JP4061937B2 - 材料塗布装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は材料塗布装置に係り、更に詳しくは、ボルト等のねじ軸にセルフロッキング剤等の液体材料を塗布する作業を効率的に行うことのできる材料塗布装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、ボルト等のねじ部材の締結強度を増大させる目的で、当該ねじ部材のねじ軸にセルフロッキング剤等の液体材料を塗布することが行われている。この材料塗布を行う装置としては、例えば、特開平8−131917号公報に示される装置が知られている。この材料塗布装置は、ボルトを所定方向に転動させるレールと、このレールの途中に設けられ、当該レール上を転動するボルトのねじ軸に液体材料を塗布する回転体と、レール上を転動するボルトの軸方向の位置ずれを規制するように当該軸方向両端側に設けられた一対のフレームとを備えて構成されている。前記回転体は、ねじ軸を上下から挟み込む第1及び第2の回転体からなり、このうち下側に位置する第2の回転体の外周面には、前記液体材料が付着した状態となっている。このような材料塗布装置によれば、第1及び第2の回転体の間にねじ軸が入り込むと、当該ねじ軸の外周部分と第2の回転体とが相対的に回転し、当該第2の回転体に付着されている液体材料をねじ軸の外周部分に転移させることで、ボルトに液体材料が塗布される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記材料塗布装置にあっては、特定のねじ軸の長さを備えたボルトに対する液体材料の塗布しか行えない構造になっているため、ねじ軸の長さが異なる種々のボルトに対して液体材料の塗布作業を行う際に、一装置で行うことができず、種々のボルトに対する液体材料の塗布を効率的に行うことができないという問題があった。
【0004】
また、前記材料塗布装置では、前記第2の回転体における外周長さのうちねじ軸の外周長さ分が一個当たりのボルトに対する接触長さとなるため、各ボルトに対して均一に液体材料を塗布するには、ねじ軸の外周長さ分に相当する間隔をもってボルトを回転体に供給しなければならず、液体材料をボルトに塗布する作業を連続して行うには一定の限界があるという問題もあった。
【0005】
【発明の目的】
本発明は、このような問題に鑑みて案出されたものであり、その目的は、被塗布物に材料を効率的に塗布することができる材料塗布装置を提供することにある。
【0006】
前記目的を達成するため、本発明は、ねじ部材を磁力を用いて片持ち状に保持する回転体を含み、当該回転体を回転させながら所定方向に移動させる移動手段と、この移動手段の途中に設けられ、前記回転体の回転中心軸に前記ねじ部材が略沿うように保持されたねじ部材の外周に材料を塗布する材料塗布手段とを備え、 前記材料塗布手段は、前記ねじ部材の保持位置を前記回転体の回転中心側に揃える位置決め手段を含み、当該位置決め手段は、前記回転体の移動方向と当該回転体の回転中心軸方向に対して略直交する方向に移動するプレート状の位置揃え部材を含み、この位置揃え部材は、回転体の移動方向に平行に沿って当該回転体の円周よりも長い長さを有する下端部を備えているとともに、前記回転体の回転に伴って回転するねじ部材に対して前記下端部が前記回転中心よりもねじ部材の半径分高い位置で接する下限位置と、回転体の高さよりも上方に離間する上限位置との間を往復移動可能に設けられ、前記回転体が前記下端部の長さ内で前記移動方向に沿って移動する際に上限位置と下限位置との間を複数回往復移動可能に設けられて前記ねじ部材を前記回転中心軸に揃え、 前記位置決め手段で位置決めされたねじ部材の外周に材料を塗布する、という構成を採っている。このような構成によれば、種々のサイズのねじ部材を回転体に保持させたときでも、ねじ部材の位置決めを確実に行うことができるため、一つの装置で種々のサイズのねじ部材に対応させることができ、種々のねじ部材に対する液体材料の塗布を効率的に行うこと可能となる。また、一方向のみの位置揃え部材の往復運動でねじ部材の位置決めを行うことができるため、装置全体の簡略化や小型化を促進することができる。
【0009】
記材料塗布手段は、回転体の回転に伴って回転するねじ部材に向かって材料を吐出する吐出装置を備える、という構成を採ることもできる。このような構成によれば、従来構造よりも狭いピッチでねじ部材を吐出装置に送ったときでも、ねじ部材に対する材料の塗布を精度良く行うことができ、ねじ部材の材料塗布をより連続して行うことができる。
【0010】
ここにおいて、前記吐出装置は、前記回転体の移動方向に略沿って並べられた複数のノズルに構成するとよい。このような構成によれば、回転体の回転に伴ってねじ部材が回転しながら、各ノズルから吐出された材料が順次ねじ部材に塗布されることになるため、当該ねじ部材における塗布領域の略全周で材料をムラなく塗布することができる。
【0011】
記ノズルの各吐出口は、前記回転体の移動方向に向かってねじ部材のねじ軸の一端側から他端側にシフトするように配置される、という構成を採ることもでき、このようにすれば、ねじ軸に塗布された材料が当該ねじ軸の一端側よりも外側に流れ難くなることが判明した。
【0012】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【0013】
図1には、本実施例に係る材料塗布装置の概略側面図が示されている。この図において、材料塗布装置10は、被塗布物としての金属製のボルトB(ねじ部材)を所定方向に移動させる移動手段12と、図1中右側に位置して移動手段12にボルトBを供給する供給手段13と、移動手段12の途中に設けられ、供給手段13から供給されたボルトBにセルフロッキング剤等の液体材料を塗布する材料塗布手段14とを備えて構成されている。なお、この材料塗布装置10に適用されるボルトBとしては、特に限定されるものではないが、図2に示されるように、頭部Hとねじ軸Sとにより構成されたものが用いられる。
【0014】
前記移動手段12は、図1及び図2に示されるように、磁力によりボルトBを片持ち状に一本づつ保持可能な複数の回転体16と、これら回転体16を数珠繋ぎ状に保持するチェーン17と、当該チェーン17が掛け回されるスプロケット19と、当該スプロケット19に回転駆動力を付与して、チェーン17を一定領域内で回転させる回転駆動装置20と、チェーン17の上下両端側に位置して、チェーン17の移動方向を除く二方向(図2中上下方向及び左右方向)の移動を規制するチェーンガイド22と、図1中左右方向に延びて各回転体16の外周下端側が接触する上下二段のガイドレール24,25とを備えて構成されている。
【0015】
前記回転体16は、前記ガイドレール24,25上を転動可能に設けられ、自転しながら一定領域内を回動できるようになっている。すなわち、回転体16は、図2に示されるように、チェーン17に対して回転可能に取り付けられる段付き軸状の主部28と、この主部28の反チェーン17側に連なって図2中左端側が開放する有底略円筒状に設けられ、且つ、ガイドレール24,25に下端側が接触する金属製のホルダー29と、このホルダー29の内部空間に固定されるマグネット30とにより構成され、この構成により、ホルダー29の周縁がガイドレール24,25に接触して摩擦力で回転するようになっている。
【0016】
前記主部28は、その外周側二箇所に周方向に延びる二条の溝32,33が形成されている。そのうち、チェーン17側となる内側の溝32には、前記ガイドレール24,25の上面側に突設された突起35が受容され、これによって、図2中左右方向のガタツキが防止される。一方、外側に位置する溝33には、シリコン製のOリング37が嵌め込まれて、ガイドレール24,25上における回転体16の回転を一層行い易くするようになっている。
【0017】
前記マグネット30は、ホルダー29の内径と略同一となる外径を備えた円筒形状をなし、そのうち、図2中左端側の端面がボルトBの保持面39となっている。この保持面39には、頭部H側となるボルトBの端部H1が吸着保持されるようになっており、この際、ボルトBは、ねじ軸Sが回転体16の回転中心軸Cに略沿うように図2中左側に突出する向きで保持される。
【0018】
前記回転駆動装置20は、図1中反時計回りにチェーン17を回転可能に設けられ、これに伴って、各回転体16は、ガイドレール24,25との摩擦により、自転しながら図1中反時計回りに回転することとなる。
【0019】
前記供給手段13は、本実施例では、ボルトBが多数収容された図示しない収容部からボルトBを一個づつ移動手段12側に供給可能な公知のパーツフィーダー構造が採用されている。この供給手段13は、図1に示されるように、前記収容部から移動手段12側にボルトBを移動させるための供給路42と、この供給路42の先端側すなわち図1中左端側に形成されるとともに、供給路42側から移動手段12側にボルトBを送り出すための供給口43とを備えている。ここで、供給路42上を移動するボルトBは、そのねじ軸Sの先端側が図1中手前側に位置する一方、頭部Hが同図中奥行側に位置する向きとなっている。前記供給口43は、各回転体16のうち図1中最も右端側となる位置の回転体16の保持面39に相対しており、供給口43に達したボルトBは、相対する保持面39に磁力で吸引され、保持面39内のランダムな位置で吸着保持されるようになっている。
なお、この実施例では、保持面39にボルトBの頭部Hを吸着しているが、ボルトの形状などによりねじ軸Sの先端側を保持面39に吸着させてもよい。
【0020】
前記供給手段13からボルトBが供給された回転体16は、チェーン17の回転により、上側のガイドレール24を転がりながら図1中左方に向かって移動し、その途中で、後述するように、前記材料塗布手段14によりねじ軸Sの外周部分の一部領域に液体材料が塗布される。なお、その後は、図示省略した乾燥装置によりねじ軸Sに塗布された液体材料を乾燥した上で、ボルトBが回転体16側から回収される。ボルトB回収後の回転体16は、下側のガイドレール25を転がりながら図1中右方に向かって移動し、再び、供給手段13からボルトBを受け取る。
【0021】
前記材料塗布手段14は、図1に示されるように、供給手段13から回転体16に供給されたボルトBの保持位置を回転体16の回転中心側に揃える位置決め手段45と、この位置決め手段45の下流側に設けられ、正確な位置決めがなされなかったボルトBを回転体16から強制的に除去する除去装置46と、この除去装置46の下流側に設けられ、回転体16の回転に伴って回転するボルトBのねじ軸Sに向かって液体材料を吐出する吐出装置47と、この吐出装置47の下流側に設けられてねじ軸Sに付着した過剰の液体材料を拭き取る拭き取り部材49とを備えて構成されている。
【0022】
前記位置決め手段45は、回転体16の移動方向と当該回転体16の回転中心軸C(図2参照)方向とに対して略直交する方向、つまり上下方向に移動するプレート状の位置揃え部材52と、この位置揃え部材52を動作させる昇降機構53とを備えて構成されている。
【0023】
前記位置揃え部材52は、図2に示されるように、その下端部52Aが回転体16に保持されたボルトBの頭部H付近に相対するように配置され、回転体16の高さ位置よりも下端部52Aが上方に位置する上限位置(図2中実線で示した位置)と、下端部52Aが回転体16の回転中心Cよりも頭部Hの半径分高い位置となる下限位置(同図中一点鎖線で示した位置)との間を所定のサイクルで往復運動するようになっている。なお、本実施例では、回転体16が90度回転する間に、位置揃え部材52の上下動が一往復なされるように設定されている。下端部52Aの図1中左右方向の長さは、少なくとも回転体16の円周よりも長く設定し、1つのボルトBが下端部52Aの下を通過する間に4回以上の位置揃えを行うように調整するとよい。
【0024】
昇降機構53は、図1に示されるように、回転動力を上下方向の駆動力に変換する公知のカム機構が採用されている。すなわち、昇降機構53は、フレームFに固定されるモーター55と、このモーター55の回転軸55Aに取り付けられる円盤部材56と、この円盤部材56の回転中心よりも偏心した位置に取り付けられて、図1中手前方向に突出する偏心軸57と、位置揃え部材52の上端側に固定され、且つ、偏心軸57が挿通される長穴59を有する連結部材60とを備えており、モーター55の駆動による偏心軸57の回転により位置揃え部材52を昇降させるようになっている。なお、図中符号61は、位置揃え部材52の昇降をガイドするガイド部材である。ここで、例えば、円盤部材56に設けられた偏心軸57の位置を変えたり、モーター55の回転力を変化させることにより、位置揃え部材52の上下方向への移動速度を変化させることができる。また、昇降機構53としては、前記構成に限定されるものではなく、シリンダー等、位置揃え部材52を上下方向に移動させることができる限りにおいて、種々の構造を採用することができる。
更に、位置揃え部材52の図1中紙面直交方向(前後方向)に対する取り付け位置を変更したり、他の形状の位置揃え部材52に変更することも可能であり、このようにすることで、被塗布物であるボルトBの大きさや形状の変化に柔軟に対応できる。
【0025】
このように構成された位置決め手段45は、次のように作用する。
すなわち、ボルトBがマグネット30の磁力によって回転体16側に吸着された直後においては、前述したように、ボルトBが回転体16の回転中心よりも外側にシフトした状態で保持されることになる。そして、回転体16は、自転しながら図1中左方に向かって移動するが、これに伴い、回転体16に保持されたボルトBも回転しながら図1中左方に向かって移動する。この際、位置揃え部材52が前記上限位置と下限位置との間を複数回上下動し、これにより、回転体16の移動に伴って、当該回転体16に対するボルトBの保持位置が次第に回転体16の回転中心に揃えられることになる。すなわち、ボルトBの保持位置が回転体16の回転中心に揃っていない状態では、図3(A)に示されるように、位置揃え部材52が回転体16の高さ位置よりも下方となる位置に移動したときに、ボルトBの頭部Hに位置揃え部材52が接触し、ボルトBの頭部Hを回転体16に吸着したまま、ボルトBの軸中心と回転体16の回転中心軸Cとの離間距離Rが狭まることになる。その後、位置揃え部材52が上方に移動してボルトBから離間し、当該ボルトBが図1中左方に移動しながら回転する。そして、図3(B)に示されるように、図3(A)で離間距離Rが狭められたボルトBが再び位置揃え部材52によって下方に押し下げられ、離間距離Rが更に狭まる。このような動作を繰り返し行うことにより、ボルトBの保持位置が次第に回転体16の回転中心に向かって寄せられ、位置決め手段45の最下流側では、ボルトBの保持位置が回転体16の回転中心に略揃った状態となる。
【0026】
前記除去装置46は、特に限定されるものではないが、図1及び図4に示されるように、位置決め手段45を通過したボルトBが正確に位置決めされていないことが図示しないセンサ等により検知されると、シリンダー65が駆動し、そのロッド65Aの先端側に取り付けられた板状の払い落とし部材66によってボルトBを回転体16から下方に払い落とすことができるようになっている。なお、回転体16から払い落とされたボルトBは、回転体16の下方に位置するボルト回収部67で回収される。
【0027】
前記吐出装置47は、図1、図5及び図6に示されるように、液体材料が貯蔵されるタンク69と、このタンク69の下端側に連なってタンク69内の液体材料を下向きに吐出するノズル70と、このノズル70の下方に位置する第1の材料回収部71とを備えて構成されている。
【0028】
前記ノズル70は、回転体16の移動方向(図5中紙面直交方向、図1及び図6中矢視M方向)に沿って並べられた三本の第1、第2及び第3のノズル73,74,75からなる。主として図5に示されるように、これら第1〜第3のノズル73〜75の下端側に位置する各吐出口73A,74A,75Aは、回転体16に保持されているボルトBよりも上方に位置する高さに設定されており、当該ボルトBに向かって液体材料を連続的に滴下するようになっている。また、図6に示されるように、第1、第2及び第3のノズル73,74,75の各吐出口73A,74A,75Aは、回転体16の移動方向Mに向かって、ボルトBのねじ軸Sの先端側から基端側にシフトするように配置されている。つまり、最も上流側に位置する第1のノズル73の吐出口73Aは、ねじ軸Sの先端側よりもやや頭部H寄りとなる位置で相対配置されている。また、第1のノズル73の下流側に位置する第2のノズル74の吐出口74Aは、第1のノズル73の吐出口73Aよりも更に頭部H側にシフトし、第2のノズル74の下流側に位置する第3のノズル75の吐出口75Aは、第2のノズル74の吐出口74Aよりも更に頭部H側にシフトしている。なお、本実施例では、ボルトBのねじ軸Sに比較的広範囲にしかもムラなく液体材料を塗布するためこのように各吐出口位置を設定したが、各吐出口73A〜75Aの位置は、適用されるボルトBの種類や長さ等に応じて前後左右に変更可能に設けられている。
【0029】
前記第1の材料回収部71は、上部が開放する箱状に設けられ、当該第1の材料回収部71で、各ノズル73〜75から滴下された液体材料のうちボルトBに付着されなかった分が回収されることになる。なお、ここで回収された液体料は再利用されるようになっている。
【0030】
このように構成された吐出装置47により、前記位置決め手段45で位置決めされたボルトBのねじ軸Sに液体材料が塗布される。すなわち、回転体16の回転に伴ってねじ軸Sが回転しながら、第1、第2、第3のノズル73,74,75の順で、当該各ノズル73,74,75から滴下した液体材料がねじ軸Sに付着することになる。この際、第1のノズル73から吐出された液体材料は、ねじ軸Sの先端側領域に隣接する領域に内側部分に塗布され、その状態からボルトBが回転しながら第2、第3のノズル74,75の順でねじ軸Sの基端側に向かって液体材料が次第に塗布されることになる。なお、ねじ軸Sの先端側領域を除いて液体材料を塗布することとしたのは、ねじ軸Sに対する液体材料の塗布によるボルトBの初期のねじ込み性を損ねないようにするためである。
【0031】
前記拭き取り部材49は、図示省略した支持部材によって、液の受け皿部分となる前記第1の材料回収部71(図5参照)に保持されるようになっている。この拭き取り部材49は、図7に示されるように、ナイロン製の糸状体によって二股状に形成されており、回転体16に保持されたねじ軸Sの外周下端側に先端側が接触する上側部材79と、この上側部材79よりも下側に設けられるとともに、上側部材79に対してボルトBの軸方向外側に若干シフトした位置に設けられた下側部材80と、上側部材79と下側部材80とを束ねる基部領域81とにより構成されている。このように構成された拭き取り部材49は、毛細管現象を利用してねじ軸Sに付着した過剰な液体材料を吸い取り可能となっており、ねじ軸Sに液体材料が過剰に付着すると、当該過剰な液体材料は、上側部材79及び下側部材80上を伝って基部領域81に移動する。そして、基部領域81に移動した液体材料は、当該基部領域81の下方に位置する第2の材料回収部82(図1参照)で回収されて再利用に供されるようになっている。
【0032】
従って、このような実施例によれば、ボルトBの長さに関係なく、一つの装置でボルトBの位置決めを行うことができ、しかも、ボルトBを回転させながら各ノズル73〜75から滴下した液体材料を塗布する構造であるため、ボルトBに対する材料塗布を連続して行うことができ、且つ、ねじ軸Sの材料塗布領域に液体材料をムラなく塗布できるという効果を得る。
【0033】
また、第1〜第3のノズル73〜75が回転体16の移動方向に向かってねじ軸Sの基端側にシフトするように配置されているため、ねじ軸Sの先端側領域に液体材料を確実に塗布させないようにできる。
【0034】
なお、前記供給手段13としては、前記図示例の他に、ボルトBを所定の向きで一個づつ移動手段12に供給可能な限りにおいて種々の構造の装置を採用することができる。また、供給手段13を設けることなく、回転体16に一個づつ手で供給することもできる。
【0035】
また、前記吐出装置47としては、前記ノズル70のような構造とせずに、ボルトB側に液体材料を吐出できる限りにおいて、例えば、スプレー状、或いはカーテン状に液体材料を吐出する等、種々の形状、構造のものを採用することができる。また、所望の塗布状態が得られる限りにおいて、前記図示例に対し、ノズル70の数を増減したり、ノズル70の位置を多少変更することも可能である。
【0036】
更に、前記材料塗布装置10の被塗布物としてボルトBを適用したが、この形状のボルトに限らず、例えば、頭部を有さない止めねじ、さら頭ねじ、平頭ねじを被塗布物とすることも可能である。
【0037】
また、本発明における位置決め手段は、材料塗布装置以外の他の装置に適用することも可能である。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被塗布物を片持ち状に保持する回転体を回転させながら所定方向に移動させる移動手段と、この移動手段の途中に設けられ、前記回転体に保持された被塗布物に材料を塗布する材料塗布手段とを備え、この材料塗布手段として、前記被塗布物の保持位置を前記回転体の回転中心側に揃える位置決め手段を含んで構成したから、ボルトに対する液体材料の塗布を効率的に行うことが可能となる。
【0039】
また、磁力を用いて前記被塗布物の端部を保持可能な回転体の構成としたから、種々のサイズの被塗布物に対する材料の塗布にも難なく対応可能となる。
【0040】
更に、前記位置決め手段は、前記回転体の回転に伴って回転する被塗布物に対して接する位置と、離間する位置との間を移動可能となる位置揃え部材を備え、前記被塗布物に対する前記位置揃え部材の接触及び離間により前記被塗布物を位置決めする構成としたから、一方向のみの位置揃え部材の往復運動で被塗布物の位置決めを行うことができ、装置全体の簡略化や小型化を促進することができる。
【0041】
また、回転体の回転に伴って回転する前記被塗布物に向かって材料を吐出する吐出装置を備えて前記材料塗布手段を構成したから、従来構造よりも連続して被塗布物の材料塗布を行うことができる。
【0042】
更に、前記回転体の移動方向に略沿って並べられた複数のノズルにより前記吐出装置を構成したから、被塗布物における塗布領域の略全周で材料をムラなく塗布することができる。
【0043】
前記ノズルの各吐出口を、前記回転体の移動方向に向かってねじ軸の一端側から他端側にシフトするように配置したから、ねじ軸に塗布された材料が当該ねじ軸の一端側よりも外側に流れ難することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係る材料塗布装置の概略側面図。
【図2】図1のA−A線に沿う矢視拡大断面図。
【図3】(A)は、初期状態における位置決め手段の作用を説明するための模式図であり、(B)は、(A)よりも後の状態における位置決め手段の作用を説明するための模式図である。
【図4】図1のC−C線に沿う矢視拡大断面図。
【図5】図1のD−D線に沿う矢視拡大断面図。
【図6】図5のX−X線に沿う矢視拡大断面図。
【図7】(A)は、図1の部分拡大図であり、(B)は、図1のE−E線に沿う矢視拡大断面図である。
【符号の説明】
10 材料塗布装置
12 移動手段
14 材料塗布手段
16 回転体
45 位置決め手段
47 吐出装置
52 位置揃え部材
70 ノズル
73 第1のノズル
74 第2のノズル
75 第3のノズル
B ボルト
C 回転中心軸
H1 端部
M 移動方向
S ねじ軸

Claims (3)

  1. ねじ部材を磁力を用いて片持ち状に保持する回転体を含み、当該回転体を回転させながら所定方向に移動させる移動手段と、この移動手段の途中に設けられ、前記回転体の回転中心軸に前記ねじ部材が略沿うように保持されたねじ部材の外周に材料を塗布する材料塗布手段とを備え、
    前記材料塗布手段は、前記ねじ部材の保持位置を前記回転体の回転中心側に揃える位置決め手段を含み、当該位置決め手段は、前記回転体の移動方向と当該回転体の回転中心軸方向に対して略直交する方向に移動するプレート状の位置揃え部材を含み、この位置揃え部材は、回転体の移動方向に平行に沿って当該回転体の円周よりも長い長さを有する下端部を備えているとともに、前記回転体の回転に伴って回転するねじ部材に対して前記下端部が前記回転中心よりもねじ部材の半径分高い位置で接する下限位置と、回転体の高さよりも上方に離間する上限位置との間を往復移動可能に設けられ、前記回転体が前記下端部の長さ内で前記移動方向に沿って移動する際に上限位置と下限位置との間を複数回往復移動可能に設けられて前記ねじ部材を前記回転中心軸に揃え、
    前記位置決め手段で位置決めされたねじ部材の外周に材料を塗布することを特徴とする材料塗布装置。
  2. 前記材料塗布手段は、回転体の回転に伴って回転する前記ねじ部材に向かって材料を吐出する吐出装置を備えているとともに、当該吐出装置は、前記回転体の移動方向に略沿って並べられた複数のノズルにより構成されていることを特徴とする請求項1記載の材料塗布装置。
  3. 記ノズルの各吐出口は、前記回転体の移動方向に向かってねじ部材のねじ軸の一端側から他端側にシフトするように配置されていることを特徴とする請求項2記載の材料塗布装置。
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