３と、を主に備えている。

＜基台＞
基台１は、図１及び図２に示すように、貯留手段２をスライド移動可能に支持するとともに、供給手段３を前後方向にスライド移動不能に支持するものである。つまり、基台１は、貯留手段２と供給手段３とを相対的にスライド移動可能に支持する。貯留手段２及び供給手段３は、上下方向及び左右方向には移動不能である。基台１は、前後、左右又は上下に延在する複数のパイプ材や板材を組み合わせて構成されている。基台１は、前後方向に延在する左右一対のガイドレール１１，１１を備えている。

＜貯留手段＞
貯留手段２は、ボルトＢを一時的に貯留するものである。貯留手段２は、貯留本体部材２ａと、着脱部材２ｂと、を備えている。

貯留本体部材２ａの構成は特に制限されないが、本実施形態では平面視矩形の板状部材を上下に２枚重ねて形成されている。貯留本体部材２ａの下面の左右両側には、ガイドレール１１，１１に摺動可能に連結するレール連結部２１，２１が一対設置されている。レール連結部２１は、下向きに開口する略コ字状を呈する。レール連結部２１の内面は、ガイドレール１１の曲率に合わせた逆Ｕ字状に形成されている。貯留本体部材２ａは、レール連結部２１を介して、基台１に対して前後方向にスライド移動可能である。貯留本体部材２ａの中央部には、平面視矩形状の取付孔２２が上下に貫通している。

図３に示すように、着脱部材２ｂは、取付孔２２に着脱可能に取り付けられるものであって、平面視矩形状を呈する。着脱部材２ｂの前後寸法及び左右寸法は、貯留本体部材２ａよりも小さく形成されており、着脱時に基台１と干渉しない大きさになっている。着脱部材２ｂは、複数の孔部２３と、複数の保持解除機構２ｃと、把持部２４と、を主に備えている。

孔部２３は、ボルトＢが挿入される貫通孔であって、上下に貫通している。孔部２３の数は特に制限されないが、本実施形態では前後に並んだ４個又は２個の孔部２３を左右に４列（合計１４個）設けている。詳しくは、最も右列に孔部２３を２個設置し、それ以外の列に孔部２３を４個ずつ設けている。孔部２３は、締結対象物の締結孔（ボルト孔）に対応する位置に設けられている。

保持解除機構２ｃは、供給手段３によるボルトＢの保持を解除する機構である。保持解除機構２ｃは、各孔部２３の左脇に１つずつ設置されている。ボルトＢを締結対象物に設置する際には、取付孔２２から着脱部材２ｂを取り外し、当該着脱部材２ｂを締結対象物上に移設して孔部２３からボルトＢを落下させる。当該落下機構及び保持解除機構２ｃについては、後に詳しく説明する。

把持部２４は、着脱部材２ｂの着脱時に作業者が把持する部位であって、着脱部材２ｂの上面に突設されている。把持部２４は、下向きに開口するコ字状を呈する。把持部２４の設置位置は特に制限されないが、本実施形態では最も右列の２つの孔部２３，２３同士の間に設置されている。把持部２４の数は本実施形態では１つであるが、複数あってもよい。例えば、把持部２４を左右両側に１つずつ（合計２つ）設置すると、作業者が両手を使って着脱部材２ｂを安定して持つことができる。

＜供給手段＞
図１に示すように、供給手段３は、貯留手段２の孔部２３にボルトＢを供給するものである。供給手段３は、左右に間隔を空けて４つ並んでおり、貯留手段２の孔部２３の列と対応する位置に１つずつ設置されている。供給手段３は、基台１において貯留手段２よりも高い位置に設置されている。供給手段３は、ボルトＢを挿入する前の初期位置において、貯留手段２よりも後方に位置している。供給手段３は、第一案内部材３ａと、第二案内部材３ｂと、保持機構３ｃと、を備えている。

第一案内部材３ａは、作業者がボルトＢをセットする供給開始位置であって、セットしたボルトＢを保持機構３ｃに向けて案内するものである。第一案内部材３ａは、後方から前方に向かうほど下り傾斜している。第一案内部材３ａの構成は特に制限されないが、本実施形態では左右に隙間を空けて配置した一対の丸パイプからなる。第一案内部材３ａの隙間は、ボルトＢの軸部が入って頭部が入らない程度の大きさに設定されている。ボルトＢは、第一案内部材３ａに沿って滑り落ちる。

第二案内部材３ｂは、第一案内部材３ａによって案内されたボルトＢを保持機構３ｃに向けてさらに案内するものである。第二案内部材３ｂは、第一案内部材３ａの隙間の延長線上に位置している。第二案内部材３ｂは、後方から前方に向かうほど下り傾斜している。第二案内部材３ｂの構成は特に制限されないが、本実施形態では左右に隙間を空けて配置した一対の板材からなる。第二案内部材３ｂの隙間は、ボルトＢの軸部が入って頭部が入らない程度の大きさに設定されている。ボルトＢは、第二案内部材３ｂに沿って滑り落ちる。

保持機構３ｃは、複数のボルトＢを上下に整列させて保持する機構である。保持機構３ｃは、第二案内部材３ｂの隙間の延長線上に位置しボルトＢを内部に通すための開口を備えている。図４乃至図６に示すように、保持機構３ｃは、保持本体部材３１と、保持開閉部材３２と、第一付勢部材３３と、第一当接部材３４と、を備えている。

保持本体部材３１は、上下方向に延びる筒状を呈し、ボルトＢを収容保持する部材である。保持本体部材３１の形状は特に制限されないが、本実施形態では円筒状を呈する。保持本体部材３１は、周壁の一部を下端から上方に所定長だけ貫通して形成された保持開口部３１ａを備えている。当該保持開口部３１ａが周壁の一部を半円形状に貫通して形成されているため、周壁において保持開口部３１ａに隣接する本体先端部３１ｂは、断面視半円形状を呈する。

本体先端部３１ｂの外周面には、逆Ｌ字状の第一接続部材３６が設置されている。第一接続部材３６は、保持本体部材３１と一体でも別体でもよい。第一接続部材３６の一端は、保持開口部３１ａに臨む位置に配置されている。第一接続部材３６の一端には、揺動ピン３８が左右に貫通して取り付けられている。第一接続部材３６の他端は、本体先端部３１ｂを挟んで保持開口部３１ａと反対側であって、一端よりも低い位置に配置されている。第一接続部材３６の他端には、円柱状の第一ばね係止部３６ａが突設されている。

保持開閉部材３２は、保持本体部材３１に対して揺動可能に連結されており、保持本体部材３１の下端開口を開閉可能に覆う部材である。保持開閉部材３２は、開閉側部３２ａと、支持屈曲部３２ｂと、開閉底部３２ｃと、を一体的に備えている。以下の説明では、保持開閉部材３２が下端開口を塞いだ位置を「閉位置」と称し、保持開閉部材３２が下端開口を開放した位置を「開位置」と称する。

開閉側部３２ａは、閉位置において保持開口部３１ａに対応する位置に配置されており、上下方向に延びる半円形状の部位である。開閉側部３２ａの外周面には、Ｌ字状の第二接続部材３７が設置されている。第二接続部材３７は、保持開閉部材３２と一体でも別体でもよい。第二接続部材３７の一端は、第一接続部材３６の一端と重ねられており、揺動ピン３８に軸支されている。これにより、保持開閉部材３２は、揺動ピン３８を中心として揺動可能である。第二接続部材３７の他端は、一端よりも後方かつ低い位置に配置されている。第二接続部材３７の中間部及び他端には、円柱状の第二ばね係止部３７ａ及び第三ばね係止部３７ｂがそれぞれ突設されている。開閉側部３２ａは、閉位置において本体先端部３１ｂの周方向の端部に当接している。これにより、保持開閉部材３２の閉方向への所定以上の揺動が規制されている。開閉側部３２ａは、開位置では本体先端部３１ｂから離間した位置にある。

支持屈曲部３２ｂは、開閉側部３２ａの上端から外向きに屈曲して延出する半円形状の部位である。支持屈曲部３２ｂは、閉位置において上方に向かうほどボルトＢから離間する方向に屈曲している。支持屈曲部３２ｂは、閉位置では保持本体部材３１から離間した位置にある。支持屈曲部３２ｂは、開位置において本体先端部３１ｂの周方向の端部に当接している。これにより、保持開閉部材３２の開方向への所定以上の揺動が規制されている。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、支持屈曲部３２ｂには、保持本体部材３１からボルトＢを一本ずつ出す切出機構３５が設けられている。切出機構３５は、支持屈曲部３２ｂを半径方向に貫通している。切出機構３５は、開位置において支持屈曲部３２ｂから保持本体部材３１内に向けて突出している。切出機構３５の構成は特に制限されないが、ネジを用いると締めたり緩めたりするだけで保持本体部材３１内への切出機構３５の突出量を簡易に調整可能となるので好ましい。切出機構３５は、保持開閉部材３２の開閉に連動してボルトＢに接近及び離間可能である。切出機構３５は、保持開閉部材３２の開位置において次のボルトＢに当接して係止している。これにより、次のボルトＢの落下が制限されている。

開閉底部３２ｃは、開閉側部３２ａの下端内周面から保持本体部材３１に向けて延出し、当該保持本体部材３１の下端開口を開閉する部位である。開閉底部３２ｃは、閉位置において開閉側部３２ａと保持本体部材３１との当接面を超えて保持本体部材３１内に位置している。開閉底部３２ｃは、保持本体部材３１の下端開口を塞いでボルトＢの落下を制限するとともに、保持本体部材３１の下端開口を開放してボルトＢの落下を許容する。開閉底部３２ｃの延出端（ボルトＢに臨む端部）には、ボルト径よりも小さな孔状に切り欠かれた切欠部３２ｄが形成されている。切欠部３２ｄは、底面視で保持本体部材３１の内周面から離間する円弧状に形成されている。切欠部３２ｄは、閉位置において保持本体部材３１の内周面との間で左右に長い楕円状の孔部を形成する。切欠部３２ｄは、開閉底部３２ｃと落下するボルトＢ（特にボルトＢの軸部）との干渉を回避する役割を果たしている。開閉底部３２ｃの内面（底部上面）３２ｅは、開閉側部３２ａの内周面から延出端に向かうほど縮径するテーパ面になっている。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、第一付勢部材３３は、保持開閉部材３２を閉位置に向けて付勢する部材である。第一付勢部材３３の構成は特に制限されないが、本実施形態ではバネを用いている。第一付勢部材３３の一端は、第一ばね係止部３６ａに係止され、他端は、第二ばね係止部３７ａに係止されている。第一付勢部材３３は、第一ばね係止部３６ａから後方に延びた後、第三ばね係止部３７ｂで上向きに屈曲されてから第二ばね係止部３７ａに向けてさらに延びている。第一付勢部材３３の取付形状は特に制限されないが、本実施形態ではＪ字状を呈する。

第一当接部材３４は、保持開閉部材３２の下端外周面に設けられた直方体状の部材である。第一当接部材３４は、保持開閉部材３２及び保持本体部材３１の下端よりも下方に張り出している。

次に、図７（ａ），（ｂ）を参照して、保持解除機構２ｃについて説明する。
保持解除機構２ｃは、固定部材２５と、回動部材２６と、第二付勢部材２７と、第二当接部材２８と、を備えている。

固定部材２５は、貯留手段２上に固定された略直方体状の部材である。固定部材２５の上面の前側右隅部には、円柱状の第四バネ係止部２５ａが上方に突設されている。固定部材２５の後端の左側には、他の部位よりも低い段差部２５ｂが形成されている。段差部２５ｂの右隣は、回動しない初期位置において回動部材２６の一部を収容する空間となっている。段差部２５ｂには、回動ピンＰが上下に貫通して取り付けられている。回動ピンＰは、段差部２５ｂの段差底面から上方に突出している。

回動部材２６は、固定部材２５に対して後方に回動可能であって前方には回動不能に設置された略直方体状の部材である。回動部材２６の左端側（一端側）は、下側が所定長だけ切り欠かれており、右端側（他端側）よりも薄肉となっている。回動部材２６は、回動しない初期位置において、左端側が段差部２５ｂ上に納まっており、右端側が段差部２５ｂに隣接する空間に収容されている。回動部材２６の左端は、段差部２５ｂの段差底面上に重ねられており、回動ピンＰに軸支されている。回動部材２６は、初期位置から回動ピンＰを中心として後方のみに回動可能である。回動部材２６の初期位置からの前方回動は、段差部２５ｂの段差側面により制限されている。回動部材２６の左前側の角部には、回動時に段差部２５ｂの段差側面との接触を回避するためのＲ形状の面取り加工が施されている。回動部材２６の右端の上面には、円柱状の第五ばね係止部２６ａが上方に突設されている。

第二付勢部材２７は、回動部材２６を初期位置（前方）に向けて付勢する部材である。第二付勢部材２７の構成は特に制限されないが、本実施形態ではバネを用いている。第二付勢部材２７は、伸縮方向が前後方向を指向するように設置されている。第二付勢部材２７の一端は、第四バネ係止部２５ａに係止され、他端は、第五ばね係止部２６ａに係止されている。第二付勢部材２７は、第四バネ係止部２５ａから第五ばね係止部２６ａに向けて直線状に延びている。

第二当接部材２８は、回動部材２６の右端の下側に設けられ当該回動部材２６の回動に連動して回動する直方体状の部材である。第二当接部材２８の上面は、回動部材２６の上面よりも下方に位置している。第二当接部材２８は、回動しない初期位置において、固定部材２５及び回動部材２６よりも孔部２３側（右側）に位置している。回動部材２６及び第二当接部材２８の動作は後に詳しく説明する。

次に、図８乃至図１０を参照して、着脱部材２ｂのボルト落下機構について説明する。
着脱部材２ｂは、ベースプレート２９ａと、第一スライドプレート２９ｂと、第二スライドプレート２９ｃと、第一ラックギア２９ｄと、第二ラックギア２９ｅと、平歯車２９ｆと、レバー２９ｇと、支持プレート２９ｈと、ストッパプレート２９ｉと、付勢部材２９ｊと、を主に備えている。

ベースプレート２９ａは、平面視矩形状を呈する。ベースプレート２９ａには、平面視円形状の第一孔部２９ｋが上下に貫通している。図９（ｂ）に示す第一孔部２９ｋの内周面は、上方から下方に向かうほど先細りのテーパ面になっている。

図９（ａ），（ｂ）に示すように、第一スライドプレート２９ｂは、ベースプレート２９ａの下側において、左右方向にスライド自在に設置されている。第一スライドプレート２９ｂは、左右方向に互いに間隔を空けて配置された４枚の第一保持プレート２９ｂ₁と、第一保持プレート２９ｂ₁同士を連結する２枚の第一連結プレート２９ｂ₂と、で構成されている。第一保持プレート２９ｂ₁は、前後方向に長い矩形状を呈する。左側３つの第一保持プレート２９ｂ₁の板幅は、前後方向の全長に亘って一定である。最も右側の第一保持プレート２９ｂ₁の板幅は、前側が幅狭で、後側が幅広に形成されている。図示は省略するが、第一保持プレート２９ｂ₁において第一連結プレート２９ｂ₂と重なる部位は、第一連結プレート２９ｂ₂を通すために切り欠かれている。

第一連結プレート２９ｂ₂，２９ｂ₂は、４枚の第一保持プレート２９ｂ₁を横断するように跨って設置されている。第一連結プレート２９ｂ₂は、左右方向に長い矩形状を呈する。一方の第一連結プレート２９ｂ₂は、第一保持プレート２９ｂ₁の前端同士を連結している。他方の第一連結プレート２９ｂ₂は、第一保持プレート２９ｂ₁の後端同士を連結している。

第二スライドプレート２９ｃは、ベースプレート２９ａの下側において、左右方向にスライド自在に設置されている。第二スライドプレート２９ｃは、左右方向に互いに間隔を空けて配置された４枚の第二保持プレート２９ｃ₁と、第二保持プレート２９ｃ₁同士を連結する２枚の第二連結プレート２９ｃ₂と、で構成されている。第二保持プレート２９ｃ₁は、前後方向に長い矩形状を呈する。左側３つの第二保持プレート２９ｃ₁の板幅は、前後方向の全長に亘って一定である。最も右側の第二保持プレート２９ｃ₁の板幅は、前側が幅広で、後側が幅狭に形成されている。第一保持プレート２９ｂ₁の下面と第二保持プレート２９ｃ₁の下面は、同一平面上に位置している。図示は省略するが、第二保持プレート２９ｃ₁において第二連結プレート２９ｃ₂と重なる部位は、第二連結プレート２９ｃ₂を通すために切り欠かれている。

第二連結プレート２９ｃ₂，２９ｃ₂は、４枚の第二保持プレート２９ｃ₁を横断するように跨って設置されている。第二連結プレート２９ｃ₂は、左右方向に長い矩形状を呈する。一方の第二連結プレート２９ｃ₂は、第二保持プレート２９ｃ₁の前端同士を連結している。他方の第二連結プレート２９ｃ₂は、第二保持プレート２９ｃ₁の後端同士を連結している。第二連結プレート２９ｃ₂は、前後方向において第一連結プレート２９ｂ₂の内側に配置されている。第一連結プレート２９ｂ₂の下面と第二連結プレート２９ｃ₂の下面は、同一平面上に位置している。

第一保持プレート２９ｂ₁と第二保持プレート２９ｃ₁は、左右方向に交互に配置されている。第一保持プレート２９ｂ₁と第二保持プレート２９ｃ₁は、互いに接近及び離間可能に隣り合って設置されている。隣り合う第一保持プレート２９ｂ₁と第二保持プレート２９ｃ₁において、互いに対向する端部には、半円状の切欠き２９ｍがそれぞれ形成されている。隣り合う第一保持プレート２９ｂ₁と第二保持プレート２９ｃ₁の互いに対向する端部同士が突き合わされると、２つの切欠き２９ｍ，２９ｍによって１つの円形状の第二孔部２９ｎが形成される。第二孔部２９ｎの径は、ボルトＢを保持する初期位置において、ボルトＢの軸径よりも大径でボルトＢの頭部径よりも小径に形成されている。これにより、第二孔部２９ｎの上縁部にボルトＢの頭部が掛止された状態で保持される。図９（ｂ）に示す第二孔部２９ｎは、上下方向の全長に亘って一定のストレート面になっている。

孔部２３は、上下に連通する第一孔部２９ｋと第二孔部２９ｎとで構成されている。図８に示す最も右列の孔部２３，２３同士を結んだ直線Ｌａは、スライド移動方向である前後方向に対して傾斜している。つまり、孔部２３，２３は、スライド移動方向と斜交する直線上に並設されている。このような孔部２３，２３の配列は、本実施形態では最も右側の第一保持プレート２９ｂ₁と第二保持プレート２９ｃ₁の板幅を前後で変えることで実現している（図９（ａ）参照）。それ以外の列の孔部２３，２３同士を結んだ直線Ｌｂは、スライド移動方向である前後方向に対して平行になっている。つまり、孔部２３，２３は、スライド移動方向と平行な直線上に並設されている。

図９（ａ）に示す第一ラックギア２９ｄは、ボルト等によって第一スライドプレート２９ｂの下面に固定されている。第一ラックギア２９ｄの設置位置は特に制限されないが、本実施形態では左から２番目の第一保持プレート２９ｂ₁の中央辺りに設置されている。第一ラックギア２９ｄは、ギア部を前方に向けて設置されている。

第二ラックギア２９ｅは、ボルト等によって第二スライドプレート２９ｃの下面に固定されている。第二ラックギア２９ｅの設置位置は特に制限されないが、本実施形態では左から２番目の第二保持プレート２９ｃ₁の中央辺りに設置されている。第一ラックギア２９ｄは、ギア部を後方に向けて設置されている。第一ラックギア２９ｄと第一ラックギア２９ｄは、同じ高さ位置にある。

平歯車２９ｆは、第一ラックギア２９ｄと第二ラックギア２９ｅとにそれぞれ噛合している。平歯車２９ｆは、ベースプレート２９ａから垂下する軸部材２９ｌに回転自在に設置されている。第一ラックギア２９ｄの直線運動は、平歯車２９ｆを介して、第二ラックギア２９ｅに伝わるようになっている。第一ラックギア２９ｄ、第二ラックギア２９ｅ及び平歯車２９ｆは、隣り合う第一保持プレート２９ｂ₁と第二保持プレート２９ｃ₁を互いに接近及び離間可能に連結する「リンク機構」を構成する。

レバー２９ｇは、隣り合う第一スライドプレート２９ｂと第二スライドプレート２９ｃを互いに離間させて第二孔部２９ｎを開放する操作手段である。レバー２９ｇは、上下方向に延びる円柱状を呈する。図８に示すレバー貫通孔２９ｏの左右方向の長さは、レバー２９ｇの径よりも大きくなっている。これにより、レバー２９ｇが左右方向に移動可能となる。レバー２９ｇの取付位置は、特に制限されないが、図９（ａ）に示す本実施形態では左から２番目の第一保持プレート２９ｂ₁の左端から突出する取付部２９ｐに取り付けられている。レバー２９ｇは、第一保持プレート２９ｂ₁から上方に延びている。レバー２９ｇの上端は、レバー貫通孔２９ｏを通じてベースプレート２９ａよりも上方に突出している（図３参照）。なお、レバー２９ｇの取付位置は、他の第一保持プレート２９ｂ₁や第二保持プレート２９ｃ₁等でもよい。

支持プレート２９ｈは、ベースプレート２９ａの下面に固定されている。支持プレート２９ｈは、前後方向に長い矩形状を呈する。支持プレート２９ｈの設置位置は特に制限されないが、本実施形態では最も右側の第一保持プレート２９ｂ₁と右から２番目の第二保持プレート２９ｃ₁との間に設置されている。支持プレート２９ｈは、第一連結プレート２９ｂ₂，２９ｂ₂及び第二連結プレート２９ｃ₂，２９ｃ₂をスライド自在に下側から支持している。これにより、支持プレート２９ｈに対して第一スライドプレート２９ｂ及び第二スライドプレート２９ｃが左右方向にスライド自在になっている。図示は省略するが、支持プレート２９ｈにおいて第一連結プレート２９ｂ₂及び第二連結プレート２９ｃ₂と重なる部位は、第一連結プレート２９ｂ₂及び第二連結プレート２９ｃ₂を通すために切り欠かれている。

支持プレート２９ｈには、ボルト等によって把持部２４（図８参照）の下端が固定されている。支持プレート２９ｈは、第一スライドプレート２９ｂ及び第二スライドプレート２９ｃの所定以上の移動を規制する役割も果たす。支持プレート２９ｈは、ボルトＢを保持する初期位置において、両隣りの第一保持プレート２９ｂ₁と第二保持プレート２９ｃ₁に対して同寸法の隙間Ｇ２，Ｇ２を空けて配置されている。当該隙間Ｇ２，Ｇ２は、第一保持プレート２９ｂ₁及び第二保持プレート２９ｃ₁が左右方向に互いに逆向きに移動して支持プレート２９ｈに当接した際に、ボルトＢが第二孔部２９ｎから常に落下する程度の十分な寸法に設定されている。

ストッパプレート２９ｉは、最も左側において、ボルト等によってベースプレート２９ａの下面に固定されている。ストッパプレート２９ｉは、前後方向に長い矩形状を呈する。ストッパプレート２９ｉは、第一スライドプレート２９ｂ及び第二スライドプレート２９ｃの所定以上の移動を規制する役割を果たす。ストッパプレート２９ｉは、ボルトＢを保持する初期位置において、右隣の第一保持プレート２９ｂ₁に隙間Ｇ１を空けて配置されている。当該隙間Ｇ１は、第一保持プレート２９ｂ₁が左方向に移動して支持プレート２９ｈに当接した際に、ボルトＢが第二孔部２９ｎから常に落下する程度の十分な寸法に設定されている。隙間Ｇ１と隙間Ｇ２は、同寸法に設定されている。

付勢部材２９ｊは、第一スライドプレート２９ｂ及び第二スライドプレート２９ｃを初期位置に戻す部材である。付勢部材２９ｊの構成や数は特に制限されないが、本実施形態では１つの圧縮バネを用いている。付勢部材２９ｊは、ストッパプレート２９ｉと最も左側の第一保持プレート２９ｂ₁との間に介設されている。

図１０（ａ）に示すように、作業者がレバー２９ｇを掴んで付勢部材２９ｊの付勢力に抗して左方向に移動させると、レバー２９ｇと連結する第一スライドプレート２９ｂも左方向に移動する。また、第一スライドプレート２９ｂに固定された第一ラックギア２９ｄも左方向に移動する。第一ラックギア２９ｄの左方向への移動に伴って、第一ラックギア２９ｄと噛合する平歯車２９ｆが底面視で時計周りに回転し、平歯車２９ｆと噛合する第二ラックギア２９ｅが右方向に移動する。また、第二ラックギア２９ｅが固定された第二スライドプレート２９ｃも右方向に移動する。つまり、第一スライドプレート２９ｂと第二スライドプレート２９ｃが左右方向に互いに逆向きに移動する。これにより、図１０（ａ），（ｂ）に示すように隣り合う第一保持プレート２９ｂ₁と第二保持プレート２９ｃ₁とが左右方向に互いに離間し、第二孔部２９ｎがボルトＢの頭部径よりも大きく開放されるため、ボルトＢが第二孔部２９ｎから落下する。

なお、ボルトＢの落下時には、一の第一保持プレート２９ｂ₁がストッパプレート２９ｉに当接することで、第一スライドプレート２９ｂの移動が規制されるとともに、第二スライドプレート２９ｃの移動も間接的に規制されている。また、一の第一保持プレート２９ｂ₁及び第二保持プレート２９ｃ₁が支持プレート２９ｈに当接することで、第一スライドプレート２９ｂ及び第二スライドプレート２９ｃの移動が規制される。

ボルトＢの落下後に作業者がレバー２９ｇの操作を解除すると、付勢部材２９ｊの付勢力により第一スライドプレート２９ｂ及び第二スライドプレート２９ｃが初期位置に戻される。このとき、第一スライドプレート２９ｂが右方向に移動し、第一スライドプレート２９ｂに固定された第一ラックギア２９ｄも右方向に移動する。第一ラックギア２９ｄの右方向への移動に伴って、第一ラックギア２９ｄと噛合する平歯車２９ｆが底面視で反時計周りに回転し、平歯車２９ｆと噛合する第二ラックギア２９ｅが左方向に移動する。また、第二ラックギア２９ｅが固定された第二スライドプレート２９ｃも左方向に移動する。つまり、第一スライドプレート２９ｂと第二スライドプレート２９ｃが左右方向に互いに逆向きに移動する。これにより、図９（ａ），（ｂ）に示すように隣り合う第一保持プレート２９ｂ₁と第二保持プレート２９ｃ₁とが左右方向に互いに接近して突き合わされ、ボルトＢの頭部径よりも小径の第二孔部２９ｎが形成される。

なお、ストッパプレート２９ｉにより第二スライドプレート２９ｃの移動も間接的に規制されるので、支持プレート２９ｈにより第一スライドプレート２９ｂ及び第二スライドプレート２９ｃの移動を規制しなくてもよい。つまり、隙間Ｇ２を隙間Ｇ１よりも大きく設定してもよい（Ｇ２＞Ｇ１）。本実施形態では、第一スライドプレート２９ｂ及び第二スライドプレート２９ｃの移動方向を左右方向に設定したが、例えば、前後方向等の他の方向に設定してもよい。

本実施形態に係るボルト挿入装置Ａは、基本的に以上のように構成されるものである。次に、その動作について説明する。

まず、作業者が図１に示す第一案内部材３ａにボルトＢをセットすると、ボルトＢは第一案内部材３ａ、第二案内部材３ｂを順次滑り落ちて、保持機構３ｃ内に入る。ボルトＢは、保持機構３ｃ内で上下に整列されて収容保持される。

図１１（ａ）は、保持開閉部材３２が第一付勢部材３３の付勢力により閉位置にある状態を示す。閉位置においては、開閉側部３２ａは保持本体部材３１に当接するとともに、開閉底部３２ｃは保持本体部材３１の下端開口を塞いでいる。先頭のボルトＢの下端は、開閉底部３２ｃの内面３２ｅに当接している（図５（ａ）参照）。また、切出機構３５は、ボルトＢから離間した位置にある。一方、回動部材２６は、回動していない初期位置にある。第一当接部材３４は、第二当接部材２８が通る延長線上に位置している。

次に、作業者が貯留本体部材２ａの左右の端部を掴んで、供給手段３に対して貯留手段２を相対的に後方にスライド移動させる（図２参照）。

貯留手段２が所定距離だけスライド移動すると、図１１（ｂ）に示すように、第二当接部材２８が第一当接部材３４に前方から当接して第一付勢部材３３の付勢力に抗して保持開閉部材３２を開位置に向けて押圧する。このとき、回動部材２６の前方回動が段差部２５ｂの段差側面により制限されて、回動部材２６と連結する第二当接部材２８の前方移動も制限されているため、保持開閉部材３２を開位置に向けて揺動させることができる。開位置においては、開閉側部３２ａは保持本体部材３１から離間するとともに、開閉底部３２ｃは保持本体部材３１の下端開口を開放する。先頭のボルトＢは、保持本体部材３１の下端開口から孔部２３に向けて落下する。また、切出機構３５は、次のボルトＢに当接して係止する（図５（ｂ）参照）。

貯留手段２をさらにスライド移動させると、図１１（ｃ）に示すように、第二当接部材２８と第一当接部材３４との当接状態が解除され、第一付勢部材３３の付勢力により保持開閉部材３２が閉位置に戻される。このとき、切出機構３５が次のボルトＢから離間するため、当該ボルトＢが下方移動するが、開閉底部３２ｃによって保持本体部材３１の下端開口が塞がれているため、次のボルトＢの落下は制限される。

以上のように貯留手段２を相対的にスライド移動させ、保持解除機構２ｃが保持機構３ｃを通過すると、各孔部２３にボルトＢが挿入されることになる。

全ての孔部２３にボルトＢを挿入させたら、今度は供給手段３に対して貯留手段２を相対的に前方にスライド移動させる（図１〜２参照）。貯留手段２が所定距離だけスライド移動すると、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、第二当接部材２８が通る延長線上に第一当接部材３４があるため、第二当接部材２８が第一当接部材３４に後方から当接して、回動部材２６が第二付勢部材２７の付勢力に抗して後方に回動する。回動部材２６の回動に伴って、回動部材２６と連結する第二当接部材２８も後方に回動する。このとき、開閉側部３２ａが保持本体部材３１に当接して、保持開閉部材３２の前方への揺動は制限されているため、回動部材２６及び第二当接部材２８を回動させることができる。

貯留手段２をさらにスライド移動させると、図１２（ｃ）に示すように、第二当接部材２８と第一当接部材３４との当接状態が解除され、第二付勢部材２７の付勢力により回動部材２６及び第二当接部材２８が初期位置に戻される。

次に、図１に示す初期位置に貯留手段２を戻したら、図３のように取付孔２２から着脱部材２ｂを取り外して、当該着脱部材２ｂを締結対象物上に移設して孔部２３からボルトＢを落下させる。ボルトＢの落下は、上記説明した手順で行う（図９〜１０参照）。これにより、締結対象物に形成された複数の締結孔にボルトＢをまとめて挿入することができる。

次に、本実施形態に係るボルト挿入装置Ａの作用効果について説明する。

本実施形態によれば、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、貯留手段２と供給手段３とが相対的にスライド移動したときに、第二当接部材２８が第一当接部材３４に当接して第一付勢部材３３の付勢力に抗して保持開閉部材３２を開位置に向けて押圧することで、ボルト（締結部材）Ｂが孔部２３に挿入される。つまり、人力で貯留手段２と供給手段３とを相対的にスライド移動させるだけで、貯留手段２の孔部２３にボルトＢをまとめて挿入できる。このため、貯留手段２にボルトＢを挿入する際の作業性が向上する。また、スライド移動させる推進力と第一付勢部材３３の付勢力とにより保持開閉部材３２を開閉するとともに、ボルトＢを自重により落下させて孔部２３に挿入するため、従来技術のようなパーツフィーダーやモータ等の動力は不要となるため、ボルト挿入装置Ａの小型化が可能となる。

また、本実施形態によれば、図５（ｂ）に示すように、切出機構３５は、保持開閉部材３２に設けられ当該保持開閉部材３２の開閉に連動してボルトＢに接近及び離間可能であるとともに、保持開閉部材３２の開位置において次のボルトＢを係止する。このため、各孔部２３にボルトＢを一本ずつ確実に挿入することができる。また、保持開閉部材３２の開閉に連動した切出機構３５によってボルトＢを一本ずつ落下できるため、従来技術のようなシリンダ等の動力は不要となる。これにより、ボルト挿入装置Ａの小型化が可能となる。

また、本実施形態によれば、図５（ａ），（ｂ）に示すように、保持本体部材３１は、周壁の一部を下端から上方に所定長だけ貫通して形成された保持開口部３１ａを備えている。保持開閉部材３２は、閉位置において保持開口部３１ａに配置された開閉側部３２ａと、開閉側部３２ａの下端から保持本体部材３１に向けて延出し、当該保持本体部材３１の下端開口を開閉する開閉底部３２ｃと、開閉底部３２ｃの延出端にボルトＢの径よりも小さな孔状に切り欠かれた切欠部３２ｄとを備えている。このため、保持開閉部材３２の閉位置では開閉底部３２ｃによりボルトＢの落下を制限することができる。一方、保持開閉部材３２の開位置では切欠部３２ｄにより開閉底部３２ｃとボルトＢとの干渉を抑制でき、ボルトＢをスムーズに落下させることができる。

また、本実施形態によれば、図９（ａ）に示すように、孔部２３を構成する第一孔部２９ｋの内周面は、下方に向かうほど先細りのテーパ面になっている。これにより、スライド移動方向と斜交する直線上に複数の孔部２３を並設した場合にも、ボルトＢがテーパ面に案内されるため、ボルトＢを孔部２３に確実に挿入することができる。

また、本実施形態によれば、図５（ａ），（ｂ）に示すように、切出機構３５は、開位置において保持開閉部材３２から保持本体部材３１内に向けて突出しており、突出量を調整可能に構成されている。このため、ボルトＢの径を変更した場合でも、切出機構３５の突出量を調整するだけで、ボルトＢを一本ずつ簡便に落下させることができる。これにより、供給手段３自体の変更が不要であるため、ボルト挿入装置Ａの小型化が可能となる。

また、本実施形態によれば、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、相対的にスライド移動した貯留手段２を戻すときに、第二当接部材２８が第一当接部材３４に当接して回動する。このため、ボルトＢの挿入後に、貯留手段２を初期位置に確実に戻すことができる。

また、本実施形態によれば、図９〜図１０に示すように、貯留手段２は、互いに接近及び離間可能に隣り合って設置された第一保持プレート２９ｂ₁及び第二保持プレート２９ｃ₁と、隣り合う第一保持プレート２９ｂ₁及び第二保持プレート２９ｃ₁において互いに対向する端部にそれぞれ形成され第一保持プレート２９ｂ₁及び第二保持プレート２９ｃ₁が突き合わされると１つの第二孔部２９ｎを形成する切欠き２９ｍ，２９ｍとを備えている。また、貯留手段２は、第一保持プレート２９ｂ₁に取り付けられた操作手段であるレバー２９ｇと、隣り合う第一保持プレート２９ｂ₁及び第二保持プレート２９ｃ₁を互いに接近及び離間可能に連結するリンク機構（第一ラックギア２９ｄ、第二ラックギア２９ｅ及び平歯車２９ｆ）と、を備えている。レバー２９ｇを操作することで、隣り合う第一保持プレート２９ｂ₁及び第二保持プレート２９ｃ₁が互いに離間し、第二孔部２９ｎが開放されてボルトＢが第二孔部２９ｎから落下する。これにより、締結対象物に形成された締結孔にボルトＢを容易に挿入することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
本実施形態では、締結部材としてボルトＢを例示したが、例えば、ネジやナット等でもよい。

本実施形態では、保持解除機構２ｃに回動機構を付設してスライド移動した貯留手段２を初期位置に戻す構成にしたが、回動機構を無くして貯留手段２を上下又は左右にずらして初期位置に戻す構成にしてもよい。これにより、戻すときの第一当接部材３４と第二当接部材２８との干渉を回避することができる。
また、本実施形態では、供給手段３に対して貯留手段２を相対的にスライド移動させる構成としたが、貯留手段２に対して供給手段３を相対的にスライド移動させる構成にしてもよい。この場合には、供給手段３が前方にスライド移動したときに、第二当接部材２８が第一当接部材３４に前方から当接して第一付勢部材３３の付勢力に抗して保持開閉部材３２を開位置に向けて押圧することで、ボルトＢが孔部２３に挿入される。一方、供給手段３が後方にスライド移動したときに、第二当接部材２８が第一当接部材３４に後方から当接して、回動部材２６及び第二当接部材２８が第二付勢部材２７の付勢力に抗して後方に回動する。なお、回動機構を無くして供給手段３を上下又は左右にずらして初期位置に戻す構成にしてもよい。

本実施形態では、孔部２３を左右に４列設けたが、１列又は４列以外の複数列設けてもよい。この場合には、第一案内部材３ａ、第二案内部材３ｂ、保持機構３ｃ、保持解除機構２ｃ等の列数や第一保持プレート２９ｂ₁及び第二保持プレート２９ｃ₁の枚数等も適宜増減する。

また、図１３に示すウェイト６を用いて貯留手段２の後方移動（ボルト挿入時の移動）を自動化してもよい。変形例に係るボルト挿入装置Ａは、滑車４と、ワイヤ５と、ウェイト６と、を備えている。滑車４は、基台１の後部において上下方向の中央付近に設置されている。ワイヤ５は、貯留本体部材２ａとウェイト６とを互いに連結している。ワイヤ５は、貯留本体部材２ａから後方に向けて直線状に延びた後、滑車４により向きを変えられて下方に向けて延びている。ウェイト６は、滑車４よりも下方において、ワイヤ５により吊り下げられている。貯留本体部材２ａには、その後方移動を制限するストッパ手段７が付設されている。当該ストッパ手段７を解除すると、ウェイト６の重さにより貯留手段２が供給手段３に対して後方に相対移動する。これにより、貯留手段２にボルトＢを挿入する際の作業性が向上する。なお、ウェイト６を用いて貯留手段２の前方移動（ボルト挿入後に貯留手段２を戻す移動）を自動化してもよい。
第一孔部

Ａ ボルト挿入装置（締結部材挿入装置）
Ｂ ボルト（締結部材）
１ 基台
２ 貯留手段
３ 供給手段
２ｃ 保持解除機構
２３ 孔部
２８ 第二当接部材
２９ｂ₁ 第一保持プレート
２９ｃ₁ 第一保持プレート
２９ｄ 第一ラックギア（リンク機構）
２９ｅ 第二ラックギア（リンク機構）
２９ｆ 平歯車（リンク機構）
２９ｇ レバー（操作手段）
２９ｋ 第一孔部
２９ｍ 切欠き
３ｃ 保持機構
３１ 保持本体部材
３１ａ 保持開口部
３２ 保持開閉部材
３２ａ 開閉側部
３２ｃ 開閉底部
３２ｄ 切欠部
３３ 第一付勢部材
３４ 第一当接部材
３５ 切出機構

Claims (8)

1. 締結対象物に形成された複数の締結孔にそれぞれ締結部材を挿入する締結部材挿入装置であって、
   前記締結部材を貯留する複数の孔部を有する貯留手段と、
   前記孔部に前記締結部材を供給する供給手段と、
   前記貯留手段と前記供給手段とを相対的にスライド移動可能に支持する基台と、を備えており、
   前記供給手段は、複数の前記締結部材を保持する保持機構と、前記保持機構から前記締結部材を一本ずつ出す切出機構と、を備えており、
   前記貯留手段は、前記締結部材の保持を解除する保持解除機構を備えており、
   前記貯留手段と前記供給手段とが相対的にスライド移動したときに、前記保持解除機構が前記締結部材の保持を解除することで、当該締結部材が前記孔部に挿入されることを特徴とする締結部材挿入装置。
2. 前記保持機構は、
   上下方向に延びる筒状を呈し、前記締結部材を収容保持する保持本体部材と、
   前記保持本体部材の下端開口を開閉可能に覆う保持開閉部材と、
   前記保持開閉部材を閉位置に向けて付勢する付勢部材と、
   前記保持開閉部材の下端に設けられた第一当接部材と、を備えており、
   前記保持解除機構は、前記第一当接部材に当接する第二当接部材を備えており、
   前記貯留手段と前記供給手段とが相対的にスライド移動したときに、前記第二当接部材が前記第一当接部材に当接して前記付勢部材の付勢力に抗して前記保持開閉部材を開位置に向けて押圧することで、前記締結部材が前記孔部に挿入されることを特徴とする請求項１に記載の締結部材挿入装置。
3. 前記切出機構は、前記保持開閉部材に設けられ当該保持開閉部材の開閉に連動して前記締結部材に接近及び離間可能であるとともに、前記保持開閉部材の開位置において次の締結部材を係止することを特徴とする請求項２に記載の締結部材挿入装置。
4. 前記保持本体部材は、周壁の一部を下端から上方に所定長だけ貫通して形成された保持開口部を備えており、
   前記保持開閉部材は、閉位置において前記保持開口部に配置された開閉側部と、前記開閉側部の下端から前記保持本体部材に向けて延出し、当該保持本体部材の下端開口を開閉する開閉底部と、前記開閉底部の延出端に前記締結部材の径よりも小さな孔状に切り欠かれた切欠部と、を備えていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の締結部材挿入装置。
5. 前記孔部の内周面は、下方に向かうほど先細りのテーパ面になっていることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の締結部材挿入装置。
6. 前記切出機構は、開位置において前記保持開閉部材から前記保持本体部材内に向けて突出しており、突出量を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の締結部材挿入装置。
7. 相対的にスライド移動した前記貯留手段及び前記供給手段のいずれか一方を戻すときに、前記第二当接部材が前記第一当接部材に当接して回動することを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか一項に記載の締結部材挿入装置。
8. 前記貯留手段は、
   互いに接近及び離間可能に隣り合って設置された少なくとも２つの保持プレートと、
   隣り合う前記保持プレートにおいて互いに対向する端部にそれぞれ形成され、隣り合う前記保持プレートが突き合わされると１つの前記孔部を形成する切欠きと、
   少なくとも１つの前記保持プレートに取り付けられた操作手段と、
   隣り合う保持プレートを互いに接近及び離間可能に連結するリンク機構と、を備えており、
   前記操作手段を操作することで、隣り合う保持プレートが互いに離間し、前記孔部が開放されて前記締結部材が前記孔部から落下することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の締結部材挿入装置。

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