JP5240891B2 - ウェルドナット供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウェルドナットを溶接位置に供給するためのウェルドナット供給装置の改良に関するものである。

従来から、例えば自動車用部品などには基材の所定位置にウェルドナットを溶接したものが多く使用されており、両者を溶接するのに電気抵抗溶接機が一般に用いられている。そして、最近では特許文献１に示されるような孔明き部品の溶接装置を利用して無人で自動溶接することが提案されており、品質の向上と溶接処理の効率アップ及びコストダウン等が図られている。

図７に示されるように、従来ではナットフィーダから供給されるウェルドナット６０のねじ穴６０ａに、軸方向に伸縮動する供給ロッド５１を串刺して溶接位置に供給していた。パーツフィーダから供給されるウェルドナット６０は、供給ロッド５１で串刺される前に、マグネット５２の磁力で吸着して保持されるようになっている。なお、５３は磁性体である鉄製のプレートであり、図７においてマグネット５２の上側に配設されて、マグネット５２の磁力をウェルドナットに伝達している。また、５４は非磁性体であるステンレス製の保持材であり、マグネット５２を保持している。

しかしながら、ウェルドナット６０の外周にはプロジェクション６０ｂが突出しているため、ウェルドナット６０をマグネット５２で保持した際に、ウェルドナット６０が傾いてしまう。このため、ウェルドナット６０を溶接位置に供給する際に、ウェルドナット６０のねじ穴６０ａに供給ロッド５１が入らず串刺すことができずに、ウェルドナット６０を落下させてしまうという問題があった。そこで、傾いた状態であっても、供給ロッド５１でウェルドナット６０を串刺して溶接位置に供給するために、図７に示されるように、供給ロッド５１の先端をウェルドナット６０のねじ穴６０ａよりも大幅に細くしていた。しかし、供給ロッド５１の先端を細くすることにより、強度が低下し曲がってしまうという問題があった。また、ウェルドナット６０のねじ穴６０ａに供給ロッド５１で串刺した際に、ウェルドナット６０が回転してしまうことから、溶接位置にウェルドナット６０を供給することができない場合があり、ウェルドナット６０を持ち帰ってしまい、持ち帰り途中でウェルドナット６０を落下させてしまことがあるという問題があった。
特開２００２−３０７１９１号公報

本発明は上記問題を解決し、供給ロッドが曲がらず、確実にウェルドナットを溶接位置に供給することができるウェルドナット供給装置を提供する。

上記課題を解決するためになされた本発明は、ナットフィーダから供給されるプロジェクションを有するウェルドナットを保持部材の磁力で保持し、この状態でウェルドナットのねじ穴に、軸方向に伸縮動する供給ロッドを串刺して、ウェルドナットを溶接位置に供給するウェルドナット供給装置であって、
前記保持部材にはウェルドナットを磁力で保持する際に、ウェルドナットのねじ穴の軸方向と前記供給ロッドの軸方向とを一致させるための手段を設けたウェルドナット供給装置において、
前記保持部材を、マグネットを収納した基材と、基材の上下の両面を被着する吸着部材から構成するとともに、この吸着部材に凹陥部を形成することにより、ウェルドナットのプロジェクションが前記吸着部材の凹陥部に当接し、一方、ウェルドナット本体の外周面が吸着部材の凹陥部が形成されていない基部側に当接して、ウェルドナットが保持部材に対して傾かないようにし、
また、前記供給ロッドの基部に、供給ロッドの外径より大きく、ウェルドナットのねじ穴の内径より僅かに小さい外径の段差部を形成するとともに、この段差部とシリンダーシャフトの先端の間には、段差部からシリンダーシャフトの先端に向けて除々に外径が大きくなり、テーパー角がウェルドナットのねじ穴の先端に形成されたテーパー部のテーパー角と同一である当接部を形成し、ウェルドナットが供給ロッドを軸にして回転することを抑止するようにしたことを特徴とするものである。

また、保持部材の先方部分の両面に凹陥部を形成し、保持部材の一方の面が摩耗した際に、保持部材を裏返して保持部材の他方の面でウェルドナットを保持して使用することができるように構成することが好ましい。

保持部材にウェルドナットを磁力で保持する際に、ウェルドナットのねじ穴の軸方向と前記供給ロッドの軸方向とを一致させるための手段を設けたので、ウェルドナットを供給ロッドで串刺す際に、ウェルドナットのねじ穴が供給ロッド軸方向と傾かないので、確実にウェルドナットを供給ロッドで串刺すことが可能となり、ウェルドナットの供給不良を防止することが可能となる。また、ウェルドナットのねじ穴が供給ロッド軸方向と傾かないので、供給ロッドを細くしなくても、ウェルドナットのねじ穴に供給ロッドを串刺すことが可能となることから、供給ロッドの強度が増加し、供給ロッドが変形することを防止することが可能となる。

特に、前記保持部材を、マグネットを収納した基材と、基材の上下の両面を被着する吸着部材から構成するとともに、この吸着部材に凹陥部を形成することにより、保持部材でウェルドナットを保持する際にウェルドナットのねじ穴の軸方向と供給ロッドの軸方向を一致させることが可能となる。

また、保持部材の先方部分両面に凹陥部を形成し、保持部材の一方の面が摩耗した際に、保持部材を裏返して保持部材の他方の面でウェルドナットを保持して使用することができるように構成すると、保持部材の両面を使用することが可能となり、ランニングコストを抑えることが可能となる。

また、供給ロッドの基部に、供給ロッドの外径より大きく、ウェルドナットのねじ穴の内径より僅かに小さい外径の段差部を形成すると、供給ロッドでウェルドナットを串刺してウェルドナットを溶接位置に供給する際に、前記段差部がウェルドナットのねじ穴に挿入されることから、供給ロッドで串刺されたウェルドナットの回転を抑制し、確実にウェルドナットを溶接位置に供給することが可能となる。

以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図１に本発明の実施の形態を示すウェルドナット供給装置の横断面図を示し、図２にウェルドナット供給装置の正面図を示す。１は供給管であり、ナットフィーダ（図示せず）から供給されるウェルドナット２０を後述する保持部材５に供給するため管である。供給管１は、供給されるウェルドナットの回転を防止するために、断面形状が長方形状となっていて、供給管１内部の高さ方向の寸法が、ウェルドナットの高さ方向の寸法より大きくなっているが、ウェルドナット２０の幅方向の寸法よりも小さくなっている。

なお、ウェルドナット２０の外周から座面にかけて、プロジェクション２０ａが複数個突設されている。このプロジェクション２０ａは、電気抵抗溶接する際に電流を集中させ、溶接時に溶融して被溶接部材３２（図６に示す）の溶融金属と溶け合い被溶接部材３２と一体化して取り付けられるものである。なお、本実施形態では、プロジェクション２０ａは、ウェルドナット２０に４個突設されている。

２は略円筒形状の供給ヘッドである。供給管１は供給ヘッド２の開口部２ａに臨むように、供給ヘッド２の軸方向と垂直となるように取り付けられている。

図３に、シリンダーの全体図を示す。シリンダー３の内部には、伸縮動自在にシリンダーシャフト６が収納されている。供給ヘッド２の後端部分の内面には、ねじ山が螺刻されていて、シリンダー３の前方部分の内面にもねじ山が螺刻されている。１０はジョイント部材であり、外周面にねじ山が螺刻されている。シリンダー３は、このジョイント部材１０により、供給ヘッド２の後端に接合されている。供給ヘッド２の後方部分は、シリンダーシャフト６の外径より僅かに大きい内径のシリンダーシャフト支持部２ｄとなっていて、シリンダーシャフト６が支持されている。本実施形態では、図３に示されるシリンダーシャフト支持長さａを長くしたので、シリンダーシャフト６がぐらつくことがない。シリンダーシャフト６の後端には、ピストン７が取り付けられている。シリンダー３の底部３ａにエアを吹き込むことにより、ピストン７が押圧されシリンダーシャフト６がシリンダー３の軸方向に伸びる。一方で、シリンダー３の内部３ｂにエアを吹き込むと、ピストン７は押圧され、シリンダーシャフト６が縮む。本実施形態のシリンダー３は、エアで作動するエアシリンダーであるが、油圧で作動する油圧シリンダーであっても差し支えない。

シリンダーシャフト６の先端には、シリンダーシャフト６の外径より小さい外径の供給ロッド４がシリンダーシャフト６と一体となって形成されている。本実施形態では、シャフトを切削加工して、供給ロッド４及びシャフト６を形成している。このように、供給ロッド４をシリンダーシャフト６と一体して形成したので、従来のように供給ロッド４とシリンダーシャフト６をジョイント構造にして嵌めて接合したり、ねじを螺刻してねじ込んで接合したり、溶接して接合したりする場合と比べて、供給ロッド４とシリンダーシャフト６との接合が緩むという問題が発生しない。

シリンダー３は、供給ヘッド２と同軸に、供給ヘッド２の基部に取り付けられている。このような構造により、供給ロッド４は供給ヘッド２の内部に伸縮動自在に収納されている。

供給管１が取り付けられている側と反対側の供給ヘッド２の先端には、板状のブラケット２ｂが取り付けられ、このブラケット２ｂの先端にはボルト穴２ｄが形成されている。図１に示されるように、ブラケット２ｂと供給ヘッド２の先端との間には、保持部材取付凹部２ｃが形成され、この保持部材取付凹部２ｃには、板状の保持部材５が配設されている。言い換えると、保持部材５は、供給管１の開口端１ａが臨む位置の供給ヘッド２に配設されている。この保持部材５は、ブラケット２ｂのボルト穴２ｄに螺入されるボルト８の先端で押さえられて供給ヘッド２の先端に固定されている。なお、ボルト８のねじ部にはナット９が取り付けられ、このナット９をブラケット２ｂ側に締め付けて、ボルト８が緩むことを防止している。

図４に要部の詳細図を示す。図４に示されるように、保持部材５は、基材５ａと、マグネット５ｂと、吸着部材５ｃから構成されている。基材５ａは板状をしていて、磁性体である鉄でできている。基材５ａの中心部には穴が形成され、この基材５に形成された穴にマグネット５ｂが収納されている。これら基材５ａ及びマグネット５ｂの上下の両面を、板状で磁性体である鉄製の吸着部材５ｃが被着している。なお、基材５ａと吸着部材５ｃの縁部は溶接されて、一体となっている。このような構造により、マグネット５ｂの磁力が吸着部材５ｃに伝達される。

図１に示されるように、供給管１の開口端１ａの延長線上に、保持部材５が位置するようになっている。このように、構成することにより、ナットフィーダから供給されるウェルドナット２０が、供給管１の内部を流通して、供給管１の開口端１ａから排出され、磁力により保持部材５の吸着部材５ｃに吸着して保持されるようになっている。このように、吸着部材５ｃは、ウェルドナット２０を保持する、ウェルドナット保持面となっている。なお、ナットフィーダから、供給管１の開口端１ａへの供給方法は、ウェルドナット２０の自重により供給管１内を滑落させる方法であっても、供給管１内にブローエアを吹き込んでウェルドナット２０を供給管１内で流通させる方法であっても差し支えない。

図１や図４に示されるように、保持部材５の吸着部材５ｃの先方側（供給ヘッド２及びブラケット２ｂで固定されている部分を基部側とすると、この基部側の反対側）には、凹陥部５ｄが凹陥形成されている。言い換えると、吸着部材５ｃの先方側は、薄くなっている。凹陥部５ｄの凹陥している深さ寸法は、ウェルドナット本体２０ｂの外周面からのプロジェクション２０ａが突出している寸法と殆ど同じ寸法になっている。このように、保持部材５の吸着部材５ｃに凹陥部５ｄを形成することにより、図１や図４に示されるように、ウェルドナット２０のプロジェクション２０ａが吸着部材５ｃの凹陥部５ｄと当接し、ウェルドナット本体２０ｂの外周面が、吸着部材５ｃの凹陥部５ｄが形成されていない基部側５ｅで当接し、ウェルドナット２０が保持部材５に対して傾かず、ウェルドナット２０のねじ穴２０ｃの軸方向と、供給ロッド４の軸方向を一致させることが可能となる。

図１に示されるウェルドナット２０が保持部材５で保持された状態で、供給ロッド４を伸ばすと、供給ロッド４がウェルドナット２０のねじ穴２０ｃに串刺される。

図５に供給ロッドの詳細図を示す。供給ロッド４の先端は、先端に向けて除々に外径が小さくなっている導入部４ａが形成されている。供給ロッド４の基部には、供給ロッド４の外径より大きい段差部４ｂが形成されている。この段差部４ｂは、ウェルドナット２０の内径よりも僅かに小さい外径となっている。例えば、Ｍ８のウェルドナット２０の場合、段差部４ｂはウェルドナット２０の内径より０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ小さい外径となっている。なお、本実施形態では、Ｍ８のウェルドナット２０の場合、段差部４ｂはウェルドナット２０のねじ穴２０ｃの内径より０．３ｍｍ小さい外径となっている。また、供給ロッド４の外径は、段差部４ｂの外径より０．３ｍｍ〜１ｍｍ小さくなっている。本実施形態では、供給ロッド４の外径は、段差部４ｂの外径より０．４ｍｍ小さくなっている。

図５に示されるように、供給ロッド４と段差部４ｂの間は、供給ロッド４から段差部４ｂに向けて徐々に外径が大きくなるテーパー部４ｃが形成されている。このテーパー部４ｃにより、供給ロッド４で串刺されたウェルドナット２０のねじ穴２０ｃが、段差部４ｂに導かれる。

なお、シャフト６の外径は、段差部４ｂの外径より大きく、またウェルドナット２０のねじ穴２０ｃの内径よりも大きいので、ウェルドナット２０が、供給ロッド４に串刺されウェルドナット２０のねじ穴２０ｃが、段差部４ｂに導かれた際に、シリンダーシャフト６の先端６ａと当接して、ウェルドナット２０のねじ穴２０ｃが、段差部４ｂに導かれた状態でウェルドナット２０が停止する。このように、供給ロッド４の基端にウェルドナット２０のねじ穴２０ｃの内径よりも僅かに小さい外径の段差部４ｂを形成したので、ウェルドナット２０を供給ロッド４で串刺した際に、ウェルドナット２０が供給ロッド４を軸にして回転することを抑止することが可能となる。

図５に示されるように、段差部４ｂとシリンダーシャフト６の先端６ａの間は、段差部４ｂからシリンダーシャフト６の先端６ａに向けて除々に外径が大きくなる当接部４ｄが形成されている。この当接部４ｄのテーパー角ｂは、ウェルドナット２０のねじ穴２０ｃの先端に形成されテーパー部２０ｄのテーパー角と同一になっている。本実施形態では、テーパー角ｂは１２０°である。このように、段差部４ｂとシリンダーシャフト６の先端６ａの間に、当接部４ｄを形成したので、ウェルドナット２０を供給ロッド４で串刺した際に、ウェルドナット２０のねじ穴２０ｃのテーパー部４ｄと、当接部４ｄとが当接して全面当たりすることにより、ウェルドナット２０が供給ロッド４を軸にして回転することをさらに抑止することが可能となる。

図６に、本発明の使用状態図を示す。この図６に示される３０はナット打ち用電極であり、略円筒形状をしている。ナット打ち用電極３０の軸中心には、センターピン３１が収納され、ナット打ち用電極３０の先端から突出している。シリンダーシャフト６を伸ばす方向にフルストロークさせた場合には、供給ロッド４の先端は、図６に示されるように、センターピン３１の先端の近傍まで移動するようになっている。

次に本発明の作用について説明をする。前述したように、供給管１から供給されたウェルドナット２０は、保持部材５で保持される。この状態で、シリンダー３を作動させて、供給ロッド４を伸ばし、ウェルドナット２０のねじ穴２０ｃに、供給ロッド４を串刺す。前述したように、ウェルドナット２０のねじ穴２０ｃは、段差部４ｂに導かれ、ウェルドナット２０の先端がシャフト６の先端６ａと当接しウェルドナット２０が停止する。シリンダーシャフト６がフルストロークして、シリンダーシャフト６の動きが停止した場合に、ウェルドナット２０は、供給ロッド４で串刺された状態で、供給ロッド４に沿って滑落し、ウェルドナット２０のねじ穴２０ｃが、センターピン３１の先端上に導かれ、ウェルドナット２０のねじ穴２０ｃに、センターピン３１が挿入されて、ウェルドナット２０が溶接位置に配置される。

本発明のウェルドナット供給装置を使用続けると、保持部材５の吸着部材５ｃが摩耗する。本実施形態では、保持部材５の先方部分の両面に凹陥部５ｄが形成されているので、保持部材５の一方の面が摩耗した際に、保持部材５を裏返して保持部材５の他方の面でウェルドナット２０を保持して使用することが可能となる。

被溶接物３２の形状によっては、本発明のウェルドナット供給装置を、ナット打ち用電極３０から離さないと干渉してしまう。本実施形態では、ジョイント部材１０で、供給ヘッド２とシリンダー３を接合する構造としたので、図３の下側に示されるような、長いストロークのシリンダー３及びこれに対応したシリンダーシャフト６に交換するだけで、シリンダーシャフト６のストローク量を長くして、本発明のウェルドナット供給装置を、ナット打ち用電極３０から離すことができ、供給管１や供給ヘッド２、保持部材５、ジョイント部材１０等は共通部品として使用することができる。

以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うウェルドナット供給装置もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

本発明の実施の形態を示すウェルドナット供給装置の横断面図である。 本発明の実施の形態を示すウェルドナット供給装置の正面図である。 シリンダーの全体図である。 要部の詳細図である。 供給ロッドの詳細図である。 本発明の使用状態図である。 従来のウェルドナット供給装置の横断面図である。

符号の説明

１ 供給管
１ａ 開口端
２ 供給ヘッド
２ａ 開口部
２ｂ ブラケット
２ｃ 保持部材取付凹部
２ｄ シャフト支持部
３ シリンダー
３ａ 底部
３ｂ 内部
４ 供給ロッド
４ａ 導入部
４ｂ 段差部
４ｃ テーパー部
４ｄ 当接部
５ 保持部材
５ａ 基材
５ｂ マグネット
５ｃ 吸着部材
５ｄ 凹陥部
５ｅ 基部側
６ シリンダーシャフト
６ａ 先端
７ ピストン
８ ボルト
９ ナット
１０ ジョイント部材
２０ ウェルドナット
２０ａ プロジェクション
２０ｂ ウェルドナット本体
２０ｃ ねじ穴
２０ｄ テーパー部
３０ ナット打ち用電極
３１ センターピン
３２ 被溶接部材
５１ 供給ロッド
５２ マグネット
５３ プレート
５４ 保持材
６０ ウェルドナット
６０ａ ねじ穴
６０ｂ プロジェクション
ａ シリンダーシャフト支持長さ
ｂ テーパー角

Claims (2)

1. ナットフィーダから供給されるプロジェクションを有するウェルドナットを保持部材の磁力で保持し、この状態でウェルドナットのねじ穴に、軸方向に伸縮動する供給ロッドを串刺して、ウェルドナットを溶接位置に供給するウェルドナット供給装置であって、
   前記保持部材にはウェルドナットを磁力で保持する際に、ウェルドナットのねじ穴の軸方向と前記供給ロッドの軸方向とを一致させるための手段を設けたウェルドナット供給装置において、
   前記保持部材を、マグネットを収納した基材と、基材の上下の両面を被着する吸着部材から構成するとともに、この吸着部材に凹陥部を形成することにより、ウェルドナットのプロジェクションが前記吸着部材の凹陥部に当接し、一方、ウェルドナット本体の外周面が吸着部材の凹陥部が形成されていない基部側に当接して、ウェルドナットが保持部材に対して傾かないようにし、
   また、前記供給ロッドの基部に、供給ロッドの外径より大きく、ウェルドナットのねじ穴の内径より僅かに小さい外径の段差部を形成するとともに、この段差部とシリンダーシャフトの先端の間には、段差部からシリンダーシャフトの先端に向けて除々に外径が大きくなり、テーパー角がウェルドナットのねじ穴の先端に形成されたテーパー部のテーパー角と同一である当接部を形成し、ウェルドナットが供給ロッドを軸にして回転することを抑止するようにしたことを特徴とするウェルドナット供給装置。
2. 保持部材の先方部分の両面に凹陥部を形成し、保持部材の一方の面が摩耗した際に、保持部材を裏返して保持部材の他方の面でウェルドナットを保持して使用することができるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のウェルドナット供給装置。

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