JP6014957B2 - 正六角形ナットの供給装置 - Google Patents

Description

この発明は、仮止家に進入してきた正六角形ナットと供給ロッドとの相対位置を正しく維持して、該ナットを目的箇所へ供給する正六角形ナットの供給装置に関している。

特許第２９６７１６３号公報には、正六角形ナットを仮止室の定位置に一時係止して供給ロッドで送り出すことが記載されている。また、特許第４９０５３１９号公報にも同様なことが記載されている。

特許第２９６７１６３号公報 特許第４９０５３１９号公報

上記特許文献１に記載されている技術は、正六角形のナット基部に球形部が一体化された複合型ナットを供給するものであり、仮止室のストッパ面は球形部を受け止める箇所やナット基部を受止める箇所などが供給ロッドの進出方向に配列されている。そして、ナットの回転方向の位置決めは、ナットの平坦な外側面がストッパ面に形成した平坦な受け面に密着することによって行われている。

このような構造によってナットの回転方向の位置決めを行うものであると、鉄くずやその他の不純物がナットの外側面とストッパ面の受け面の間に介在したりするため、ねじ孔の中心位置が正規の位置からずれることとなり、供給ロッドがねじ孔に入らない現象が発生し、ナットの正常な供給が不可能となる。

また、上記特許文献２に記載されている技術は、ナット本体の上部に鋼板製のカップ部材を溶接した複合型のナットを供給するものであり、供給ロッドの先端部にナットを受け止める磁石吸引式の凹部が形成され、この凹部にカップ部材とナット本体を受け止めるストッパ面が別々に形成されている。供給ロッドが目的箇所である電極のガイドピンの直近で停止すると、磁石吸引力が消滅し、ナットは凹部から転落してガイドピンに嵌めあわされる。

この特許文献２においては、ナット本体を受け止める凹部においてナットの軸線位置を画一的に設定する機能がないので、ねじ孔の中心位置が正規の位置からずれる虞がある。

本発明は、上記の問題点を解決するために提供されたもので、正六角形ナットが回転方向で見てどのような向きで仮止室に入ってきても、常にねじ孔軸線が一定の位置に位置づけられ、供給ロッドとの相対位置が正しく維持される正六角形ナットの供給装置の提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、本体部が正六角形とされたナットを供給の対象とするとともに、部品供給通路の端部にガイド部材に形成されたストッパ面を有する仮止室が設けられ、仮止室のストッパ面に受け止められたナットに、進退動作をする供給ロッドのガイドロッドを貫通させるかまたは前記ガイドロッドに換えて突起状のガイドピンを進入させて当該ナットを目的箇所へ供給する形式の供給装置において、ストッパ面はナット外側の６つの角線のうち、少なくとも２つの角線が接触する円弧面とされ、ストッパ面を供給ロッドの進出方向に延長することによりガイド部材にストッパ面と連続したガイド面を形成し、前記ガイド部材はほぼ直方体の部材を用いて構成するとともに、ガイド部材に対して直交する向きに永久磁石を内蔵した支持ブロックが固定され、前記部品供給通路を形成する供給管の端部に、支持ブロックを密着させた状態で押し付けてあることを特徴とする正六角形ナットの供給装置である。

前記のストッパ面はナット外側の６つの角線のうち、少なくとも２つの角線が接触する円弧面とされ、ストッパ面を供給ロッドの進出方向に延長することによりガイド部材にストッパ面と連続したガイド面を形成している。

このように、少なくとも２つの角線がストッパ面に接触していることにより、ねじ孔の軸線はストッパ面の円弧の中心線と正確に合致する。したがって、ナットが回転方向で見てどのような向きで仮止室に入ってきても、上記の軸線合致が確実にえられる。前記ガイドロッドやガイドピンの中心線とストッパ面の円弧の中心線を合致させておくことにより、ストッパ面に受け止められたナットのねじ孔はその軸線がガイドロッドやガイドピンの中心線と正確に合致する。したがって、供給ロッドが進出すると、ガイドロッドやガイドピンが正確にねじ孔に進入する。

そして、ストッパ面やガイド面に接触する角線を２つではなく３つにすることによって、ストッパ面やガイド面に対するねじ孔軸線の正しい相対位置を一層安定した状態で確保することができる。

ストッパ面ないしガイド面に対するナットの接触が、ナットの角線における線接触であるから、ナットが押し出されるときの摺動抵抗が少なくなり、円滑な送り出しが可能となる。さらに、このような線接触であるから、ナットの平坦な外側面と円弧面との間に隙間ができるので、鉄くずなどの不純物は隙間空間に収容され、ねじ孔の軸線の位置が狂わない、という効果がある。

また、ストッパ面の円弧面はそのままの形状で供給ロッドの進出方向に延長されてガイド面が形成されているので、供給ロッドの進出によってナットはストッパ面からガイド面に向かって滑らかに移動し、信頼性の高いナット供給が実現する。

供給装置全体を簡略的に示す側面図である。 供給装置の各部の構造を示す断面図である。 ナットとストッパ面の位置関係を示す断面図である。 ナットとストッパ面の他の位置関係を示す断面図である。

つぎに、本発明の正六角形ナットの供給装置を実施するための形態を説明する。以下の説明において、正六角形ナットを単にナットと表現する場合もある。

図１〜図４は、本発明の実施例１を示す。

最初に、本実施例における正六角形ナットついて説明する。

図２（Ｄ）に示すように、鉄製の正六角形ナット１は、平面的に見て本体部２が正六角形とされている。この本体部２の中央に、ねじ孔３が設けられている。６つの外側面４は平面であり、ねじ孔３の軸線方向に６つの角線５が形成されている。これらの角線５は６０度間隔で配置されている。各部の寸法は、ナットの直径方向の角線間寸法が１５ｍｍ、ねじ孔３の内径が９ｍｍ、本体部２の高さが６．５ｍｍである。

つぎに、供給装置について説明する。

供給装置全体は符号１００で示されている。ナット１よりも大きな寸法の矩形断面とされた部品供給通路６が供給管７によって形成されている。供給管７の端部にこれに直交する状態でガイド筒８が溶接されている。ほぼ直方体の形をした細長いブロック部材を加工したガイド部材９が供給管７の端部に固定されており、これにより仮止室１０が形成されている。仮止室１０にナット１が送り出される出口開口１１が設けてある。

供給ロッド１７はガイド筒８内に収容され、大径の主ロッド１８とそれよりも小径のガイドロッド１９によって構成され、主ロッド１８とガイドロッド１９の境界部に平面状の押出し面２０が形成されている。ガイドロッド１９の先端部は図示のように球形とされるか、または図示されていないがテーパ形状とされている。ガイド筒８の端部に進退駆動手段２１が結合され、これの進退出力で供給ロッド１７が進退するようになっている。この進退駆動手段２１としては、エアシリンダや進退出力式の電動モータなど色々なものが採用できる。ここではエアシリンダであり、これにも符号２１が付されている。

細長いガイド部材９には、それと直交する向きで細長い支持ブロック１３が溶接してある。この支持ブロック１３は、細長い直方体状の部材で構成され、ガイド部材９の上端部に形成した切欠き部１４に組み付けられた状態で溶接されている。切欠き部１４に組み付けられた部分以外の支持ブロック１３の突出部分は、上側の上突出部分１５および左右の横突出部分１６とされ、両突出部分１５と１６の表面は１仮想平面上に存在している。したがって、図２（Ｂ）に示すように、ガイド部材９と支持ブロック１３が一体化された部材が供給管７の端部に固定されている。

上突出部分１５と横突出部分１６を供給管７の端部に密着させて、ガイド部材９の取り付けがなされている。支持ブロック１３を供給管７の端部に押し付けるために、ガイド筒８に固定片２２が溶接され、これにねじ込んで貫通させた固定ボルト２３によって上記押し付けがなされている。

上記切欠き部１４を止めて、ガイド部材９の背面を支持ブロック１３の表面に密着させ、ガイド部材９と支持ブロック１３を溶接などの方法で一体化してもよい。

つぎに、ストッパ面およびガイド面について説明する。

ナット１のねじ孔３の軸線Ｏ−Ｏとガイド部材９との相対位置が常に一定の位置関係となるように、すなわち軸線Ｏ−Ｏがガイド部材９の所定位置からずれないようにするために、ガイド部材９にストッパ面２５およびそれに連続したガイド面２６が形成されている。ストッパ面２５は円弧面とされ、この円弧の直径はナット外側の６つの角線のうち、少なくとも２つの角線５が接触する値となっている。すなわち、図３（Ａ）に示すように、２つの角線５がストッパ面２５の円弧面に接触している。

また、図４（Ａ）ではナット１の回転方向の向きにより、３つの角線５がストッパ面２５と接触している。このために円弧面は半円の角度範囲までとされている。さらに、図４（Ｂ）に示すように、ナット１の回転方向の向きによって、４つの角線５がストッパ面２５と接触している。このために円弧面は半円の角度範囲までとされている。なお、図２（Ｂ）では、ナット１の回転方向の向きによって、４つの角線５が接触している。このために円弧面は半円の角度範囲までとされている。

このような接触状態から明らかなように、前記軸線Ｏ−Ｏは、ねじ孔３の軸線であるとともに、円弧面であるストッパ面２５の中心線でもある。したがって、符号２５はストッパ面を示すものとして記載されているが、このようにねじ孔３の軸線Ｏ−Ｏとストッパ面２５の中心線が共通軸線となっているので、円弧面についても符号２５が付されている。

さらに、供給ロッド１７の進出によってガイドロッド１９がねじ孔３を貫通しなければならないので、ガイドロッド１９の中心線、すなわち供給ロッド１７の中心線も軸線Ｏ−Ｏと共通軸線とされている。

部品供給通路６の延長位置に永久磁石２７が配置され、ストッパ面２５に受け止められたナット１がストッパ面２５に吸引されて、一時係止状態となる。永久磁石２７は、支持ブロック１３内に埋め込まれている。この永久磁石２７の配置位置は、仮止室１０に入ってきたナット１を最も強く吸引できる箇所とされている。具体的には、部品供給通路６の延長箇所である。

前記ガイド面２６は、ストッパ面２５の円弧面がそのままの形状で供給ロッド１７の進出方向に延長されることによって形成されている。すなわち、断面が半円形の真っ直ぐな樋型とされている。言い換えると、ガイド面２６とストッパ面２５は、単一の半円筒型内面を形成している。

つぎに、供給動作を説明する。

この実施例では、ナット１の供給箇所が固定電極２８の位置決めピン２９である。固定電極２８上に鋼板部品３０が載置され、鋼板部品３０の下孔から位置決めピン２９が突き出ている。進退動作をする可動電極３１が固定電極２８と同軸状態で配置してある。

仮止室１０に入ってきたナット１は永久磁石２７の吸引力で角線５がストッパ面２５に接触し、一時係止状態とされる。この接触箇所の数は、図３および図４に示すように、円弧面の円弧角度によって２つ〜４つとされる。この一時係止状態において、ねじ孔軸線Ｏ−Ｏと供給ロッド１７の中心線が共通軸線となっている。

ここで、供給ロッド１７が進出してガイドロッド１９がねじ孔３を貫通し、さらに供給ロッド１７が進出して押出し面２０がナット１の上面を押すことにより、ナット１の角線５がストッパ面２５からガイド面２６を擦りながら、すなわち線接触をしながら押し出されてゆく。このときの供給ロッドの進出速度はナット１が落下しないようにするために、ナット１の落下速度よりも速く設定してある。

ガイドロッド１９の先端部が位置決めピン２９の直前で停止すると、ナット１は慣性力でガイドロッド１９を滑り落ちて図１の２点鎖線図示のように位置決めピン２９に合致する。供給ロッド１７が後退してから、可動電極３１が進出して溶着用突起が鋼板部品３０の表面に加圧され、溶接電流が通電されて溶接が完了する。

なお、上述の実施例では、ガイドロッド１９がナット１のねじ孔３を貫通するものでるが、これに換えて図２（Ｅ）に示すように、短いガイドピン３２をねじ孔３の長さと同じかまたはそれよりもわずかに短くして、ねじ孔３に進入させることも可能である。

上述の供給ロッドの進退動作は、一般的に採用されている制御手法で容易に行うことが可能である。制御装置またはシーケンス回路からの信号で動作する空気切換弁や、エアシリンダの所定位置で信号を発して前記制御装置に送信するセンサー等を組み合わせることによって、所定の動作を確保することができる。

以上に説明した実施例１の作用効果は、つぎのとおりである。

上述のように、少なくとも２つの角線５がストッパ面２５に接触していることにより、ねじ孔３の軸線Ｏ−Ｏはストッパ面２５の円弧の中心線と正確に合致する。したがって、ナット１が回転方向で見てどのような向きで仮止室１０に入ってきても、上記の軸線合致が確実にえられる。前記ガイドロッド１９やガイドピン３２の中心線とストッパ面２５の円弧の中心線を合致させておくことにより、ストッパ面２５に受け止められたナット１のねじ孔３はその軸線Ｏ−Ｏがガイドロッド１９やガイドピン３２の中心線と正確に合致する。したがって、供給ロッド１７が進出すると、ガイドロッド１９やガイドピン３２が正確にねじ孔３に進入する。

円弧面２５、２６の円弧角度の範囲を選定することにより、角線５の接触数を上記のように２つとしたり、３つあるいは４つとしたりしてナット１の一時係止を一層安定させることができる。

また、ストッパ面２５の円弧面はそのままの形状で供給ロッド１７の進出方向に延長されてガイド面２６が形成されているので、供給ロッド１７の進出によってナット１はストッパ面２５からガイド面２６に向かって滑らかに移動し、信頼性の高いナット供給が実現する。つまり、ガイド面２６の箇所においても、上述の軸線Ｏ−Ｏが供給ロッド１７の中心線やガイド面２６の円弧面の中心線と合致しているので、角線５の線接触状態が継続したナット送出が確実に行われる。

ストッパ面２５ないしガイド面２６に対するナット１の接触が、ナット１の角線５における線接触であるから、ナット１が押し出されるときの摺動抵抗が少なくなり、円滑な送り出しが可能となる。さらに、このような線接触であるから、ナット１の平坦な外側面４と円弧面２５、２６との間に隙間ができるので、鉄くずなどの不純物は隙間空間に収容され、ねじ孔３の軸線Ｏ−Ｏの位置が狂わない、という効果がある。

ガイド部材９はほぼ直方体の部材に機械加工を施して、円弧状のストッパ面２５やガイド面２６が形成してあるので、円弧面を精密に形成することが簡単に行える。同時に、ガイド部材９に対して直交する向きに支持ブロック１３が固定されているので、部品供給通路６の延長箇所に磁石２７を配置することが簡単な構造で実現できる。さらに、支持ブロック１３がガイド部材９に対して直交しているので、取り付けに必要な横突出部分１６を形成することが簡単に行える。なお、上突出部分１５は供給管７の端部形状によっては、止めることができる。

別々の部材として準備されたガイド部材９と支持ブロック１３を前述のように直交させて一体化するとともに、支持ブロック１３内に永久磁石２７を内蔵したものであるから、円弧状のストッパ面２５やガイド面２６の形状とは関係することなく、永久磁石２７の配置が簡単に行える。同時に、永久磁石２７のナット１に対する最適位置が正確に求められる。

上述のように、本発明の装置によれば、正六角形ナットが回転方向で見てどのような向きで仮止室に入ってきても、常にねじ孔軸線が一定の位置に位置づけられ、供給ロッドとの相対位置が正しく維持される。したがって、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などの広い産業分野で利用できる。

１ 正六角形ナット
２ 本体部
３ ねじ孔
５ 角線
６ 部品供給通路
７ 供給管
９ ガイド部材
１０ 仮止室
１７ 供給ロッド
１９ ガイドロッド
２１ 進退駆動手段、エアシリンダ
２５ ストッパ面
２６ ガイド面
３２ ガイドピン
１００ 供給装置
Ｏ−Ｏ ねじ孔の軸線

Claims (1)

1. 本体部が正六角形とされたナットを供給の対象とするとともに、部品供給通路の端部にガイド部材に形成されたストッパ面を有する仮止室が設けられ、仮止室のストッパ面に受け止められたナットに、進退動作をする供給ロッドのガイドロッドを貫通させるかまたは前記ガイドロッドに換えて突起状のガイドピンを進入させて当該ナットを目的箇所へ供給する形式の供給装置において、ストッパ面はナット外側の６つの角線のうち、少なくとも２つの角線が接触する円弧面とされ、ストッパ面を供給ロッドの進出方向に延長することによりガイド部材にストッパ面と連続したガイド面を形成し、前記ガイド部材はほぼ直方体の部材を用いて構成するとともに、ガイド部材に対して直交する向きに永久磁石を内蔵した支持ブロックが固定され、前記部品供給通路を形成する供給管の端部に、支持ブロックを密着させた状態で押し付けてあることを特徴とする正六角形ナットの供給装置。

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