JP2019193945A - スタッド溶接機におけるスタッドの保留、排出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スタッドの供給に必要となる実質的な供給時間を短縮することができるようにしたスタッド溶接機におけるスタッドの保留、排出装置を提供すること。【解決手段】回転シリンダ１２にスタッド保留部３１，３２を形成してなり、スタッド保留部３１，３２は、回転シリンダ１２の回転に伴って順次、スタッド６０をスタッド受取位置で受け入れて保留するとともに、駆動機構１３により回転シリンダ１２が９０°回転されるに伴いスタッド送給位置に移動したときに、保留していたスタッド６０を溶接ガン４に送り出すようにし、かつ、スタッド保留部３１又はスタッド保留部３２がスタッド送給位置に移動したときに、スタッド保留部３２又はスタッド保留部３１がスタッド６０をスタッド受取位置で受け入れて保留するものとする。【選択図】図１４

Description

本発明は、スタッド溶接機におけるスタッドの保留、排出装置に関するものである。

従来、自動車製造工場等で使用されるスタッド溶接機においては、「フィーダー」と呼ばれるスタッド供給装置から、フィードチューブを介して、スタッドを１本ずつ自動的に空気搬送で溶接ガンに供給し、溶接を行うようにしている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、スタッド供給装置は、大型の機械設備であり、溶接ガンの近傍に設置することが困難なため、溶接ガンの機動性等も考慮して、図１９に示すように、スタッド供給装置（フィーダー）１０１と溶接ガン１０３との間を１０ｍ程度の長さのフィードチューブ１０２を介して接続することが一般的であった。

このため、スタッド供給装置１０１から、長尺のフィードチューブ１０２を介して、スタッドを１本ずつ自動的に空気搬送で溶接ガン１０３に供給するのに、通常、２秒程度の時間がかかり、生産性を向上するに当たってのボトルネックになっていた。

特開２０１７−１１３７７７号公報

本発明は、上記従来のスタッド溶接機におけるスタッドの供給に関する問題点に鑑み、スタッド供給装置から、長尺のフィードチューブを介して、スタッドを１本ずつ自動的に空気搬送で溶接ガンに供給する場合において、スタッドの供給に必要となる実質的な供給時間を短縮することができるようにしたスタッド溶接機におけるスタッドの保留、排出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のスタッド溶接機におけるスタッドの保留、排出装置は、スタッド供給装置から、フィードチューブを介して、スタッドを１本ずつ空気搬送で溶接ガンに供給するスタッド溶接機におけるスタッドの保留、排出装置であって、フィードチューブの出口側に回転自在に配設される回転シリンダと、該回転シリンダを回転駆動する駆動機構とを備え、回転シリンダに複数のスタッド保留部を形成してなり、該スタッド保留部のそれぞれは、回転シリンダの回転に伴って順次、フィードチューブから送られるスタッドを第１の位置で受け入れて保留するとともに、駆動機構により回転シリンダが所定角度回転されるに伴い第２の位置に移動したときに、保留していたスタッドを溶接ガンに送り出すようにし、かつ、前記一つのスタッド保留部が第２の位置に移動したときに、他のスタッド保留部のいずれかがフィードチューブから送られるスタッドを第１の位置で受け入れて保留するものであることを特徴とする。

この場合において、前記回転シリンダにおける回転中心から回転半径方向に離れた部位に凹部又は凸部を形成し、スタッド保留部が第１の位置又は第２の位置に移動したときに該凹部又は凸部に係合して回転シリンダの回転を止める係止部材を設けてなるものとすることができる。

また、前記駆動機構を、往復動アクチュエータと、該往復動アクチュエータによってリンクを介して操作される回転用ハンドと、該回転用ハンドによって間欠的に操作させる、回転シリンダの円盤状部に端部が突出状態で植え込まれた植込みピンとにより構成してなるものとすることができる。

本発明のスタッド溶接機におけるスタッドの保留、排出装置によれば、複数のスタッド保留部のそれぞれが第１の位置から第２の位置に移動され、第１の位置で受け入れて保留していたスタッドが、第２の位置で順次に溶接ガンに送り出されるので、スタッドの供給に必要となる実質的な供給時間を、複数のスタッド保留部から保留していたスタッドを溶接ガンに送り出す時間になるようにして短縮することができ、生産性を向上するに当たってのボトルネックになっていたスタッド溶接機におけるスタッドの供給に関する問題点を解消することができる。

また、前記回転シリンダにおける回転中心から回転半径方向に離れた部位に凹部又は凸部を形成し、スタッド保留部が第１の位置又は第２の位置に移動したときに該凹部又は凸部に係合して回転シリンダの回転を止める係止部材を設けてなるものとすることにより、スタッド保留部を第１の位置又は第２の位置にそれぞれ確実に位置決めすることができ、スタッドの保留、排出装置によるスタッドの受け入れ、保留、送り出しを円滑に行うことができる。

また、前記駆動機構を、往復動アクチュエータと、該往復動アクチュエータによってリンクを介して操作される回転用ハンドと、該回転用ハンドによって間欠的に操作させる、回転シリンダの円盤状部に端部が突出状態で植え込まれた植込みピンとにより構成してなるものとすることにより、駆動機構を簡易で、かつ、誤動作のない構成とすることができる。

本発明の一実施形態に係るスタッドの保留、排出装置を具備するスタッド溶接機の概略システム構成図である。 同スタッドの保留、排出装置の全体斜視図である。 同スタッドの保留、排出装置の要部のみを示し、（ａ）は一側から見た斜視図、（ｂ）は他側から見た斜視図である。 同スタッドの保留、排出装置で用いられる回転シリンダを示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は正面図でスタッドを受取・送給可能な状態図、（ｃ）は待機状態図である。 同スタッドの保留、排出装置の内部構造を示す斜視図で、回転シリンダが待機位置にあり、かつシリンダロック状態にある図である。 同スタッドの保留、排出装置の内部構造を示す斜視図で、回転シリンダが待機位置にあり、かつシリンダロックが解除状態で駆動機構が作動準備に入る状態図である。 同スタッドの保留、排出装置の内部構造を示す斜視図で、回転シリンダが待機位置にあり、かつシリンダロックが解除状態で駆動機構が作動準備完了の状態図である。 同スタッドの保留、排出装置の内部構造を示す斜視図で、回転シリンダが駆動機構により待機位置から９０°回転される途中の状態図である。 同スタッドの保留、排出装置の内部構造を示す斜視図で、回転シリンダが駆動機構により待機位置から９０°回転され、かつシリンダロック状態にある図である。 同スタッドの保留、排出装置の内部構造を示す縦断面図で、回転シリンダが待機位置にあり、駆動機構が作動準備完了の状態図である。 同スタッドの保留、排出装置の内部構造を示す縦断面図で、回転シリンダが待機位置にあり、かつシリンダロックが解除状態で駆動機構により待機位置から回転される直前の状態図である。 同スタッドの保留、排出装置の内部構造を示す縦断面図で、回転シリンダが駆動機構により待機位置から９０°回転され、かつシリンダロック状態にある図である。 同スタッドの保留、排出装置の内部構造を横断面で示す作動説明図である。 同スタッドの保留、排出装置を一側から見た作動説明図である。 同スタッドの保留、排出装置の内部構造を示す縦断面図で、回転シリンダが待機位置にあり、かつ変形例に係るシリンダロック機構がシリンダロック状態にある図である。 同スタッドの保留、排出装置の内部構造を示す縦断面図で、回転シリンダが待機位置にあり、かつ変形例に係るシリンダロック機構がシリンダロック解除状態にある図である。 同スタッドの保留、排出装置の内部構造を示す縦断面図で、回転シリンダが駆動機構により待機位置から９０°回転され、かつ変形例に係るシリンダロック機構がシリンダロック状態にある図である。 同スタッドの保留、排出装置の変形例を説明する模式図である。 従来のスタッド溶接機の概略システム構成図である。

次に、本発明のスタッド溶接機におけるスタッドの保留、排出装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図１７に、本発明のスタッド溶接機におけるスタッドの保留、排出装置の一実施例を示す。

＜スタッド溶接機の概略説明＞
図１に示されるように、本実施形態のスタッド溶接機１は、スタッド供給装置（直進フィーダー）２から、例えば、１０ｍ程度の長さの長尺のフィードチューブ３を介して、図示されないスタッドボルト（以下、単に「スタッド」と称する。）を１本ずつ自動的に空気搬送で溶接ガン４に供給するために、フィードチューブ３の出口側に、スタッドの保留、排出装置５を設けるようにし、このスタッドの保留、排出装置５から送り出されたスタッドを、搬送路６を介して溶接ガン４に供給するようにしたものである。

＜スタッドの保留、排出装置の構造説明＞
次に、スタッドの保留、排出装置５の詳細構造について以下に説明する。

図２に示されるように、スタッドの保留、排出装置５は、主として、溶接ガン４に隣接配置されるボディー１１と、ボディー１１の内部に組み込まれる回転シリンダ１２と、回転シリンダ１２を駆動するための駆動機構１３とを備えている。

＜ボディーの説明＞
ボディー１１は、フィードチューブ３から送られるスタッドの送り方向に所定間隔をあけて配される一側端板部１５及び他側端板部１６と、一側端板部１５及び他側端板部１６のそれぞれの端部同士を連結するようにスタッドの送り方向と直交する方向に所定間隔をあけて配される第１連結板部１７及び第２連結板部１８とを有し、溶接ガン４が配置される側とその反対側の両方に開口された略箱形状に形成されている。

図３（ａ）に示されるように、一側端板部１５には、スタッドを受け入れるためのスタッド受入部２１が形成されるとともに、ボディー１１の内部に向けて圧縮空気を噴出するための圧縮空気噴出部２２が形成されている。
また、一側端板部１５におけるスタッド受入部２１と圧縮空気噴出部２２との間の部分には、軸受部２３が形成されている。

一側端板部１５においては、スタッド受入部２１の中心と圧縮空気噴出部２２の中心とが軸受部２３の中心を挟んで対称な位置関係となるように、スタッド受入部２１、圧縮空気噴出部２２及び軸受部２３が配置されている。

図３（ｂ）に示されるように、他側端板部１６には、スタッドを送り出すためのスタッド送出部２４が一側端板部１５に設けられた圧縮空気噴出部２２と対向するように形成されるとともに、一側端板部１５に形成された軸受部２３に対向するように軸受部２５が形成されている。

図２に示されるように、一側端板部１５とフィードチューブ３の出口側端部とは、スタッド受入部２１（図３（ａ）参照）とフィードチューブ３の出口とが対向するように、フィードチューブアダプタ２６を介して接続されている。
また、他側端板部１６におけるスタッド送出部２４（図３（ｂ）参照）が形成されている部分は、フィードジョイント２７及びダクト２８を介して溶接ガン４に接続されており、フィードジョイント２７及びダクト２８によってスタッドの搬送路６が構成されている。

＜回転シリンダの説明＞
図４（ａ）に示されるように、回転シリンダ１２は、主として、スタッドの送り方向に沿って延びる回転軸線を有する回転シリンダ本体２９と、回転シリンダ本体２９の回転軸線と同心をなすように回転シリンダ本体２９の回転中心部分に貫通状態で嵌合・固定される回転支軸３０とにより構成されている。
回転シリンダ１２においては、回転支軸３０の一端部が一側端板部１５の軸受部２３（図３（ａ）参照）によって支持されるとともに、回転支軸３０の他端部が他側端板部１６の軸受部２５（図３（ｂ）参照）によって支持されており、ボディー１１に対し回転シリンダ１２が回転自在とされている。

＜スタッド保留部の説明＞
回転シリンダ本体２９には、その回転中心部分に嵌合・固定される回転支軸３０に平行な中心軸線を有する断面円形状の複数（本例の場合２つ）のスタッド保留部３１，３２がそれぞれ当該回転シリンダ本体２９を貫通するように形成されている。

回転シリンダ本体２９に形成された２つのスタッド保留部３１，３２は、いずれも、各々のスタッド保留部３１，３２の中心が、回転支軸３０を中心とする所定ピッチ円直径の仮想円上にあり、かつ回転シリンダ本体２９の円周方向に等角度間隔（本例の場合、１８０°間隔）で配置されている。
そして、図４（ｂ）に示されるように、２つのスタッド保留部３１，３２のうち一方のスタッド保留部３１がスタッド受入部２１と向い合うと同時に他方のスタッド保留部３２が圧縮空気噴出部２２（スタッド送出部２４）と向い合い、また、他方のスタッド保留部３２がスタッド受入部２１と向い合うと同時に一方のスタッド保留部３１が圧縮空気噴出部２２（スタッド送出部２４）と向い合うことができるように、所定ピッチ円直径の大きさが定められている。

図４（ｂ）に示されるように、スタッド保留部３１又はスタッド保留部３２がスタッド受入部２１と向い合う第１の位置を、「スタッド受取位置」と称するとともに、スタッド保留部３２又はスタッド保留部３１が圧縮空気噴出部２２（スタッド送出部２４）と向い合う第２の位置を、「スタッド送給位置」と称する。
また、図４（ｂ）に示される状態から、図４（ｂ）中矢印方向に回転シリンダ１２が９０°回転するに伴い移動した状態、すなわち図４（ｃ）に示されるような状態の位置を、「待機位置」と称する。

図４（ａ）に示されるように、回転シリンダ本体２９における一側端部及び他側端部には、回転シリンダ本体２９の中間部よりも部分的に径方向外側に張り出すような一側円盤状部３３及び他側円盤状部３４がそれぞれ形成されている。
一側円盤状部３３の外周部には、円弧状に切り欠かれた一対の切欠き部３５が回転シリンダ本体２９の回転中心を基準に対称配置されている。

図５に示されるように、ボディー１１における一側端板部（図５〜図９において図示省略）には、一側円盤状部３３の外周部と近接状態で対向するように一対の近接スイッチ３６，３７が取り付けられている。

一対の切欠き部３５の配置及び一対の近接スイッチ３６，３７の取付位置は、以下の（１）〜（３）の３つの条件を満足するように定められる。
（１）図５に示されるように、スタッド保留部３１，３２が待機位置に位置しているときには、一対の近接スイッチ３６，３７のうちの一方の近接スイッチ３６が、一側円盤状部３３の外周部における切欠き部３５が形成されている部分以外の部分に近接してＯＮとなり、他方の近接スイッチ３７が切欠き部３５と対向してＯＦＦとなる。
（２）図８に示されるように、スタッド保留部３１が待機位置とスタッド受取位置との間に位置している一方で、スタッド保留部３２が待機位置とスタッド送給位置との間に位置しているときには、一対の近接スイッチ３６，３７の両方が一側円盤状部３３の外周部における切欠き部３５が形成されている部分以外の部分に近接して、一対の近接スイッチ３６，３７の両方がＯＮとなる。なお、スタッド保留部３２が待機位置とスタッド受取位置との間に位置している一方で、スタッド保留部３１が待機位置とスタッド送給位置との間に位置しているときにも同様に、一対の近接スイッチ３６，３７の両方がＯＮとなる。
（３）図９に示されるように、スタッド保留部３１がスタッド受取位置に位置していると同時にスタッド保留部３２がスタッド送給位置に位置しているときには、一方の近接スイッチ３６が切欠き部３５と対向してＯＦＦとなり、他方の近接スイッチ３７が、一側円盤状部３３の外周部における切欠き部３５が形成されている部分以外の部分に近接してＯＮとなる。なお、スタッド保留部３２がスタッド受取位置に位置していると同時にスタッド保留部３１がスタッド送給位置に位置しているときにも同様に、一方の近接スイッチ３６がＯＦＦとなり、他方の近接スイッチ３７がＯＮとなる。

こうして、一方の近接スイッチ３６がＯＮで他方の近接スイッチ３７がＯＦＦのときには、スタッド保留部３１，３２が図５に示されるような待機位置に位置していることを検知することができる。
また、両方の近接スイッチ３６，３７がＯＮのときには、図８に示されるように、スタッド保留部３１が待機位置とスタッド受取位置との間に位置している一方で、スタッド保留部３２が待機位置とスタッド送給位置との間に位置していることを検知することができる。もしくは、スタッド保留部３２が待機位置とスタッド受取位置との間に位置している一方で、スタッド保留部３１が待機位置とスタッド送給位置との間に位置していることを検知することができる
また、一方の近接スイッチ３６がＯＦＦで他方の近接スイッチ３７がＯＮのときには、図９に示されるように、スタッド保留部３１がスタッド受取位置に位置していると同時にスタッド保留部３２がスタッド送給位置に位置していることを検知することができる。もしくは、スタッド保留部３２がスタッド受取位置に位置していると同時にスタッド保留部３１がスタッド送給位置に位置していることを検知することができる。

＜駆動機構の説明＞
図１０に示されるように、駆動機構１３は、主として、ボディー１１の一側端板部１５寄りの下方に配設される、往復動アクチュエータとしてのエアシリンダ４１と、エアシリンダ４１の先端側に連結されてボディー１１の第２連結板部１８に設けられた所要の収容スペースに組み込まれるリンク４２と、ボディー１１の一側端板部１５と回転シリンダ本体２９との間に配設される回転用ハンド４３と、回転シリンダ本体２９の一側円盤状部３３に端部が突出状態で植え込まれる複数（本例では４つ）の植込みピン４４とにより構成されている。
なお、エアシリンダ４１は、シリンダ取付ベース４５上にピン４６を介して揺動自在に取り付けられるシリンダ設置台４７に設置されており、ボディー１１から離れる方向にピン４６を支点として傾動自在とされている。

図５及び図１０に示されるように、エアシリンダ４１のロッド先端部には、所定間隔をあけて対向する２つの山部を有する先端金具４８が取り付けられている。
リンク４２の一端部は、先端金具の２つの山部の間に差し込まれた状態でそれら山部に連結ピン４９を介して連結されている。
リンク４２の他端部は、連結ピン５０を介してボディー１１の第２連結板部１８に連結されている。

回転用ハンド４３は、リンク４２の中間部から回転シリンダ１２の回転支軸３０の近傍に向けて延びるようなアーム形状に形成されている。
回転用ハンド４３の基端部は、連結ピン５１を介してリンク４２の中間部に連結されている。
回転用ハンド４３の先端部には、回転シリンダ本体２９に向かって突出し植込みピン４４に係合して引っ掛かるような形状の爪部４３ａが形成されている。

ボディー１１には、回転用ハンド４３に当接するようにプランジャ５２が組み込まれている。
プランジャ５２は、図示による詳細説明は省略するが、本体に内蔵されたスプリングの弾性反発力を先端側に突出したピンを介して回転用ハンド４３に伝えるようにしたものである。
回転用ハンド４３は、プランジャ５２によって回転シリンダ本体２９に向けて付勢されており、回転用ハンド４３の爪部４３ａが、回転シリンダ本体２９の一側円盤状部３３の盤面に押し付けられている。

図４（ａ）に示されるように、４つの植込みピン４４は、回転シリンダ本体２９の回転中心から回転半径方向に所定距離だけ離れた位置で、回転シリンダ本体２９の回転中心回りに９０°間隔で配置されている。

図５〜図９に示されるように、４つの植込みピン４４においては、回転用ハンド４３から各植込みピン４４に向かって押上げ方向に、回転用ハンド４３の爪部４３ａが各植込みピン４４に係合するように、回転シリンダ本体２９の回転中心との距離及び回転シリンダ本体２９の回転中心回りの配置が定められている。

駆動機構１３においては、図５に示されるように、スタッド保留部３１，３２が待機位置に位置し、回転用ハンド４３から植込みピン４４に向かって押上げ方向に、回転用ハンド４３の爪部４３ａが植込みピン４４に係合しているときに、図６に示されるように、エアシリンダ４１が収縮作動すると、先端金具４８及びリンク４２を介して回転用ハンド４３が引き下げられ、回転用ハンド４３の爪部４３ａが植込みピン４４を乗り越えようとする。
このとき、回転用ハンド４３は、プランジャ５２を押す方向に傾動され、これによってプランジャ５２が押し縮められ、回転用ハンド４３を押し戻すような力がプランジャ５２に蓄えられる。
図７に示されるように、回転用ハンド４３の爪部４３ａが植込みピン４４を乗り越えると、回転用ハンド４３はプランジャ５２によって押し戻される。
そして、エアシリンダ４１が伸長作動すると、先端金具４８及びリンク４２を介して回転用ハンド４３が押し上げられ、図８〜図９に示されるように、回転用ハンド４３から植込みピン４４に向かって押上げ方向に回転用ハンド４３の爪部４３ａが植込みピン４４に係合し、押し上げられる回転用ハンド４３の爪部４３ａによって植込みピン４４が押し上げられ、これによって回転シリンダ１２が図８中矢印方向に９０°回転される。

ところで、図１０〜図１２に示されるように、駆動機構１３においては、エアシリンダ４１が伸縮作動する際に、ボディー１１の第２連結板部１８側の連結ピン５０を支点にリンク４２が上下方向に回動し、このとき、エアシリンダ４１の先端金具４８側の連結ピン４９は、ボディー１１から離れる方向に膨らむ円弧状の軌跡を描くように移動するため、エアシリンダ４１にはピストンロッドを曲げるような力が作用しようとする。
駆動機構１３において、エアシリンダ４１は、ボディー１１から離れる方向にピン４６を支点として傾動自在とされているので、上記のように、ピストンロッドを曲げるような力がエアシリンダ４１に作用しても、これを受け流すようにエアシリンダ４１が傾動してその力の影響をなくすことができ、エアシリンダ４１のピストンロッドの変形や、ピストンロッド回りに配されるシール材等の偏摩耗等の不具合を未然に防ぐことができる。

＜シリンダロック機構の説明＞
図５に示されるように、スタッドの保留、排出装置５は、さらに、回転シリンダ１２の回転を止めるシリンダロック機構５５を備えている。
シリンダロック機構５５は、ボディー１１の一側端板部（図５〜図９において図示省略）と回転シリンダ本体２９との間に配設され、かつリンク４２を挟んで回転用ハンド４３と隣り合うように配設されるストップハンド５６と、前述した駆動機構１３の構成部品として用いられる４つの植込みピン４４とにより構成されている。
なお、ストップハンド５６が、本発明における「係止部材」に、一側円盤状部３３の盤面から突出された植込みピン４４の端部が、本発明における「凸部」に相当する。

ストップハンド５６は、リンク４２の中間部から回転シリンダ１２の回転支軸３０の近傍に向けて延びるようなアーム形状に形成されている。
ストップハンド５６の基端部は、連結ピン５１を介してリンク４２の中間部に連結されている。
ストップハンド５６の先端部には、植込みピン４４に係合して引っ掛かるような形状の段部５６ａが形成されている。

ボディー１１には、前述したプランジャ５２と同様のプランジャ（図示省略）がストップハンド５６に当接するように配設され、該プランジャによってストップハンド５６が回転シリンダ本体２９に向けて付勢されている。

シリンダロック機構５５においては、図５に示されるように、スタッド保留部３１，３２が待機位置に位置し、ストップハンド５６から植込みピン４４に向かって押上げ方向に、ストップハンド５６の段部５６ａが植込みピン４４に係合しているときに、図６に示されるように、エアシリンダ４１が収縮作動すると、先端金具４８及びリンク４２を介してストップハンド５６が引き下げられ、ストップハンド５６の段部５６ａと植込みピン４４との係合が解除される。
駆動機構１３の作動説明で述べたように、図８〜図９に示されるように、回転用ハンド４３から植込みピン４４に向かって押上げ方向に爪部４３ａが植込みピン４４に係合した状態でエアシリンダ４１が伸長作動すると、先端金具４８及びリンク４２を介して回転用ハンド４３が押し上げられて回転シリンダ１２が図８中矢印方向に９０°回転されるが、回転シリンダ１２が９０°回転されると、図９に示されるように、回転用ハンド４３と共に押し上げられたストップハンド５６の段部５６ａが植込みピン４４と係合して回転シリンダ１２の回転を止めることができるようになっている。

図１３（ａ）〜（ｄ）に示されるように、フィードチューブアダプタ２６には、フィードチューブ３から送られるスタッド６０がフィードチューブアダプタ２６を通過したことを検知するための近接スイッチ６１が付設されている。
また、フィードジョイント２７には、回転シリンダ１２から送り出されるスタッド６０がフィードジョイント２７を通過したことを検知するための近接スイッチ６２が付設されている。
また、一側端板部１５における圧縮空気噴出部２２が形成されている部分と図示されないコンプレッサ等の圧縮空気供給源とは、配管アダプタ６３、配管継手６４及びエアホース６５を介して接続されている。

＜スタッドの保留、排出装置の動作説明＞
次に、上記のように構成されるスタッドの保留、排出装置５の動作について、主に図１３及び図１４を用いて以下に説明する。
なお、以下の動作は、一方のスタッド保留部３１がスタッド受取位置に、他方のスタッド保留部３２がスタッド送給位置に、それぞれ位置している状態から始まる。

図１３（ａ）に示されるように、スタッド供給装置２（図１参照）から送給されたスタッド６０は、フィードチューブ３、フィードチューブアダプタ２６内を通り、スタッド受入部２１を通過して、回転シリンダ１２におけるスタッド保留部３１に受け入れられて保留される。
図１４（ａ）〜（ｂ）に示されるように、エアシリンダ４１が収縮作動するに連動して、回転用ハンド４３とストップハンド５６とが下方へ移動する。
その後、図１４（ｂ）〜（ｃ）に示されるように、エアシリンダ４１が伸長作動すると、回転用ハンド４３が植込みピン４４を押し上げて回転シリンダ１２を９０°回転させる。
回転シリンダが９０°回転すると、ストップハンド５６が植込みピン４４に当接して回転シリンダ１２の回転を止める。
こうして、スタッド６０を保留しているスタッド保留部３１を、図１３（ｂ）及び図１４（ｃ）に示されるように、スタッド送給に備える待機位置に確実に位置決めすることができる。

スタッド送給命令が入ると、図１４（ｃ）〜（ｄ）に示されるように、エアシリンダ４１が収縮作動するに連動して、回転用ハンド４３とストップハンド５６とが下方へ移動する。
その後、図１４（ｄ）〜（ｅ）に示されるように、エアシリンダ４１が伸長作動すると、回転用ハンド４３が植込みピン４４を押し上げて回転シリンダ１２を９０°回転させる。
回転シリンダが９０°回転すると、ストップハンド５６が植込みピン４４に当接して回転シリンダ１２の回転を止める。
こうして、スタッド６０を保留しているスタッド保留部３１を、図１３（ｃ）及び図１４（ｅ）に示されるように、スタッド６０を送給できるスタッド送給位置へと移動させて確実に位置決めすることができるとともに、スタッド保留部３２を、スタッド供給装置２から送り出される次のスタッド６０を受け取ることができるスタッド受取位置へと移動させて確実に位置決めすることができる。

そして、図１３（ｄ）及び図１４（ｆ）に示されるように、スタッド保留部３１に保留されているスタッド６０は、圧縮空気噴出部２２に組み込まれた配管アダプタ６３の圧縮空気噴出口から噴出される圧縮空気によって押し出されて、フィードジョイント２７を介して溶接ガン４へと送り出される。
なお、スタッド保留部３１からスタッド６０が溶接ガン４へと送り出されたことは、近接スイッチ６２のＯＮ信号により検知される。
上記のように溶接ガン４へとスタッド６０を送り出すと同時に、スタッド保留部３２には、スタッド供給装置２から送り出された次のスタッド６０がフィードチューブ３及びフィードチューブアダプタ２６を介して供給される。
なお、スタッド保留部３２に次のスタッド６０が供給されたことは、近接スイッチ６１のＯＮ信号により検知される。

以下、同様の動作を繰り返すようにする。
ここで、溶接ガン４によるスタッド溶接時間（通常、１．５秒程度）に応じて、スタッド保留部３１に保留していたスタッド６０を溶接ガン４に送り出すタイミングと、スタッド保留部３２にスタッド６０を受け入れ、保留するタイミングとを、調整することができる。

＜作用効果の説明＞
本実施形態のスタッド溶接機１におけるスタッドの保留、排出装置５によれば、２つのスタッド保留部３１，３２のそれぞれがスタッド受取位置（第１の位置）からスタッド送給位置（第２の位置）に移動され、スタッド受取位置で受け入れて保留していたスタッド６０が、スタッド送給位置で順次に溶接ガン４に送り出されるので、スタッド６０の供給に必要となる実質的な供給時間を、スタッド保留部３１，３２から保留していたスタッド６０を溶接ガン４に送り出す時間になるようにして短縮することができ、生産性を向上するに当たってのボトルネックになっていたスタッド溶接機１におけるスタッド６０の供給に関する問題点を解消することができる。

また、シリンダロック機構５５により、スタッド保留部３１，３２をスタッド受取位置又はスタッド送給位置に確実に位置決めすることができ、スタッドの保留、排出装置５によるスタッド６０の受け入れ、保留、送り出しを円滑に行うことができる。

以上、本発明のスタッド溶接機におけるスタッドの保留、排出装置について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

例えば、上記の実施形態のシリンダロック機構５５に代えて、図１５〜図１７に示されるシリンダロック機構７０を採用することができる。
この変形例に係るシリンダロック機構７０は、図１５に示されるように、主として、一側円盤状部３３の外周面に球冠状に窪ませて形成される複数（本例では４つ）の凹部７１と、凹部７１と係合可能にボディー１１の第２連結板部１８に組み込まれるボール７２と、リンク４２の他端側に配設される駒７３と、リンク４２の他端部に突出形成されるフック部７４とにより構成されている。
なお、凹部７１が本発明における「凹部」に、ボール７２が本発明における「係止部材」に相当する。

４つの凹部７１は、回転シリンダ本体２９の回転中心から回転半径方向に一側円盤状部３３の略半径分の距離だけ離れた位置で、回転シリンダ本体２９の回転中心回りに９０°間隔で配置されている。
４つの凹部７１においては、スタッド保留部３１，３２が待機位置に位置しているときから回転シリンダが９０°回転する毎に、ボール７２が４つの凹部７１に順次に係合するように、回転シリンダ本体２９の回転中心と各凹部７１との距離及び回転シリンダ本体２９の回転中心回りの配置が定められている。

駒７３は、ボール７２を支えるボール受座部７５と、フック部７４と係合可能な爪状の係合子７６と、回転シリンダ本体２９の回転軸線に沿う方向に長い長孔７７とを有し、回転シリンダ本体２９の回転軸線に沿う方向に遊びを持たせた状態で連結ピン７８を介して第２連結板部１８に回動自在に支持されている。
また、駒７３は、図示されないばね等の付勢手段によってボール受座部７５を押し上げる方向に付勢されるとともに、係合子７６をリンク４２に押し付ける方向に付勢されている。

この変形例に係るシリンダロック機構７０においては、図１５に示されるように、スタッド保留部３１，３２が待機位置に位置し、ボール７２が凹部７１に係合しているときに、図１６に示されるように、エアシリンダ４１が伸長作動すると、先端金具４８、リンク４２、フック部７４及び係合子７６を介して回転力が駒７３に伝達され、これによって駒７３が連結ピン７８回りに図１６において反時計回りに回動されてボール受座部７５が押し下げられる。
これにより、凹部７１とボール７２との係合が解除され、シリンダロックが解除される。

さらに、エアシリンダ４１が伸長作動すると、図１６〜図１７に示されるように、回転用ハンド４３によって回転シリンダ１２が図１６中矢印方向に９０°回転されるとともに、フック部７４と係合子７６との係合が外れて、図示されない付勢手段から駒７３に作用する付勢力によってボール受座部７５を押し上げられ、これによってボール７２が押し上げられて凹部７１に係合し、シリンダロック状態となる。

なお、図１７に示されるような状態から、エアシリンダ４１の収縮作動により、図１５に示されるような状態に戻る際に、フック部７４が係合子７６に当接して、リンク４２の動きが駒７３によって止められることになるが、駒７３は回転シリンダ本体２９の回転軸線に沿う方向に遊びを持たせた状態で連結ピン７８によって支持されているので、係合子７６がフック部７４に押されて駒７３がリンク４２から離れるように移動し、フック部７４が係合子７６を越えると、図示されない付勢手段から駒７３に作用する付勢力によって駒７３がリンク４２側に押されて、再びフック部７４と係合子７６とが係合することになる。

この変形例に係るシリンダロック機構７０によっても、上記のシリンダロック機構５５と同様に、スタッド保留部３１，３２をスタッド受取位置又はスタッド送給位置に確実に位置決めすることができ、スタッドの保留、排出装置５によるスタッド６０の受け入れ、保留、送り出しを円滑に行うことができる。

また、上記の実施形態においては、回転シリンダ１２に２つのスタッド保留部３１，３２を設ける態様例を示したが、これに限定されるものではなく、回転シリンダ１２に３つ以上のスタッド保留部を設けることも可能であり、例えば、図１８（ａ）〜（ｄ）に示されるように、回転シリンダ１２に４つのスタッド保留部８１，８２，８３，８４を設けるようにしても、上記の実施形態と基本的に同じ作用効果を得ることができる。

図１８（ａ）に示されるように、回転シリンダ１２に形成された４つのスタッド保留部８１，８２，８３，８４は、いずれも、各々のスタッド保留部８１，８２，８３，８４の中心が、回転支軸３０を中心とする所定ピッチ円直径の仮想円上にあり、かつ回転シリンダ本体２９の円周方向に等角度間隔（本例の場合、９０°間隔）で配置されている。
また、ボディー１１に設けられるスタッド受入部２１と圧縮空気噴出部２２（スタッド送出部２４）との関係については、スタッド受入部２１に対し圧縮空気噴出部２２が回転シリンダ１２の回転方向に９０°ずれた位置に配されている。

図１８（ａ）〜（ｄ）に示されるように、４つのスタッド保留部８１，８２，８３，８４のそれぞれは、上記の実施形態の説明で述べた駆動機構１３と同様の図示されない駆動機構により、回転シリンダ１２が９０°ずつ回転されるに伴って、順次、フィードチューブ３から送られるスタッド６０をスタッド受取位置で受け入れて保留するとともに、駆動機構１３により回転シリンダ１２が９０°回転されるに伴いスタッド送給位置に移動したときに、保留していたスタッド６０を溶接ガン４に送り出す。

さらに、例えば、図１８（ａ）〜（ｂ）に示されるように、スタッド保留部８１がスタッド受取位置からスタッド送給位置に移動したときに、他のスタッド保留部８２，８３，８４のいずれか、この場合、スタッド保留部８４が、フィードチューブ３から送られるスタッド６０をスタッド受取位置で受け入れて保留する。
また、図１８（ｂ）〜（ｃ）に示されるように、スタッド保留部８４がスタッド受取位置からスタッド送給位置に移動したときに、他のスタッド保留部８１，８２，８３のいずれか、この場合、スタッド保留部８３が、フィードチューブ３から送られるスタッド６０をスタッド受取位置で受け入れて保留する。
また、図１８（ｃ）〜（ｄ）に示されるように、スタッド保留部８３がスタッド受取位置からスタッド送給位置に移動したときに、他のスタッド保留部８１，８２，８４のいずれか、この場合、スタッド保留部８２が、フィードチューブ３から送られるスタッド６０をスタッド受取位置で受け入れて保留する。

要するに、回転シリンダ１２に３つ以上のスタッド保留部（８１〜８４）を形成する場合であっても、３つ以上のスタッド保留部（８１〜８４）のそれぞれが、回転シリンダ１２の回転に伴って順次、フィードチューブ３から送られるスタッド６０をスタッド受取位置（第１の位置）で受け入れて保留するとともに、例えば上記の実施形態の駆動機構１３と同様の駆動機構により回転シリンダ１２が所定角度回転されるに伴いスタッド送給位置（第２の位置）に移動したときに、保留していたスタッド６０を溶接ガン４に送り出すようにし、かつ、３つ以上のスタッド保留部（８１〜８４）のうちの一つのスタッド保留部がスタッド送給位置に移動したときに、他のスタッド保留部のいずれかがフィードチューブ３から送られるスタッド６０をスタッド受取位置で受け入れて保留するように構成すればよい。

また、上記の実施形態においては、スタッド保留部３１，３２に受け入れたスタッド６０の逆方向の移動を防止するトラップ手段９０を、図１３（ｄ）において一点鎖線で示される領域に備えるようにすることができる。
このトラップ手段９０は、スタッド保留部３１，３２の内周壁に配設した板ばね部材からなり、板ばね部材をスタッド６０の通路となる内周壁の壁面から若干突出して設けることにより、スタッド６０が順方向に移動して通過する際には板ばね部材が押圧されてスタッド６０の通過を許容するが、スタッド６０が逆方向に移動しようとしても板ばね部材に引っ掛かってスタッド６０の逆方向の移動を防止するようにしている。
これにより、スタッドの保留、排出装置５によるスタッド６０の受け入れ、保留、送り出しを円滑に行うことができる。

本発明のスタッド溶接機におけるスタッドの保留、排出装置は、スタッド供給装置から、長尺のフィードチューブを介して、スタッドを１本ずつ自動的に空気搬送で溶接ガンに供給する場合において、スタッドの供給に必要となる実質的な供給時間を短縮することができるという特性を有していることから、スタッド供給装置から、フィードチューブを介して、スタッドを１本ずつ空気搬送で溶接ガンに供給するスタッド溶接機の用途に好適に用いることができ、産業上の利用可能性が大である。

１ スタッド溶接機
２ スタッド供給装置
３ フィードチューブ
４ 溶接ガン
５ スタッドの保留、排出装置
１１ ボディー
１２ 回転シリンダ
１３ 駆動機構
２９ 回転シリンダ本体
３１ スタッド保留部
３２ スタッド保留部
４１ エアシリンダ（往復動アクチュエータ）
４２ リンク
４３ 回転用ハンド
４４ 植込みピン（凸部）
５６ ストップハンド（係止部材）
６０ スタッド
７１ 凹部
７２ ボール（係止部材）

Claims (3)

1. スタッド供給装置から、フィードチューブを介して、スタッドを１本ずつ空気搬送で溶接ガンに供給するスタッド溶接機におけるスタッドの保留、排出装置であって、
   フィードチューブの出口側に回転自在に配設される回転シリンダと、該回転シリンダを回転駆動する駆動機構とを備え、
   回転シリンダに複数のスタッド保留部を形成してなり、該スタッド保留部のそれぞれは、回転シリンダの回転に伴って順次、フィードチューブから送られるスタッドを第１の位置で受け入れて保留するとともに、駆動機構により回転シリンダが所定角度回転されるに伴い第２の位置に移動したときに、保留していたスタッドを溶接ガンに送り出すようにし、かつ、前記一つのスタッド保留部が第２の位置に移動したときに、他のスタッド保留部のいずれかがフィードチューブから送られるスタッドを第１の位置で受け入れて保留するものである
   ことを特徴とするスタッド溶接機におけるスタッドの保留、排出装置。
2. 前記回転シリンダにおける回転中心から回転半径方向に離れた部位に凹部又は凸部を形成し、スタッド保留部が第１の位置又は第２の位置に移動したときに該凹部又は凸部に係合して回転シリンダの回転を止める係止部材を設けてなることを特徴とする請求項１に記載のスタッド溶接機におけるスタッドの保留、排出装置。
3. 前記駆動機構を、往復動アクチュエータと、該往復動アクチュエータによってリンクを介して操作される回転用ハンドと、該回転用ハンドによって間欠的に操作させる、回転シリンダの円盤状部に端部が突出状態で植え込まれた植込みピンとにより構成してなることを特徴とする請求項１又は２に記載のスタッド溶接機におけるスタッドの保留、排出装置。

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