JP3072585B2 - ボルトの保護キャップ自動取外し装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のボディーに固
定されているボルトにボディー塗装時において塗料の付
着を防止するためにボルトに螺合被覆している保護キャ
ップを自動的に取外す装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車のボディーには各種の部品を取付
けるためのスタットボルトが予め固設されている。例え
ば図７で示すように、ステアリングギヤシャフト４０は
エンジンルーム内のダッシュパネル４１に固設されたス
タットボルト４２にナット締め付けによって取付けられ
る。

【０００３】このステアリングギヤシャフト４０の取付
けはボディーの塗装後であり、塗装時にスタットボルト
４２に塗料が付着すると、締め付け後の弛み発生の原因
になるため、塗装前に図８で示す六角頭を有する筒状の
保護キャップ４３を図９で示すようにスタットボルト４
２に螺合被覆し、塗料の付着を防止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記スタットボルト４
２に螺合被覆した保護キャップ４３は部品の組付けライ
ンで部品を取付けるときに台車により移動するボディー
から取外している。この保護キャップ４３の取外しは、
作業者がインパクトレンチにより手作業で行っており、
部品の取付け作業者は保護キャップ４３の取外し作業も
行わなければならず、移動するボディーの定められた一
定の作業範囲で保護キャップ４３の取外し作業と部品の
取付け作業は作業者にとって作業工数が多くなり、部品
の取付け作業に集中する時間が保護キャップ４３の取外
し作業時間に食われてしまい部品の取付け作業時間が短
縮する問題があった。また、オーバヘッドハンガーに吊
り下げられたボディーの位置では保護キャップ４３の取
外し作業時に作業者の上肢への負担が高かった。

【０００５】本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑
み、部品組付け前に自動的に保護キャップを取外し可能
とした装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の構成要旨は、台車によって移動するワーク
に固定されているボルトに螺合被覆した保護キャップを
取外す装置であって、チャックユニット昇降用シリンダ
によって昇降動する取付けベースと、この取付けベース
に前記昇降動軸線方向と、この昇降動軸線と直交し前記
ワークの移動方 向軸線に対し左右方向の軸線方向とにフ
ローティング可能に案内された支持ベースと、この支持
ベースに回転可能に支持されモータによって回転する駆
動ギヤ並びに前記駆動ギヤに噛合して従動回転する従動
ギヤと、前記従動ギヤの回転中心部に固設したエアニッ
パにより開閉する保護キャップ把持用の把持爪と、前記
支持ベースに固設されており前記把持爪で把持した保護
キャップを検出する光電センサと、前記把持爪の回転位
置を検出する把持爪位置センサとを備えたチャックユニ
ットと、平面内で前記ワークの移動方向と、この移動方
向に対し左右方向にフローティング可能で昇降用シリン
ダによって昇降動する移動台に前記チャックユニット昇
降用シリンダが取り付られていている前記チャックユニ
ットの昇降動機構と、保護キャップ取外し位置で前記台
車に設けられている位置決め基準部材をクランプする台
車位置決め機構とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【０００７】

【作用】上記の構成により、アクチュエータによって把
持爪をスタットボルトに螺合被覆している保護キャップ
位置に移動し、光電センサで保護キャップを検出して把
持爪により保護キャップを把持させ、モータによりねじ
弛め方向に回転して保護キャップをスタットボルトから
自動的に取外し可能とする。

【０００８】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１及び図２において、１は本発明の装置本体であ
るチャックユニットである。このチャックユニット１の
構造を図３によって説明する。

【０００９】５は後述するチャックユニット昇降用シリ
ンダ２によって昇降動する取付けベースであり、６は前
記取付けベース５にフローティング可能に取り付けられ
た支持ベースである。この支持ベース６のフローティン
グ機構は、取付けベース５に前記昇降動軸線方向のガイ
ドレール７を設け、このガイドレール７にガイド９を介
してフローティングベース８を案内し、このフローティ
ングベース８に前記ガイドレール７と直交する軸線方向
のガイドレール１０を設け、このガイドレール１０にガ
イド１１を介して支持ベース６を案内した構成である。

【００１０】前記支持ベース６にはモータ１３によって
回転する駆動ギヤ１２ａと、この駆動ギヤ１２ａと噛合
した従動ギヤ１２ｂが支持され、前記従動ギヤ１２ｂの
回転中心部にはエアニッパ１４により開閉する保護キャ
ップ把持用の一対の把持爪１５が設けられている。この
一対の把持爪１５の対向面には図５で示すように、山形
溝１５ａを形成することが望ましい。

【００１１】前記支持ベース６の従動ギヤ１２ｂの両側
部には光電センサ取付け用バー１６ａ，１６ｂが固設さ
れ、一方のバー１７ａには投光器１７ａが取付けられ、
他方のバー１６ｂには受光器１７ｂが取付けられてお
り、投光器１７ａから発射される光軸が一対の把持爪１
５の間を横切って受光器１７ｂに受光されるよう配置し
ている。

【００１２】さらに、支持ベース６の駆動ギヤ１２ａの
近傍には把持爪１５の回転位置を検出する把持爪位置セ
ンサ１８（近接スイッチ）が取付けられ、駆動ギヤ１２
ａには前記把持爪位置センサ１８に対応するドグ１９が
固設されている。

【００１３】上記のような構成のチャックユニット１が
図１及び２で示すように、台車３によりボディー４（ワ
ーク）を移動する部品組付けラインに配置される。その
配置構造は、ガイドロッド２１によって案内され、昇降
用シリンダ２０で昇降動するフローティング可能な支持
台２３に前記台車３によるボディー４の移動方向と同方
向の前後方向（以下Ｌ方向という）にガイドレール２５
とガイド２６によって移動可能に案内し、Ｌ方向シフト
用シリンダ２７によりＬ方向にシフトする移動台２４に
前述のチャックユニット昇降用シリンダ２を固設し、こ
のチャックユニット昇降用シリンダ２の作動ロッド２ａ
を前記チャックユニット１の取付けベース５に結合した
構成である。

【００１４】前記支持台２３のフローティング機構２２
は前記チャックユニット１のフロティング機構と同様の
構造であり、平面内で台車３によるボディー４の移動方
向と同方向のＬ方向と、このＬ方向と直交する左右方向
（以下Ｗ方向という）にフローティングするようになっ
ている。

【００１５】前記支持台２３上には前記チャックユニッ
ト１に対する台車３の位置決め装置２８がＬ方向ガイド
２９ａとＷ方向ガイド２９ｂを介して平面内でＬ方向
と、このＬ方向と直交するＷ方向にシフト（直動）可能
に設けられている。

【００１６】この台車３の位置決め装置２８は、台車３
に固設されている位置決め基準部材３ａをＷ方向からＷ
方向クランプ用シリンダ３１の作動によってクランプす
るＷ方向クランプ爪３０と、位置決め基準部材３ａをＬ
方向からＬ方向クランプ用シリンダ３３の作動によって
クランプするＬ方向クランプ爪３２とを備えた構造であ
る。

【００１７】上記構成による本発明装置の動作について
説明する。ボディー４が台車３によって保護キャップ取
外し位置に進入し、これを確認すると昇降用シリンダ２
０が作動して支持台２３を上昇する。この支持台２３の
上昇によりＷ方向クランプ爪３０が台車３の位置決め基
準部材３ａの下面に当接して高さ方向（以下Ｈ方向とい
う）の基準出しをする。その後にＷ方向クランプ用シリ
ンダ３１を作動してＷ方向クランプ爪３０により位置決
め基準部材３ａをクランプし、Ｌ方向クランプ用シリン
ダ３３の作動してＬ方向クランプ爪３２により位置決め
基準部材３ａをクランプする。これによって、台車３を
位置決めすると共に、台車３とチャックユニット１のず
れを支持台２３のフローティング機構２２によるフロテ
ィングによって吸収する。

【００１８】前記台車３の位置決めが完了するとチャッ
クユニット昇降用シリンダ２が作動してチャックユニッ
ト１を上昇し、取付けベース５を押し上げてチャックユ
ニット１をボディー４内に進入させる。このボディー４
内に進入させたチャックユニット１の把持爪１５が保護
キャップ４３に接近するようＬ方向シフト用シリンダ２
７により移動台２４をＬ方向に前進シフトし、光電セン
サによって保護キャップ４３を検出する。この光電セン
サでは投光器１７ａと受光器１７ｂによってＨ方向２０
ｍｍの範囲をカバーし、保護キャップ４３がＨ方向で±
２０ｍｍずれても検出することができる。

【００１９】保護キャップ４３を検出するとエアニッパ
１４が作動して把持爪１５を閉じて保護キャップ４３の
六角頭を把持する。この把持爪１５は保護キャップ４３
の六角頭を把持する範囲は把持爪１５の幅の範囲内なら
把持可能であり、チャックユニット１のフローティング
作用によって追従する。また、把持爪１５に山形溝１５
ａを形成することにより、図５（Ａ），（Ｂ）で示すよ
うに、保護キャップ４３の六角頭の向きが不規則であつ
ても把持することができる。

【００２０】把持爪１５によって保護キャップ４３を把
持した後にモータ１３が保護キャップ４３をスタットボ
ルトから弛める方向に回転し、駆動ギヤ１２ａを介して
従動ギヤ１２ｂを回転して把持爪１５を回し、保護キャ
ップ４３を弛める。この時、図５（Ｃ）で示すように、
保護キャップ４３が把持爪１５に対してＷ方向にずれて
いていも、チャックユニット１のフローティング作用に
よって追従し、把持爪１５の回転中心０１に対する保護
キャップ４３の回転中心０２の芯ずれ量を半径とした円
を描いて保護キャップ４３を弛め回転する。

【００２１】前記保護キャップ４３の弛め回転と同調し
てＬ方向シフト用シリンダ２７により移動台２４をＬ方
向に後退シフトし、チャックユニット１をスタットボル
トから離間する方向に後退させ、保護キャップ４３をス
タットボルトから取外す。

【００２２】前記保護キャップ４３をスタットボルトか
ら取外しが完了するとモータ１３が停止するが、把持爪
１５に把持した保護キャップ４３の有無を検出して取外
しを確認する。この時、停止した把持爪１５が図６
（Ａ）で示すように、投光器１７ａから発射される光軸
を遮断する向きで停止していると確認することができな
いので、駆動ギヤ１２ａのドグ１９を把持爪位置センサ
１８（近接スイッチ）で検出した時にモータ１３の回転
を停止させ、図６（Ｂ）で示すように、投光器１７ａか
ら発射される光軸が受光器１７ｂで常に受光可能なよう
に把持爪１５の原位置がでるよう制御する。

【００２３】前記、取外した保護キャップ４３の有無の
確認でＮＧ（無）の場合は再度やり直し動作を行いＯＫ
（有）の場合はチャックユニット１を下降し、台車３の
位置決め装置２８をアンクランプして支持台２３を下降
する。この支持台２３の下降端では把持爪１５を開いて
保護キャップ４３の把持を解放させ、図１で示すよう
に、シュート３５を介して回収箱３４に使用済みの保護
キャップ４３を回収し、保護キャップ取外し作業を完了
する。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によると、部品の組
付けラインにおいて、ワークに部品を組付ける前にワー
クに固定されているボルトに螺合被覆した塗料付着防止
用の保護キャップを自動的に取外すことができるため、
移動するワークに部品を組付けるために定められた一定
の作業範囲で作業者による保護キャップの取外し作業が
省略され、作業者は部品の取付け作業に集中することが
できると共に作業者の上肢負担が軽減できる。また、ワ
ークを移動する台車の位置決め機構と支持台のフローテ
ィング機構により、台車とチャックユニットとのずれを
台車の位置決めと同時に吸収し、光電センサによって保
護キャップの高さ方向のずれを検出し、これによるチャ
ックユニットのフローティングによって把持爪は保護キ
ャップを確実に把持することができ、さらに、保護キャ
ップ取外し時においては、把持爪の回転停止位置によっ
ては把持爪の姿勢により光電センサで確認できない状態
になっても把持爪位置センサにより光電センサで検出で
きるよう把持爪の原位置制御を行うので保護キャップの
取外し確認が確実に得られる利点を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の全体正面図

【図２】本発明装置の全体側面図

【図３】本発明装置の主要部斜視図

【図４】把持爪で保護キャップを把持した状態の説明図

【図５】把持爪で保護キャップを把持した各種の状態の
説明図

【図６】把持爪の回転停止位置の不良，良状態の説明図

【図７】部品を取付けるスタットボルト位置の１例を示
す斜視図

【図８】保護キャップの斜視図

【図９】保護キャップを螺合被覆したスタットボルトの
断面図

【符号の説明】

１ チャックユニット ２ チャックユニット昇降用シリンダ ５ 取付けベース ６ 支持ベース ７ ガイドレール ８ フィローティングベース ９ ガイド １０ ガイドレール １１ ガイド １２ａ 駆動ギヤ １２ｂ 従動ギヤ １３ モータ １４ エアニッパ １５ 把持爪 １７ａ 投光器 １７ｂ 受光器 １８ 把持爪位置センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−19022（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−219590（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−197132（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23P 19/04 B23B 21/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台車によって移動するワークに固定され
   ているボルトに螺合被覆した保護キャップを取外す装置
   であって、 チャックユニット昇降用シリンダ によって昇降動する取
   付けベースと、この取付けベースに前記昇降動軸線方向
   と、この昇降動軸線と直交し前記ワークの移動方向軸線
   に対し左右方向の軸線方向とにフローティング可能に案
   内された支持ベースと、この支持ベースに回転可能に支
   持されモータによって回転する駆動ギヤ並びに前記駆動
   ギヤに噛合して従動回転する従動ギヤと、前記従動ギヤ
   の回転中心部に固設したエアニッパにより開閉する保護
   キャップ把持用の把持爪と、前記支持ベースに固設され
   ており前記把持爪で把持した保護キャップを検出する光
   電センサと、前記把持爪の回転位置を検出する把持爪位
   置センサとを備えたチャックユニットと、 平面内で前記ワークの移動方向と、この移動方向に対し
   左右方向にフローティング可能で昇降用シリンダによっ
   て昇降動する移動台に前記チャックユニット昇降用シリ
   ンダが取り付られていている前記チャックユニットの昇
   降動機構と、 保護キャップ取外し位置で前記台車に設けられている位
   置決め基準部材をクランプする台車位置決め機構とを備
   えた ことを特徴とするボルトの保護キャップ自動取外し
   装置。