JP3724877B2 - 軸状ワークのシール剤塗布装置及び塗布方法 - Google Patents
軸状ワークのシール剤塗布装置及び塗布方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車エンジン等の物品に形成されたネジ穴を気密に閉塞するネジプラグ等の軸状ワークの軸部外周にシール剤を塗布する装置、及び、このシール剤塗布装置の使用方法とシール剤塗布装置への軸状ワークの搬送方法を含む軸状ワークのシール剤塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車エンジンの製造においては、図１０に示すように、シリンダブロック６に冷却水通路を形成するために形成されたバイパス穴７の開口部を金属製のネジプラグ１で密閉する工程がある。バイパス穴７の開口部はネジ穴８で、このネジ穴８にネジプラグ１のネジ部１ａが螺装される。ネジプラグ１は、小径のネジ部１ａの片端に大径の頭部１ｂを一体に有し、ネジ部１ａと頭部１ｂのコーナ部分に嵌挿された銅製のワッシャ２を頭部１ｂとシリンダブロック６で強圧することで、ネジ穴８にネジプラグ１が高い気密性で螺装されるようにしている。
【０００３】
また、ネジ穴８にネジプラグ１が更に高い気密性で螺装されるように、ネジプラグ１のネジ部１ａとネジ穴８の間に気密性の高いシール剤を塗布することが行われている。この種のシール剤は、金属面に接触すると硬化する液状のもので、次のように使用されている。
【０００４】
ネジ穴８に液状のシール剤を塗布してから、ネジ穴８にネジプラグ１を螺装して、シール剤を硬化させる。しかし、この場合は、ネジ穴８の塗布されたシール剤がネジプラグ１の挿入でバイパス穴７の中に押し出される不具合が発生することがあり、信頼性に問題がある。そこで、通常はネジプラグ１のネジ部１ａの外周に予めシール剤を塗布しておいて、このシール剤が硬化しない間にネジプラグ１をネジ穴８に螺装するようにしている。このようにするとシール剤がバイパス穴７の中に洩れず、また、シール剤の一部がネジ穴８から外に押し出されてワッシャ２の気密性を高めることも期待できる。
【０００５】
上記のネジプラグ１のような軸状ワークへのシール剤の塗布は、次の直接塗布法と間接塗布法で行われている。直接塗布法は、例えば図１１に示すように、ネジプラグ１をその水平な軸線を中心に回転させ、ネジ部１ａの真上からノズル６０でシール剤３を直接に滴下させる方法である。間接塗布法は、図示しないが、ネジプラグのネジ部と回転円板の外周面を微小間隙をあけて近接させ、この近接状態でネジプラグと回転円板を相互に回転させて回転円板の外周に塗布したシール剤をネジ部の外周に転写することで、ネジプラグのネジ部の外周に所望幅でシール剤を塗布する方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ネジプラグに塗布されるシール剤は、金属に触れると硬化する性質上、上記直接塗布法でネジプラグにシール剤を均一な厚さと幅で塗布することが難しく、このネジプラグをネジ穴に螺装したときの気密性に問題が残されていた。また、ネジプラグに回転円板でシール剤を塗布する間接塗布法の場合は、直接塗布法に比べて塗布斑が少ないが、回転円板の外周でのシール剤の付着性が悪く、そのため、回転円板からネジプラグに転写されるシール剤のネジプラグへの付着性が悪くなって、ネジプラグにシール剤を所定の幅と厚さで塗布することが難しかった。
【０００７】
それ故に、この発明の目的とするところは、ネジプラグのような軸状ワークにシール剤を常に良好な状態で塗布するシール剤塗布装置と塗布方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、水平な軸線を中心に回転する軸状ワークの軸部外周に、水平な軸線を中心に回転する円板の液状シール剤が塗着された外周をワークの軸部外周に接近させて、同円板外周のシール剤をワークの軸部外周に転写して塗布するシール剤塗布装置において、円板の外周に周方向にシール剤を捕捉する複数条の液溜め用溝を形成する。
【０００９】
また、この発明においては、上記円板と、この円板の上部の外周にシール剤を滴下供給するノズルと、円板の下部が浸漬するシール剤を収容する液槽と、円板を軸状ワークと同一方向で、かつ、円板の外周が液槽からワークに向けて上昇回転する定方向に回転させる円板回転部と、前記ノズルと液槽と円板回転部を支持する支持ブロックと、この支持ブロックを直交２方向に水平移動させる水平移動テーブルとで塗布装置を構成することが、上記円板の機能を効果的に発揮させる上で望ましい。
【００１０】
ここで、円板は、シール剤が触れても硬化させない樹脂円板が望ましい。また、この円板の外周の溝の幅と深さは、液状のシール剤が毛細管現象で侵入し保持され易いように設定され、また、複数の溝の間隔は円板の外周にシール剤が表面張力で均一な厚さと幅で塗着されるように設定される。このような溝を有する円板の外周でのシール剤の塗布厚や幅は所望値に安定させることができるため、軸状ワークへのシール剤の塗布が常に良好に実施される。
【００１１】
また、円板の下部を液槽のシール剤に浸漬することで、円板下部の外周面と端面にシール剤が付着して、この円板端面に付着したシール剤が軸状ワークの軸部以外の例えば軸部に嵌挿されたワッシャにも転写して、シール剤の多様な形態での塗布が可能となる。
【００１２】
以上のようなシール剤塗布装置で軸状ワークの特にネジプラグにシール剤を塗布する場合におけるネジプラグの搬送供給工程を含むシール剤塗布方法として、この発明は次の各工程を含むことを特徴とする。
【００１３】
即ち、小径のネジ部と大径の頭部から成るネジプラグをそのネジ部を上向きにして複数を順に整列搬送する工程と、整列搬送されてきたネジプラグを個別に定位置に移動させてネジ部から頭部へワッシャを嵌挿する工程と、ワッシャが嵌挿されたネジプラグを別位置に移動させてプッシャーにて定位置でのコンベアの後端部上に水平移動させる工程と、コンベアでその後端部から先端部の定位置まで搬送されたネジプラグを真上からチャックハンドで持ち上げてネジプラグの頭部が外向きに鉛直になるよう９０゜回転させ、そのままネジプラグを水平なナットランナーの前方定位置まで横移動させてから、ナットランナーに向けて水平移動させてネジプラグの頭部をナットランナーに装着する工程と、ナットランナーの横に併設された上記シール剤塗布装置をナットランナー側に横移動させてから、シール剤塗布装置の円板の周縁部端面がナットランナーに装着された横向きのネジプラグに嵌挿されたワッシャを押圧する方向にシール剤塗布装置を水平移動させて円板の外周をネジプラグのネジ部外周に接近させる工程と、ナットランナーとシール剤塗布装置を作動させてネジプラグに円板の周縁部のシール剤を塗布する工程と、このシール剤塗布が終了してからシール剤塗布装置を横移動させ、ナットランナーでネジプラグを所定位置の物品のネジ穴に螺装する工程とを含む塗布方法である。
【００１４】
上記塗布方法は、ナットランナーでネジプラグを所定のネジ穴に螺装する際の、ナットランナーへのネジプラグの能率的な自動供給方法であり、更には、ナットランナーを利用してネジプラグにシール剤塗布装置でシール剤を塗布する設備的に有利な方法である。また、ナットランナーに装着されたネジプラグにシール剤塗布装置の円板でシール剤塗布をする直前に行われるシール剤塗布装置のネジプラグへの水平移動は、この水平移動で円板周縁部がネジプラグのワッシャを押圧してネジプラグでのワッシャの位置規制を行うためであり、この位置規制でもってワッシャによるシール剤塗布動作の妨害が回避され、かつ、ワッシャへのシール剤塗布も可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
上記ネジプラグ１に適用したシール剤塗布装置の一実施例を図１及び図２に基づき説明すると、同図に示される円板４は、ネジプラグ１にシール剤３を塗布するためのナイロン等の樹脂円板で、外周に周方向に複数条の溝５を有する。溝５は、液状のシール剤３が毛細管現象で侵入して確実に捕捉される幅と深さのものであり、各溝５の間隔は、円板４の外周にシール剤３が表面張力で均一な厚さと幅で塗着されるように設定される。円板４の周縁部の板厚は、ネジプラグ１のネジ部１ａに塗布されるシール剤３の幅と同程度に設定される。
【００１６】
円板４の外周にシール剤３を塗着した場合、溝５に確実に定量のシール剤３が捕捉されてシール剤３の付着性が安定かつ良好となり、溝５に捕捉されたシール剤３によって円板４の外周面上にシール剤３が所定の厚さと幅で塗布され、その状態が安定に維持される。この円板４とネジプラグ１の軸線を水平にして、円板４の外周をネジ部１ａに円板外周のシール剤３の厚さ程度の間隔まで接近させ、円板４とネジプラグ１の相互を軸線を中心に回転させて、ネジプラグ１を１回転以上させると、円板４の外周のシール剤３がネジ部１ａの外周に転写されてネジ部１ａの全周にシール剤３が塗布される。ネジ部１ａの外周の表面状態がネジ山の凹凸等でバラツキがあって、ここに転写される円板４の外周面上でのシール剤３の量が不足しても、この不足量は溝５に捕捉された充分な量のシール剤３で補充される結果、ネジ部１ａの外周には常に良好な厚さと幅でシール剤３が塗布される。
【００１７】
また、図１に示すように、ネジプラグ１のネジ部１ａにワッシャ２が嵌挿されたような場合は、円板４の周縁部の端面ｍにもシール剤３を塗布し、この端面ｍをワッシャ２に接近させ、端面ｍのシール剤３をワッシャ２に積極的に塗布することが望ましい。また、円板４の周縁部の端面ｍをワッシャ２に向けて接近移動させることで、ワッシャ２を頭部１ｂに接触する定位置まで位置移動させてから、円板４による正常なシール剤塗布動作ができる。即ち、ネジプラグ１のネジ部１ａに半径方向から円板４を接近させるだけでは、ネジ部１ａのシール剤塗布位置にワッシャ２が在ると、このワッシャ２に円板４の外周が当って双方が破損する危険性がある。そこで、円板４をネジ部１ａの先端側からワッシャ２に向けて水平移動させて、円板４の周縁部をネジ部１ａとワッシャ２に接近させるようにすると、ワッシャ２で邪魔されること無く円板４によるシール剤塗布が可能となる。このようなシール剤塗布を行うのが、図３乃至図５に示すこの発明の実施形態のシール剤塗布装置１０である。
【００１８】
シール剤塗布装置１０は、水平な固定フレーム１４上に水平な直交２方向のＸ方向とＹ方向に移動可能に設置されるもので、ノズル１１と液槽１２と円板回転部１３で主要部を構成する。固定フレーム１４上にレール１５を介して水平移動テーブル１６がシリンダ等の第１駆動源１７にてＸ方向に移動可能に設置され、水平移動テーブル１６上に支持ブロック１８がシリンダ等の第２駆動源１９にてＹ方向に移動可能に設置され、この支持ブロック１８にノズル１１と液槽１２と円板回転部１３が相対位置関係を一定にして設置される。
【００１９】
円板回転部１３は、円板４をその水平な軸線を中心に定方向に回転させるモーター等である。ノズル１１は、円板回転部１３で支持されて回転する円板４の上部外周に適量のシール剤３を滴下する。液槽１２は、円板４の下部が浸漬されるシール剤３を収容する。液槽１２に収容されたシール剤３の液面の高さは一定に、例えば液槽１２の底を貫通するオーバーフロー管２０で一定に維持される。オーバーフロー管２０をオーバーフローしたシール剤３は、回収容器２１に回収され、この回収されたシール剤３は硬化変質するので廃棄処分される。
【００２０】
シール剤塗布装置１０に対してネジプラグ１は、例えば図５に示すようなナットランナー３０に支持される。ナットランナー３０は、図１０のシリンダブロック６のネジ穴８にネジプラグ１を自動的に螺装するもので、Ｙ方向に平行に、かつ、Ｙ方向に前後移動可能に配置される。ナットランナー３０は、ネジプラグ１の頭部１ｂを支持するソケット部３１と、ソケット部３１を回転させる回転駆動部３２を備える。回転駆動部３２がシリンダ等の第３駆動源３３でＹ方向に移動可能に支持される。ナットランナー３０の前方定位置にシリンダブロック６が搬入される。
【００２１】
図５に示すナットランナー３０のソケット部３１は、シール剤塗布の定位置に在り、この状態で後述するようにソケット部３１に１個のネジプラグ１が供給されると、シール剤塗布装置１０がＸＹ方向に移動する。まず、第２駆動源１９が作動してシール剤塗布装置１０を一旦図４の鎖線位置にＹ方向前進移動させてから、第１駆動源１７が作動してシール剤塗布装置１０を図３の鎖線位置から実線位置へとＸ方向に横移動させる。このＸ方向移動で、図５の鎖線に示すように、円板４の外周がネジプラグ１のネジ部１ａの先端部に所定の間隔で接近する。次に、第２駆動源１９が再度逆に作動してシール剤塗布装置１０を図５の鎖線位置から実線位置へとＹ方向に後退移動させ、この後退移動で円板４の周縁部がソケット部３１に支持されたネジプラグ１のネジ部１ａとワッシャ２のコーナ部分に接近し、ネジプラグ１におけるワッシャ２の位置規制が行われる。この後、円板４とネジプラグ１の双方が同方向に回転して、ネジプラグ１へのシール剤３の塗布が次の要領で行われる。
【００２２】
図３に示すように、液槽１２のシール剤３に浸漬された円板４の下部の外周がネジプラグ１の方向に上昇回転する方向（図３で反時計回り方向）に円板４を回転させ、同時にネジプラグ１を円板４と同方向に回転させる。円板４を回転させながら、円板４の上部外周にノズル１１でシール剤３を滴下する。滴下されたシール剤３は、円板４の外周に塗布されると共に、円板４の回転により液槽１２のシール剤３に合流して、液槽１２のシール剤３の補充を行う。円板４の下部が液槽１２のシール剤３の中を通過して上昇回転することで、この下部の外周と両端面にシール剤３が充分かつ均一に塗布され、このシール剤３が円板４と共にネジプラグ１へと回転移動する。
【００２３】
円板４とネジプラグ１を同方向に回転させることで、両者の接する部分が反対方向に相対回転移動して、円板４の周縁部のシール剤３のネジプラグ１への転写が確実に行われ、その結果、図１で説明したようにネジプラグ１のネジ部１ａの根元部分の外周とワッシャ２にシール剤３が塗布される。円板４の下部を液槽１２のシール剤３に浸漬することで、円板４の周縁部にシール剤３が安定した厚さで塗布され、この円板４に塗布されたシール剤３が円板４と共に少し回転上昇したところでネジプラグ１に転写されるために、ネジプラグ１には常に良好な厚さと幅でシール剤３が塗布される。
【００２４】
このようなネジプラグ１へのシール剤３の塗布の確認、管理は、例えば図５に示すように円板４の回転を検出する近接スイッチ２２からの信号に基づいて行えばよい。近接スイッチ２２は、円板回転部１３に支持され、円板４と一体に回転する回転軸２３に固定された突起部２４が接近すると円板４の１回転を検出する。
【００２５】
ネジプラグ１が少なくとも１回転してシール剤塗布が終了すると、シール剤塗布装置１０が上記と逆のＹ方向前進移動、Ｘ方向横移動、Ｙ方向後退移動を行って、元の待機位置に戻る。円板４がネジプラグ１から離脱した後、ナットランナー３０が第３駆動源３３でＹ方向に前進移動し、回転駆動部３２でソケット部３１とネジプラグ１を回転させて、ネジプラグ１のネジ部１ａをシリンダブロック６のネジ穴８に螺装する。この螺装は、ネジプラグ１に塗布されたシール剤３が硬化しない所定の時間内で行われる。ネジ穴８に螺装されたネジプラグ１は、ネジ部１ａとネジ穴８の間のシール剤の硬化と、ネジ穴８の周辺面とワッシャ２の間のシール剤の硬化の２段シール構造によって、高強度、高気密性でもって螺装されることになる。
【００２６】
次に、シール剤塗布装置１０とナットランナー３０に適合させたネジプラグ１のナットランナー３０への供給方法を含む、この発明のシール剤塗布方法の具体的実施装置例を、図６乃至図９を参照して以下説明する。
【００２７】
図６及び図７の概略的なネジプラグ供給機構の平面図及び斜視図で示すように、ネジプラグ１は個々にパーツフィーダ４０からネジ部１ａを上にして整列搬送され、所定の位置Ｐ1 に１個のネジプラグ１が搬入されると、上向きのネジ部１ａにワッシャ２が自動投入される。ワッシャ２が投入されたネジプラグ１が次の定位置Ｐ2 に来ると、この定位置Ｐ2 に配置されたリフター４１が上昇移動してネジプラグ１をＹ方向に水平なベルトコンベア４３の後方定位置に持ち上げ、その後方に待機していたプッシャ４２が前進動してネジプラグ１がベルトコンベア４３の後端部上へと供給される。コンベア４３上に供給されたネジプラグ１は、ベルトコンベア４３の先端部へと移動する。
【００２８】
ベルトコンベア４３の先端部の近くには、ベルトコンベア４３からネジ１を１個ずつ受け取り方向変換してナットランナー３０へと移動させるワーク受け渡しユニット５０が設置される。このワーク受け渡しユニット５０は、例えば図８及び図９に示すように、チャックハンド５１及びこれを回転させるモーター５２と、チャックハンド５１とモーター５２を支持してＸ方向に往復移動させる水平支持機構５３及び第４駆動源５４と、ワーク受け渡しユニット５０全体をＹ方向に前後動させる第５駆動源５５を備える。
【００２９】
チャックハンド５１とモーター５２が鉛直な支持ブロック５６の下部前後に支持され、支持ブロック５６の上部が水平支持機構５３のＸ方向に平行なガイドロッド５７にＸ方向移動可能に支持される。水平支持機構５３の片端部に固定されたエアーシリンダ等の第４駆動源５４で支持ブロック５６が、ベルトコンベア４３の上方定位置とナットランナー３０の前方定位置の間をＸ方向に往復移動する。
【００３０】
チャックハンド５１は、図９（Ａ）に示すような３本のチャック爪５８と、これを開閉かつ上下動させる爪駆動部５９で構成される。ベルトコンベア４３の先端部の定位置Ｐ3 にネジプラグ１が移動してくると、その真上にチャックハンド５１が開けたチャック爪５８を下向きにした状態で待機する。この状態でチャックハンド５１が、そのチャック爪５８を下降させて閉じてネジプラグ１のネジ部１ａをチャックし、そのまま上昇してネジプラグ１をベルトコンベア４３から持ち上げる。次に、モーター５２が駆動してチャックハンド５１を９０゜回転させて、図９（Ｂ）に示すように、チャックされたネジプラグ１を軸線がＹ方向になるよう、かつ、頭部１ｂがコンベア４３の方向に向く所定の横向き姿勢に姿勢変更する。
【００３１】
図９（Ｂ）の状態で第４駆動源５４が作動して支持ブロック５６を所定ストロークだけＸ方向に横移動させ、図９（Ｃ）に示すように横姿勢のネジプラグ１をナットランナー３０の前方定位置に移動させる。この後、第５駆動源５５が作動してユニット全体をナットランナー３０の方向に前進移動させ、チャックハンド５１に支持された横姿勢のネジプラグ１の頭部１ｂをナットランナー３０のソケット部３１に供給する。ソケット部３１が頭部１ｂを支持すると、チャックハンド５１のチャック爪５８が開き、第５駆動源５５でユニット全体が後退移動し、第４駆動源５４で支持ブロック５６が元のベルトコンベア４３の上方の定位置に戻されて、次のネジプラグ１の受け渡し動作に移行する。このワーク受け渡しユニット５０が次のネジプラグ１の受け渡し動作に移行する間に、ナットランナー３０に支持されたネジプラグ１のシール剤塗布と、シリンダブロック６への螺装が行われる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１記載のシール剤塗布装置によれば、ネジプラグ等の軸状ワークの外周にシール剤を転写により塗布する円板の外周に周方向に形成された複数の溝が、円板外周へのシール剤の付着性と付着量を安定したものにして、軸状ワークへのシール剤の塗布を常に良好なものにする効果があり、特にシール剤が金属面に触れると硬化し易い液状のものに有効である。
【００３３】
請求項２記載のシール剤塗布装置によれば、円板の下部を液槽のシール剤に浸漬して円板の周縁部にシール剤を塗布するようにしたので、円板にシール剤が一定の条件下で安定した厚さ、幅で塗布され、円板による軸状ワークへのシール剤の塗布も安定した厚さ、幅で行うことができて、ネジプラグ等の軸状ワークへのシール剤の自動塗布の信頼性が向上する。また、円板の下部を液槽のシール剤に浸漬することで、円板下部の外周面と端面にシール剤が付着して、この円板下部の端面に付着したシール剤が軸状ワークの軸部以外の例えば軸部に嵌挿されたワッシャにも転写して塗布されるようになるので、軸状ワークにシール剤をより多様な形態で塗布することが可能となる。
【００３４】
請求項３記載のシール剤塗布方法によれば、ナットランナーを使用してネジプラグにシール剤を塗布することが容易となり、ナットランナーによるネジ自動締付け設備の有効利用が図れる。また、ワッシャが嵌挿されたネジプラグをナットランナーに装着して、ナットランナーの側方でシール剤塗布装置を前後左右移動させて円板でネジプラグのワッシャを位置規制させてからシール剤塗布を行うようにしたので、円板とワッシャが衝突して損傷を受けること無く常に良好な状態でネジプラグへのシール剤塗布が行える。また、ナットランナーまでのネジプラグの搬送路の異なる定位置で、ワッシャの自動供給やネジプラグの水平移動と姿勢変換等を順に行って、ネジプラグをナットランナーに供給するようにしたので、ネジプラグのワッシャ自動供給等の各種処理が容易、確実となり、ネジプラグ搬送上での動作ミスが減少して連続運転が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るシール剤塗布装置で使用する円板の一実施例を示す動作時での部分平面図。
【図２】図１の円板の全体の平面図。
【図３】図１の円板を使用したシール剤塗布装置の一実施例を示す正面図。
【図４】図３装置の側面図。
【図５】図３装置の部分拡大平面図。
【図６】この発明に係るシール剤塗布方法の実施装置例の全体の概略を示す平面図。
【図７】図６装置におけるネジプラグの搬送経路上での概略を示す斜視図。
【図８】図６装置におけるネジプラグ受け渡しユニットの概略を示す平面図。
【図９】（Ａ）は図８ユニットの正面図、（Ｂ）及び（Ｃ）は図８ユニットの各動作時での正面図。
【図１０】軸状ワークの一例であるネジプラグとこれが取付けられる物品の平面図。
【図１１】ネジプラグにシール剤を塗布する従来方法を説明するための正面図。
【符号の説明】
１ 軸状ワーク（ネジプラグ）
１ａ 軸部（ネジ部）
１ｂ 頭部
２ ワッシャ
３ シール剤
４ 円板
５ 溝
１０ シール剤塗布装置
１１ ノズル
１２ 液槽
１３ 円板回転部
３０ ナットランナー
４２ プッシャー
４３ コンベア
５１ チャックハンド
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車エンジン等の物品に形成されたネジ穴を気密に閉塞するネジプラグ等の軸状ワークの軸部外周にシール剤を塗布する装置、及び、このシール剤塗布装置の使用方法とシール剤塗布装置への軸状ワークの搬送方法を含む軸状ワークのシール剤塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車エンジンの製造においては、図１０に示すように、シリンダブロック６に冷却水通路を形成するために形成されたバイパス穴７の開口部を金属製のネジプラグ１で密閉する工程がある。バイパス穴７の開口部はネジ穴８で、このネジ穴８にネジプラグ１のネジ部１ａが螺装される。ネジプラグ１は、小径のネジ部１ａの片端に大径の頭部１ｂを一体に有し、ネジ部１ａと頭部１ｂのコーナ部分に嵌挿された銅製のワッシャ２を頭部１ｂとシリンダブロック６で強圧することで、ネジ穴８にネジプラグ１が高い気密性で螺装されるようにしている。
【０００３】
また、ネジ穴８にネジプラグ１が更に高い気密性で螺装されるように、ネジプラグ１のネジ部１ａとネジ穴８の間に気密性の高いシール剤を塗布することが行われている。この種のシール剤は、金属面に接触すると硬化する液状のもので、次のように使用されている。
【０００４】
ネジ穴８に液状のシール剤を塗布してから、ネジ穴８にネジプラグ１を螺装して、シール剤を硬化させる。しかし、この場合は、ネジ穴８の塗布されたシール剤がネジプラグ１の挿入でバイパス穴７の中に押し出される不具合が発生することがあり、信頼性に問題がある。そこで、通常はネジプラグ１のネジ部１ａの外周に予めシール剤を塗布しておいて、このシール剤が硬化しない間にネジプラグ１をネジ穴８に螺装するようにしている。このようにするとシール剤がバイパス穴７の中に洩れず、また、シール剤の一部がネジ穴８から外に押し出されてワッシャ２の気密性を高めることも期待できる。
【０００５】
上記のネジプラグ１のような軸状ワークへのシール剤の塗布は、次の直接塗布法と間接塗布法で行われている。直接塗布法は、例えば図１１に示すように、ネジプラグ１をその水平な軸線を中心に回転させ、ネジ部１ａの真上からノズル６０でシール剤３を直接に滴下させる方法である。間接塗布法は、図示しないが、ネジプラグのネジ部と回転円板の外周面を微小間隙をあけて近接させ、この近接状態でネジプラグと回転円板を相互に回転させて回転円板の外周に塗布したシール剤をネジ部の外周に転写することで、ネジプラグのネジ部の外周に所望幅でシール剤を塗布する方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ネジプラグに塗布されるシール剤は、金属に触れると硬化する性質上、上記直接塗布法でネジプラグにシール剤を均一な厚さと幅で塗布することが難しく、このネジプラグをネジ穴に螺装したときの気密性に問題が残されていた。また、ネジプラグに回転円板でシール剤を塗布する間接塗布法の場合は、直接塗布法に比べて塗布斑が少ないが、回転円板の外周でのシール剤の付着性が悪く、そのため、回転円板からネジプラグに転写されるシール剤のネジプラグへの付着性が悪くなって、ネジプラグにシール剤を所定の幅と厚さで塗布することが難しかった。
【０００７】
それ故に、この発明の目的とするところは、ネジプラグのような軸状ワークにシール剤を常に良好な状態で塗布するシール剤塗布装置と塗布方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、水平な軸線を中心に回転する軸状ワークの軸部外周に、水平な軸線を中心に回転する円板の液状シール剤が塗着された外周をワークの軸部外周に接近させて、同円板外周のシール剤をワークの軸部外周に転写して塗布するシール剤塗布装置において、円板の外周に周方向にシール剤を捕捉する複数条の液溜め用溝を形成する。
【０００９】
また、この発明においては、上記円板と、この円板の上部の外周にシール剤を滴下供給するノズルと、円板の下部が浸漬するシール剤を収容する液槽と、円板を軸状ワークと同一方向で、かつ、円板の外周が液槽からワークに向けて上昇回転する定方向に回転させる円板回転部と、前記ノズルと液槽と円板回転部を支持する支持ブロックと、この支持ブロックを直交２方向に水平移動させる水平移動テーブルとで塗布装置を構成することが、上記円板の機能を効果的に発揮させる上で望ましい。
【００１０】
ここで、円板は、シール剤が触れても硬化させない樹脂円板が望ましい。また、この円板の外周の溝の幅と深さは、液状のシール剤が毛細管現象で侵入し保持され易いように設定され、また、複数の溝の間隔は円板の外周にシール剤が表面張力で均一な厚さと幅で塗着されるように設定される。このような溝を有する円板の外周でのシール剤の塗布厚や幅は所望値に安定させることができるため、軸状ワークへのシール剤の塗布が常に良好に実施される。
【００１１】
また、円板の下部を液槽のシール剤に浸漬することで、円板下部の外周面と端面にシール剤が付着して、この円板端面に付着したシール剤が軸状ワークの軸部以外の例えば軸部に嵌挿されたワッシャにも転写して、シール剤の多様な形態での塗布が可能となる。
【００１２】
以上のようなシール剤塗布装置で軸状ワークの特にネジプラグにシール剤を塗布する場合におけるネジプラグの搬送供給工程を含むシール剤塗布方法として、この発明は次の各工程を含むことを特徴とする。
【００１３】
即ち、小径のネジ部と大径の頭部から成るネジプラグをそのネジ部を上向きにして複数を順に整列搬送する工程と、整列搬送されてきたネジプラグを個別に定位置に移動させてネジ部から頭部へワッシャを嵌挿する工程と、ワッシャが嵌挿されたネジプラグを別位置に移動させてプッシャーにて定位置でのコンベアの後端部上に水平移動させる工程と、コンベアでその後端部から先端部の定位置まで搬送されたネジプラグを真上からチャックハンドで持ち上げてネジプラグの頭部が外向きに鉛直になるよう９０゜回転させ、そのままネジプラグを水平なナットランナーの前方定位置まで横移動させてから、ナットランナーに向けて水平移動させてネジプラグの頭部をナットランナーに装着する工程と、ナットランナーの横に併設された上記シール剤塗布装置をナットランナー側に横移動させてから、シール剤塗布装置の円板の周縁部端面がナットランナーに装着された横向きのネジプラグに嵌挿されたワッシャを押圧する方向にシール剤塗布装置を水平移動させて円板の外周をネジプラグのネジ部外周に接近させる工程と、ナットランナーとシール剤塗布装置を作動させてネジプラグに円板の周縁部のシール剤を塗布する工程と、このシール剤塗布が終了してからシール剤塗布装置を横移動させ、ナットランナーでネジプラグを所定位置の物品のネジ穴に螺装する工程とを含む塗布方法である。
【００１４】
上記塗布方法は、ナットランナーでネジプラグを所定のネジ穴に螺装する際の、ナットランナーへのネジプラグの能率的な自動供給方法であり、更には、ナットランナーを利用してネジプラグにシール剤塗布装置でシール剤を塗布する設備的に有利な方法である。また、ナットランナーに装着されたネジプラグにシール剤塗布装置の円板でシール剤塗布をする直前に行われるシール剤塗布装置のネジプラグへの水平移動は、この水平移動で円板周縁部がネジプラグのワッシャを押圧してネジプラグでのワッシャの位置規制を行うためであり、この位置規制でもってワッシャによるシール剤塗布動作の妨害が回避され、かつ、ワッシャへのシール剤塗布も可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
上記ネジプラグ１に適用したシール剤塗布装置の一実施例を図１及び図２に基づき説明すると、同図に示される円板４は、ネジプラグ１にシール剤３を塗布するためのナイロン等の樹脂円板で、外周に周方向に複数条の溝５を有する。溝５は、液状のシール剤３が毛細管現象で侵入して確実に捕捉される幅と深さのものであり、各溝５の間隔は、円板４の外周にシール剤３が表面張力で均一な厚さと幅で塗着されるように設定される。円板４の周縁部の板厚は、ネジプラグ１のネジ部１ａに塗布されるシール剤３の幅と同程度に設定される。
【００１６】
円板４の外周にシール剤３を塗着した場合、溝５に確実に定量のシール剤３が捕捉されてシール剤３の付着性が安定かつ良好となり、溝５に捕捉されたシール剤３によって円板４の外周面上にシール剤３が所定の厚さと幅で塗布され、その状態が安定に維持される。この円板４とネジプラグ１の軸線を水平にして、円板４の外周をネジ部１ａに円板外周のシール剤３の厚さ程度の間隔まで接近させ、円板４とネジプラグ１の相互を軸線を中心に回転させて、ネジプラグ１を１回転以上させると、円板４の外周のシール剤３がネジ部１ａの外周に転写されてネジ部１ａの全周にシール剤３が塗布される。ネジ部１ａの外周の表面状態がネジ山の凹凸等でバラツキがあって、ここに転写される円板４の外周面上でのシール剤３の量が不足しても、この不足量は溝５に捕捉された充分な量のシール剤３で補充される結果、ネジ部１ａの外周には常に良好な厚さと幅でシール剤３が塗布される。
【００１７】
また、図１に示すように、ネジプラグ１のネジ部１ａにワッシャ２が嵌挿されたような場合は、円板４の周縁部の端面ｍにもシール剤３を塗布し、この端面ｍをワッシャ２に接近させ、端面ｍのシール剤３をワッシャ２に積極的に塗布することが望ましい。また、円板４の周縁部の端面ｍをワッシャ２に向けて接近移動させることで、ワッシャ２を頭部１ｂに接触する定位置まで位置移動させてから、円板４による正常なシール剤塗布動作ができる。即ち、ネジプラグ１のネジ部１ａに半径方向から円板４を接近させるだけでは、ネジ部１ａのシール剤塗布位置にワッシャ２が在ると、このワッシャ２に円板４の外周が当って双方が破損する危険性がある。そこで、円板４をネジ部１ａの先端側からワッシャ２に向けて水平移動させて、円板４の周縁部をネジ部１ａとワッシャ２に接近させるようにすると、ワッシャ２で邪魔されること無く円板４によるシール剤塗布が可能となる。このようなシール剤塗布を行うのが、図３乃至図５に示すこの発明の実施形態のシール剤塗布装置１０である。
【００１８】
シール剤塗布装置１０は、水平な固定フレーム１４上に水平な直交２方向のＸ方向とＹ方向に移動可能に設置されるもので、ノズル１１と液槽１２と円板回転部１３で主要部を構成する。固定フレーム１４上にレール１５を介して水平移動テーブル１６がシリンダ等の第１駆動源１７にてＸ方向に移動可能に設置され、水平移動テーブル１６上に支持ブロック１８がシリンダ等の第２駆動源１９にてＹ方向に移動可能に設置され、この支持ブロック１８にノズル１１と液槽１２と円板回転部１３が相対位置関係を一定にして設置される。
【００１９】
円板回転部１３は、円板４をその水平な軸線を中心に定方向に回転させるモーター等である。ノズル１１は、円板回転部１３で支持されて回転する円板４の上部外周に適量のシール剤３を滴下する。液槽１２は、円板４の下部が浸漬されるシール剤３を収容する。液槽１２に収容されたシール剤３の液面の高さは一定に、例えば液槽１２の底を貫通するオーバーフロー管２０で一定に維持される。オーバーフロー管２０をオーバーフローしたシール剤３は、回収容器２１に回収され、この回収されたシール剤３は硬化変質するので廃棄処分される。
【００２０】
シール剤塗布装置１０に対してネジプラグ１は、例えば図５に示すようなナットランナー３０に支持される。ナットランナー３０は、図１０のシリンダブロック６のネジ穴８にネジプラグ１を自動的に螺装するもので、Ｙ方向に平行に、かつ、Ｙ方向に前後移動可能に配置される。ナットランナー３０は、ネジプラグ１の頭部１ｂを支持するソケット部３１と、ソケット部３１を回転させる回転駆動部３２を備える。回転駆動部３２がシリンダ等の第３駆動源３３でＹ方向に移動可能に支持される。ナットランナー３０の前方定位置にシリンダブロック６が搬入される。
【００２１】
図５に示すナットランナー３０のソケット部３１は、シール剤塗布の定位置に在り、この状態で後述するようにソケット部３１に１個のネジプラグ１が供給されると、シール剤塗布装置１０がＸＹ方向に移動する。まず、第２駆動源１９が作動してシール剤塗布装置１０を一旦図４の鎖線位置にＹ方向前進移動させてから、第１駆動源１７が作動してシール剤塗布装置１０を図３の鎖線位置から実線位置へとＸ方向に横移動させる。このＸ方向移動で、図５の鎖線に示すように、円板４の外周がネジプラグ１のネジ部１ａの先端部に所定の間隔で接近する。次に、第２駆動源１９が再度逆に作動してシール剤塗布装置１０を図５の鎖線位置から実線位置へとＹ方向に後退移動させ、この後退移動で円板４の周縁部がソケット部３１に支持されたネジプラグ１のネジ部１ａとワッシャ２のコーナ部分に接近し、ネジプラグ１におけるワッシャ２の位置規制が行われる。この後、円板４とネジプラグ１の双方が同方向に回転して、ネジプラグ１へのシール剤３の塗布が次の要領で行われる。
【００２２】
図３に示すように、液槽１２のシール剤３に浸漬された円板４の下部の外周がネジプラグ１の方向に上昇回転する方向（図３で反時計回り方向）に円板４を回転させ、同時にネジプラグ１を円板４と同方向に回転させる。円板４を回転させながら、円板４の上部外周にノズル１１でシール剤３を滴下する。滴下されたシール剤３は、円板４の外周に塗布されると共に、円板４の回転により液槽１２のシール剤３に合流して、液槽１２のシール剤３の補充を行う。円板４の下部が液槽１２のシール剤３の中を通過して上昇回転することで、この下部の外周と両端面にシール剤３が充分かつ均一に塗布され、このシール剤３が円板４と共にネジプラグ１へと回転移動する。
【００２３】
円板４とネジプラグ１を同方向に回転させることで、両者の接する部分が反対方向に相対回転移動して、円板４の周縁部のシール剤３のネジプラグ１への転写が確実に行われ、その結果、図１で説明したようにネジプラグ１のネジ部１ａの根元部分の外周とワッシャ２にシール剤３が塗布される。円板４の下部を液槽１２のシール剤３に浸漬することで、円板４の周縁部にシール剤３が安定した厚さで塗布され、この円板４に塗布されたシール剤３が円板４と共に少し回転上昇したところでネジプラグ１に転写されるために、ネジプラグ１には常に良好な厚さと幅でシール剤３が塗布される。
【００２４】
このようなネジプラグ１へのシール剤３の塗布の確認、管理は、例えば図５に示すように円板４の回転を検出する近接スイッチ２２からの信号に基づいて行えばよい。近接スイッチ２２は、円板回転部１３に支持され、円板４と一体に回転する回転軸２３に固定された突起部２４が接近すると円板４の１回転を検出する。
【００２５】
ネジプラグ１が少なくとも１回転してシール剤塗布が終了すると、シール剤塗布装置１０が上記と逆のＹ方向前進移動、Ｘ方向横移動、Ｙ方向後退移動を行って、元の待機位置に戻る。円板４がネジプラグ１から離脱した後、ナットランナー３０が第３駆動源３３でＹ方向に前進移動し、回転駆動部３２でソケット部３１とネジプラグ１を回転させて、ネジプラグ１のネジ部１ａをシリンダブロック６のネジ穴８に螺装する。この螺装は、ネジプラグ１に塗布されたシール剤３が硬化しない所定の時間内で行われる。ネジ穴８に螺装されたネジプラグ１は、ネジ部１ａとネジ穴８の間のシール剤の硬化と、ネジ穴８の周辺面とワッシャ２の間のシール剤の硬化の２段シール構造によって、高強度、高気密性でもって螺装されることになる。
【００２６】
次に、シール剤塗布装置１０とナットランナー３０に適合させたネジプラグ１のナットランナー３０への供給方法を含む、この発明のシール剤塗布方法の具体的実施装置例を、図６乃至図９を参照して以下説明する。
【００２７】
図６及び図７の概略的なネジプラグ供給機構の平面図及び斜視図で示すように、ネジプラグ１は個々にパーツフィーダ４０からネジ部１ａを上にして整列搬送され、所定の位置Ｐ1 に１個のネジプラグ１が搬入されると、上向きのネジ部１ａにワッシャ２が自動投入される。ワッシャ２が投入されたネジプラグ１が次の定位置Ｐ2 に来ると、この定位置Ｐ2 に配置されたリフター４１が上昇移動してネジプラグ１をＹ方向に水平なベルトコンベア４３の後方定位置に持ち上げ、その後方に待機していたプッシャ４２が前進動してネジプラグ１がベルトコンベア４３の後端部上へと供給される。コンベア４３上に供給されたネジプラグ１は、ベルトコンベア４３の先端部へと移動する。
【００２８】
ベルトコンベア４３の先端部の近くには、ベルトコンベア４３からネジ１を１個ずつ受け取り方向変換してナットランナー３０へと移動させるワーク受け渡しユニット５０が設置される。このワーク受け渡しユニット５０は、例えば図８及び図９に示すように、チャックハンド５１及びこれを回転させるモーター５２と、チャックハンド５１とモーター５２を支持してＸ方向に往復移動させる水平支持機構５３及び第４駆動源５４と、ワーク受け渡しユニット５０全体をＹ方向に前後動させる第５駆動源５５を備える。
【００２９】
チャックハンド５１とモーター５２が鉛直な支持ブロック５６の下部前後に支持され、支持ブロック５６の上部が水平支持機構５３のＸ方向に平行なガイドロッド５７にＸ方向移動可能に支持される。水平支持機構５３の片端部に固定されたエアーシリンダ等の第４駆動源５４で支持ブロック５６が、ベルトコンベア４３の上方定位置とナットランナー３０の前方定位置の間をＸ方向に往復移動する。
【００３０】
チャックハンド５１は、図９（Ａ）に示すような３本のチャック爪５８と、これを開閉かつ上下動させる爪駆動部５９で構成される。ベルトコンベア４３の先端部の定位置Ｐ3 にネジプラグ１が移動してくると、その真上にチャックハンド５１が開けたチャック爪５８を下向きにした状態で待機する。この状態でチャックハンド５１が、そのチャック爪５８を下降させて閉じてネジプラグ１のネジ部１ａをチャックし、そのまま上昇してネジプラグ１をベルトコンベア４３から持ち上げる。次に、モーター５２が駆動してチャックハンド５１を９０゜回転させて、図９（Ｂ）に示すように、チャックされたネジプラグ１を軸線がＹ方向になるよう、かつ、頭部１ｂがコンベア４３の方向に向く所定の横向き姿勢に姿勢変更する。
【００３１】
図９（Ｂ）の状態で第４駆動源５４が作動して支持ブロック５６を所定ストロークだけＸ方向に横移動させ、図９（Ｃ）に示すように横姿勢のネジプラグ１をナットランナー３０の前方定位置に移動させる。この後、第５駆動源５５が作動してユニット全体をナットランナー３０の方向に前進移動させ、チャックハンド５１に支持された横姿勢のネジプラグ１の頭部１ｂをナットランナー３０のソケット部３１に供給する。ソケット部３１が頭部１ｂを支持すると、チャックハンド５１のチャック爪５８が開き、第５駆動源５５でユニット全体が後退移動し、第４駆動源５４で支持ブロック５６が元のベルトコンベア４３の上方の定位置に戻されて、次のネジプラグ１の受け渡し動作に移行する。このワーク受け渡しユニット５０が次のネジプラグ１の受け渡し動作に移行する間に、ナットランナー３０に支持されたネジプラグ１のシール剤塗布と、シリンダブロック６への螺装が行われる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１記載のシール剤塗布装置によれば、ネジプラグ等の軸状ワークの外周にシール剤を転写により塗布する円板の外周に周方向に形成された複数の溝が、円板外周へのシール剤の付着性と付着量を安定したものにして、軸状ワークへのシール剤の塗布を常に良好なものにする効果があり、特にシール剤が金属面に触れると硬化し易い液状のものに有効である。
【００３３】
請求項２記載のシール剤塗布装置によれば、円板の下部を液槽のシール剤に浸漬して円板の周縁部にシール剤を塗布するようにしたので、円板にシール剤が一定の条件下で安定した厚さ、幅で塗布され、円板による軸状ワークへのシール剤の塗布も安定した厚さ、幅で行うことができて、ネジプラグ等の軸状ワークへのシール剤の自動塗布の信頼性が向上する。また、円板の下部を液槽のシール剤に浸漬することで、円板下部の外周面と端面にシール剤が付着して、この円板下部の端面に付着したシール剤が軸状ワークの軸部以外の例えば軸部に嵌挿されたワッシャにも転写して塗布されるようになるので、軸状ワークにシール剤をより多様な形態で塗布することが可能となる。
【００３４】
請求項３記載のシール剤塗布方法によれば、ナットランナーを使用してネジプラグにシール剤を塗布することが容易となり、ナットランナーによるネジ自動締付け設備の有効利用が図れる。また、ワッシャが嵌挿されたネジプラグをナットランナーに装着して、ナットランナーの側方でシール剤塗布装置を前後左右移動させて円板でネジプラグのワッシャを位置規制させてからシール剤塗布を行うようにしたので、円板とワッシャが衝突して損傷を受けること無く常に良好な状態でネジプラグへのシール剤塗布が行える。また、ナットランナーまでのネジプラグの搬送路の異なる定位置で、ワッシャの自動供給やネジプラグの水平移動と姿勢変換等を順に行って、ネジプラグをナットランナーに供給するようにしたので、ネジプラグのワッシャ自動供給等の各種処理が容易、確実となり、ネジプラグ搬送上での動作ミスが減少して連続運転が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るシール剤塗布装置で使用する円板の一実施例を示す動作時での部分平面図。
【図２】図１の円板の全体の平面図。
【図３】図１の円板を使用したシール剤塗布装置の一実施例を示す正面図。
【図４】図３装置の側面図。
【図５】図３装置の部分拡大平面図。
【図６】この発明に係るシール剤塗布方法の実施装置例の全体の概略を示す平面図。
【図７】図６装置におけるネジプラグの搬送経路上での概略を示す斜視図。
【図８】図６装置におけるネジプラグ受け渡しユニットの概略を示す平面図。
【図９】（Ａ）は図８ユニットの正面図、（Ｂ）及び（Ｃ）は図８ユニットの各動作時での正面図。
【図１０】軸状ワークの一例であるネジプラグとこれが取付けられる物品の平面図。
【図１１】ネジプラグにシール剤を塗布する従来方法を説明するための正面図。
【符号の説明】
１ 軸状ワーク（ネジプラグ）
１ａ 軸部（ネジ部）
１ｂ 頭部
２ ワッシャ
３ シール剤
４ 円板
５ 溝
１０ シール剤塗布装置
１１ ノズル
１２ 液槽
１３ 円板回転部
３０ ナットランナー
４２ プッシャー
４３ コンベア
５１ チャックハンド
Claims (3)
- 軸状ワークが小径のネジ部と大径の頭部を有してネジ部から頭部へワッシャを嵌挿して成り、水平な軸線を中心に回転する軸状ワークの軸部外周に、水平な軸線を中心に回転する円板の液状シール剤が塗着された外周をワークの軸部外周に接近させて、同円板外周のシール剤をワークの軸部外周に転写して塗布するシール剤塗布装置において、
外周に周方向にシール剤を捕捉する複数条の液溜め用溝を形成した上記円板と、この円板を直交２方向に水平移動させる水平移動テーブルとを具備し、水平移動テーブルで円板を軸状ワークのネジ部に嵌挿されたワッシャを頭部に押圧する方向に移動させることを特徴とする軸状ワークのシール剤塗布装置。 - 外周に周方向にシール剤を捕捉する複数条の液溜め用溝を形成した上記円板と、この円板の上部の外周にシール剤を滴下供給するノズルと、円板の下部が浸漬するシール剤を収容する液槽と、円板を軸状ワークと同一方向で、かつ、円板の外周が液槽からワークに向けて上昇回転する定方向に回転させる円板回転部と、前記ノズルと液槽と円板回転部を支持する支持ブロックと、この支持ブロックを直交２方向に水平移動させる水平移動テーブルとを具備したことを特徴とする請求項１記載の軸状ワークのシール剤塗布装置。
- 軸状ワークが小径のネジ部と大径の頭部から成るネジプラグで、このネジプラグの複数を各々のネジ部を上向きにして順に整列搬送する工程、整列搬送されてきたネジプラグを個別に定位置に移動させてネジ部から頭部へワッシャを嵌挿する工程、ワッシャが嵌挿されたネジプラグを別位置に移動させてプッシャーにて定位置でのコンベアの後端部上に水平移動させる工程、コンベアでその後端部から先端部の定位置まで搬送されたネジプラグを真上からチャックハンドで持ち上げてネジプラグの頭部が外向きに鉛直になるよう９０゜回転させ、そのままネジプラグを水平に配置されたナットランナーの前方定位置まで横移動させてから、ナットランナーに向けて水平移動させてネジプラグの頭部をナットランナーに装着する工程、ナットランナーの横に併設された請求項１記載のシール剤塗布装置をナットランナー側に横移動させてから、シール剤塗布装置の円板の周縁部端面がナットランナーに装着された横向きのネジプラグに嵌挿されたワッシャを押圧する方向にシール剤塗布装置を水平移動させて円板の外周をネジプラグのネジ部外周に接近させる工程、ナットランナーとシール剤塗布装置を作動させてネジプラグに円板の周縁部のシール剤を塗布する工程、このシール剤塗布が終了してからシール剤塗布装置を横移動させ、ナットランナーでネジプラグを所定位置の物品のネジ穴に螺装する工程とを有することを特徴とする軸状ワークのシール剤塗布方法。
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