JP6202042B2

JP6202042B2 - ボルト回収装置、及びボルト回収システム

Info

Publication number: JP6202042B2
Application number: JP2015090118A
Authority: JP
Inventors: 一也三浦; 佐川　尚; 尚佐川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-04-27
Filing date: 2015-04-27
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2035-04-27
Also published as: US10035247B2; US20160311119A1; JP2016203333A; EP3088133B1; CN106078595A; CN106078595B; EP3088133A1

Description

本発明はボルト回収装置、及びボルト回収システムに関する。

車両の組み立てライン等では、車両を組み立てる際に低位置に発生するボルトを回収するために作業者が蹲踞姿勢や深い前屈み姿勢をとらなければならない場合がある。このような姿勢は作業者にとって負担となる。このため、作業者の負担を軽減するために、車両を組み立てる際に低位置に発生するボルトを回収するボルト回収装置が必要とされている。

特許文献１には、対向配置されている弾性変形可能な一対のチャック部材間にワークを挟持することでワークを保持するチャック装置が開示されている。特許文献１に開示されているチャック装置では、一対のチャック部材をそれぞれ弾性的に湾曲変形させ、変形によるチャック部材からの弾性復元力を用いてワークを一対のチャック部材間に保持している。

特開２００２−３２６１８０号公報

背景技術で説明したように、車両の組み立てライン等では、車両を組み立てる際に低位置に発生するボルトを回収するボルト回収装置が必要とされている。例えば、ボルト回収装置として、特許文献１に開示されているチャック装置を用いる場合は、対向配置されている弾性変形可能な一対のチャック部材間にボルトを挟持し、一対のチャック部材とボルトとの間に発生する摩擦力を用いてボルトを保持する。

しかしながら、ボルトのような重い部材を一対のチャック部材を用いて狭持した場合は、一対のチャック部材とボルトとの間に十分な摩擦力を発生させることができず、一対のチャック部材間に保持しているボルトが徐々に位置ずれして落下するおそれがある。

上記課題に鑑み本発明の目的は、ボルトを確実に回収することができるボルト回収装置、及びボルト回収システムを提供することである。

本発明にかかるボルト回収装置は、上下方向に貫通している開口部を備えるガイド部材と、前記ガイド部材の前記開口部の上側において、それぞれの部材の端部が隣接領域で互いに対向するように配置された第１の板状部材及び第２の板状部材と、を備え、前記ガイド部材の前記開口部内から前記隣接領域に向かってボルトが挿入された場合に、前記第１および第２の板状部材の双方は、前記ボルトに当接して上方向に回動し、前記第１及び第２の板状部材の前記端部は、前記ボルトの側面に当接して当該ボルトを狭持する。

このように本発明にかかるボルト回収装置では、第１の板状部材の端部と第２の板状部材の端部とでボルトを狭持するように構成されている。このため、ボルトが自重によって落下しようとした際、第１の板状部材の端部と第２の板状部材の端部とがボルトの溝に引っかかり、更に、第１および第２の板状部材がそれぞれ下方向に回動しようとする力がボルトに作用するため、第１および第２の板状部材がボルトを狭持する力が強くなる。よって、ボルト回収時におけるボルトの落下を抑制することができ、ボルトを確実に回収することができる。

また、本発明にかかるボルト回収装置は、前記ボルトを貯蔵するボルト貯蔵部を更に備えていてもよく、前記ボルト回収装置は、所定の条件が満たされると、前記第１の板状部材の前記端部と前記第２の板状部材の前記端部とを前記ボルトの直径よりも大きい長さ分だけ互いに離間させることにより、前記狭持されているボルトを前記ボルト貯蔵部に落下させるようにしてもよい。このような構成とすることで、所定の条件が満たされたタイミングでボルトをボルト貯蔵部に落下させて回収することができる。

また、本発明にかかるボルト回収システムは、上記に記載のボルト回収装置と、前記ボルトを所定の部材から取り外す取り外し機構と、前記取り外し機構を昇降する昇降機構とを備える台車と、を備える。前記取り外されたボルトは前記取り外し機構の先端に保持されており、前記台車は、前記昇降機構により前記取り外し機構を上昇させることで、前記ガイド部材の前記開口部側から前記第１および第２の板状部材の隣接領域に向かって前記ボルトを挿入する。このような構成とすることで、台車の取り外し機構の先端に保持されているボルトを、ボルト回収装置を用いて迅速、且つ確実に回収することができる。

本発明により、ボルトを確実に回収することができるボルト回収装置、及びボルト回収システムを提供することができる。

実施の形態にかかるボルト回収装置を示す断面図である。実施の形態にかかるボルト回収装置を示す上面図である。実施の形態にかかるボルト回収装置がボルトを狭持している状態を示す断面図である。実施の形態にかかるボルト回収装置がボルトを狭持している状態を示す上面図である。実施の形態にかかるボルト回収システムを用いてボルトを回収する動作を説明するための断面図である。実施の形態にかかるボルト回収システムを用いてボルトを回収する動作を説明するための断面図である。実施の形態にかかるボルト回収システムを用いてボルトを回収する動作を説明するための断面図である。実施の形態にかかるボルト回収装置がボルトを落下させる動作を説明するための断面図である。実施の形態にかかるボルト回収装置がボルトを落下させる動作を説明するための断面図である。実施の形態にかかるボルト回収装置がボルトを落下させる動作を説明するための断面図である。実施の形態にかかるボルト回収システムを用いてボルトを回収する動作を説明するための図である。実施の形態にかかるボルト回収システムを用いてボルトを回収する動作を説明するための図である。実施の形態にかかるボルト回収システムを用いてボルトを回収する動作を説明するための図である。実施の形態にかかるボルト回収システムを用いてボルトを回収する動作を説明するための図である。実施の形態にかかるボルト回収システムを用いてボルトを回収する動作を説明するための図である。実施の形態にかかるボルト回収システムを用いてボルトを回収する動作を説明するための図である。実施の形態にかかるボルト回収システムを用いてボルトを回収する動作を説明するための図である。実施の形態にかかるボルト回収システムを用いてボルトを回収する動作を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１、図２はそれぞれ、本実施の形態にかかるボルト回収装置を示す断面図および上面図である。また、図３、図４はそれぞれ、本実施の形態にかかるボルト回収装置がボルトを狭持している状態を示す断面図および上面図である。図１〜図４に示すように、本実施の形態にかかるボルト回収装置１は、板状部材１１ａ、１１ｂ、支持部材１２ａ、１２ｂ、連結部材１３ａ、１３ｂ、板状部材１４ａ、１４ｂ、及びガイド部材１５を備える。

板状部材１１ａおよび板状部材１４ａは、連結部材１３ａを介して回動可能に連結されている。板状部材１４ａは支持部材１２ａに固定されている。同様に、板状部材１１ｂおよび板状部材１４ｂは、連結部材１３ｂを介して回動可能に連結されている。板状部材１４ｂは支持部材１２ｂに固定されている。板状部材１１ａおよび板状部材１１ｂはそれぞれ、ガイド部材１５の開口部１６の上側において、板状部材１１ａの端部１７ａおよび板状部材１１ｂの端部１７ｂが隣接領域１８で互いに対向するように配置されている。本実施の形態にかかるボルト回収装置１では、板状部材１１ａ、１１ｂのそれぞれの端部１７ａ、１７ｂでボルト２０を狭持するので（図３、図４参照）、端部１７ａと端部１７ｂとの間隔がボルト２０の直径よりも小さくなるように板状部材１１ａ、１１ｂを配置する。

ガイド部材１５は、上下方向に貫通している開口部１６を備える。ボルト２０を回収する際、ガイド部材１５の開口部１６の中から隣接領域１８に向かってボルトが挿入される。ガイド部材１５の上面は、板状部材１１ａ、１１ｂの下面と当接しており、板状部材１１ａ、１１ｂの下方向への回動を抑止している。例えば、板状部材１１ａ、１１ｂ、支持部材１２ａ、１２ｂ、連結部材１３ａ、１３ｂ、板状部材１４ａ、１４ｂ、及びガイド部材１５は金属材料を用いて構成することができる。

次に、図３、図４を用いて、ボルト回収装置１がボルト２０を狭持している状態について説明する。ガイド部材１５の開口部１６の中から隣接領域１８（図１参照）に向かってボルト２０が挿入されると、板状部材１１ａおよび板状部材１１ｂの双方は、ボルト２０に当接して上方向に回動する。そして、板状部材１１ａの端部１７ａおよび板状部材１１ｂの端部１７ｂは、ボルト２０の側面に当接してボルト２０を狭持する。このとき、支持部材１２ａ、１２ｂのそれぞれは、板状部材１４ａ、１４ｂが動かないように固定してるので、板状部材１１ａ、１１ｂが連結部材（回動軸）１３ａ、１３ｂを中心に上方向に回動する。

次に、図５Ａ〜図５Ｃを用いて、本実施の形態にかかるボルト回収システムを用いてボルトを回収する動作について説明する。図５Ａに示すように、本実施の形態にかかるボルト回収システムは、上記で説明したボルト回収装置１、及び取り外し装置２を備える。

取り外し装置２は、昇降機構２１および取り外し機構２２を備える。昇降機構２１は、取り外し機構２２を上下方向に昇降する。取り外し機構２２は、ボルトを所定の部材から取り外す。取り外し機構２２は、部材２３、ソケット２４、シャフト２５、及びバネ２６を備える。部材２３およびソケット２４は、シャフト２５を介して連結されている。部材２３には昇降機構２１側から回転トルクが伝達される。この回転トルクは、シャフト２５を介して部材２３からソケット２４に伝えられる。

また、取り外し機構２２の周囲には、ガイド部材２８が設けられている。ガイド部材２８は、上下方向に貫通している開口部を備える。ガイド部材２８は、取り外し機構２２がガイド部材２８の開口部内を昇降する際、取り外し機構２２が横方向に変位しないようにガイドする。

取り外し装置２が所定の部材からボルトを取り外す際は、所定の部材に取り付けられているボルトの頭部にソケット２４の先端を嵌合させる。その後、昇降機構２１側から回転トルクを供給してソケット２４を回転させてボルトを取り外す。図５Ａに示すように、取り外されたボルト２０は取り外し機構２０の先端、つまりソケット２４の先端に保持される。例えば、ソケット２４の先端に磁石を設けることで、ソケット２４の先端にボルト２０を確実に固定することができる。

このようにして取り外されたボルト２０を、ボルト回収装置１を用いて回収する場合は、図５Ｂに示すように、取り外し装置２の昇降機構２１を用いて取り外し機構２２を上昇させる。これにより、ガイド部材１５の開口部１６側から板状部材１１ａ、１１ｂの隣接領域１８（図５Ａ参照）に向かってボルト２０が挿入される。ボルト２０が挿入されると、板状部材１１ａおよび板状部材１１ｂの双方は、ボルト２０に当接して上方向に回動する。

その後、図５Ｃに示すように、取り外し装置２の昇降機構２１を用いて取り外し機構２２を降下させる。このとき、板状部材１１ａの端部１７ａおよび板状部材１１ｂの端部１７ｂは、ボルト２０の側面に当接してボルト２０を狭持しているので、ボルト２０が保持される。

このように本実施の形態にかかるボルト回収装置１では、板状部材１１ａの端部１７ａと板状部材１１ｂの端部１７ｂとでボルト２０を狭持するように構成されている。このため、ボルト２０が自重によって落下しようとした際、板状部材１１ａの端部１７ａと板状部材１１ｂの端部１７ｂとがボルトの溝に引っかかり、更に、板状部材１１ａ、１１ｂがそれぞれ下方向に回動しようとする力がボルト２０に作用するため、板状部材１１ａ、１１ｂがボルト２０を狭持する力が強くなる。よって、ボルト回収時におけるボルト２０の落下を抑制することができ、ボルトを確実に回収することができる。

次に、図６Ａ〜図６Ｃを用いて、ボルト回収装置１がボルト２０を落下させる動作について説明する。本実施の形態にかかるボルト回収装置１は、所定の条件が満たされると、回収したボルト２０をボルト貯蔵部３０に落下させるように構成されている。これにより、所定の条件が満たされたタイミングでボルト２０をボルト貯蔵部３０に貯蔵することができる。また、ボルト回収装置１は、新たに次のボルトを回収することができる。

図６Ａに示す板状部材１１ａおよび板状部材１１ｂで狭持されているボルト２０を落下させる場合は、図６Ｂに示すように、支持部材１２ａ、１２ｂをそれぞれ図６Ｂの矢印に示す方向に回動させる。ここで、板状部材１４ａ、１４ｂはそれぞれ支持部材１２ａ、１２ｂに固定されているので、支持部材１２ａ、１２ｂが回動すると、板状部材１４ａ、１４ｂも変位する。これにより、連結部材１３ａ、１３ｂもそれぞれ下方向に変位し、板状部材１１ａ、１１ｂのそれぞれも下方向に変位していく（図６Ａ、図６Ｂ参照）。その後、更に支持部材１２ａ、１２ｂが回動すると、板状部材１１ａ、１１ｂのそれぞれの下面がガイド部材１５に当接し、板状部材１１ａの端部１７ａと板状部材１１ｂの端部１７ｂとの間隔が広がっていく。そして、板状部材１１ａの端部１７ａと板状部材１１ｂの端部１７ｂとの間隔がボルト２０の直径よりも大きくなると、狭持されているボルト２０がボルト貯蔵部３０に落下する（図６Ｃ参照）。

上記で説明した動作により、ボルト回収装置１が保持しているボルト２０をボルト貯蔵部３０に落下して回収（貯蔵）することができる。このような動作は、所定の条件が満たされた際に実施することができる。ここで、所定の条件は任意に決定することができる。

例えば、図５Ａ〜図５Ｃに示した取り外し装置２に保持されているボルト２０をボルト回収装置１で狭持した後、取り外し装置２がボルト回収装置１から離脱する際に、ボルト２０が落下するようにしてもよい。また、例えば、ボルト回収装置１にスイッチ（不図示）を設け、作業者がこのスイッチを押した際にボルト２０が落下するようにしてもよい。また、例えば、ボルト回収装置１にタイマー（不図示）を設け、ボルト回収装置１でボルト２０を狭持した後、所定の時間経過後に自動的にボルト２０が落下するようにしてもよい。更に、作業者がスイッチを押してから所定の時間経過後に自動的にボルト２０が落下するようにしてもよい。なお、取り外し装置２がボルト回収装置１から離脱する際に支持部材１２ａ、１２ｂを回動させる機構、作業者がスイッチを押した際に支持部材１２ａ、１２ｂを回動させる機構、及び所定の時間経過後に支持部材１２ａ、１２ｂを回動させる機構については、一般的な技術を用いて構成することができるので説明を省略する。

次に、図７Ａ〜図７Ｈを用いて、本実施の形態にかかるボルト回収システムを用いてボルトを回収する動作について説明する。図７Ａ〜図７Ｈでは一例として、車両４１の前方下部にボルト４４を用いて取り付けられているロアサポート４３を取り外す作業について説明する。

図７Ａに示すように、まず作業者４２はロアサポート４３の下部に台車４５を配置する。その後、図７Ｂに示すように、作業者４２は、台車４５に搭載されているナットランナ４６（図５Ａ〜図５Ｃの取り外し装置２に対応）を上昇させて、ロアサポート４３を固定しているボルト４４を取り外す。これによりロアサポート４３およびボルト４４が車両４１から外れる。その後、図７Ｃに示すように、作業者４２はナットランナ４６を降下させる。このとき、取り外されたボルト４４は、ナットランナ４６のソケット２４の先端に保持されている（図５Ａ参照）。また、取り外されたロアサポート４３は台車４５の受け部に載置される。

図７Ｄに示すように、作業者４２はロアサポート４３およびボルト４４を積んだ台車４５を回収ワゴン５０の方に移動する。ここで、回収ワゴン５０には、ロアサポート４３を回収する回収棚５１、ボルト回収装置５２（図５Ａ〜図５Ｃのボルト回収装置１に対応）、及びボルト貯蔵部５３（図６Ａ〜図６Ｃのボルト貯蔵部３０に対応）が設けられている。その後、図７Ｅに示すように、作業者４２は、ロアサポート４３を載置している受け部４７を上昇させる。そして、図７Ｆに示すように、受け部４７に載置されているロアサポート４３を回収ワゴン５０の回収棚５１に移動させる。また、作業者４２は、ナットランナ４６を上昇させて、取り外されたボルト４４をボルト回収装置５２に挿入する。その後、図７Ｇに示すように、作業者４２はナットランナ４６を下降させる。この動作により、ボルト回収装置５２にボルト４４が保持される。なお、ボルト回収装置５２にボルト４４を保持する動作については、上記の図５Ａ〜図５Ｃで説明した動作と同様である。

その後、図７Ｈに示すように、台車４５が回収ワゴン５０から離脱すると、ボルト回収装置５２に保持されていたボルト４４がボルト貯蔵部５３に落下する。このような動作により、車両４１に取り付けられていたロアサポート４３及びボルト４４を取り外した後、取り外したロアサポート４３及びボルト４４を回収ワゴン５０に移動することができる。作業者４２は、回収ワゴン５０にロアサポート４３及びボルト４４を移動した後、次の車両のロアサポート及びボルトを回収する作業を繰り返す。また、回収ワゴン５０の回収棚５１に載置されているロアサポート４３は、不図示のライン側シュータに移動される。また、ボルト貯蔵部５３に貯蔵されているボルトは、貯蔵量が所定の量よりも多くなった際に、他の容器に移される。

このように、本実施の形態にかかるボルト回収システムを用いることで、車両を組み立てる際に低位置に発生するボルトを作業者に負担をかけることなく回収することができる。

以上、本発明を上記実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。

１ボルト回収装置
２取り外し装置
１１ａ、１１ｂ板状部材
１２ａ、１２ｂ支持部材
１３ａ、１３ｂ連結部材
１４ａ、１４ｂ板状部材
１５ガイド部材
１６開口部
１７ａ、１７ｂ端部
１８隣接領域
２０ボルト
２１昇降機構
２２取り外し機構
２３部材
２４ソケット
２５シャフト
２６バネ
３０ボルト貯蔵部
４１車両
４２作業者
４３ロアサポート
４４ボルト
４５台車
４６ナットランナ
４７受け部
５０回収ワゴン
５１回収棚
５２ボルト回収装置
５３ボルト貯蔵部

Claims

上下方向に貫通している開口部を備えるガイド部材と、
前記ガイド部材の前記開口部の上側において、それぞれの部材の第１の端部が隣接領域で互いに対向するように配置された第１の板状部材及び第２の板状部材と、を備え、
前記第１及び第２の板状部材は、前記隣接領域から水平方向に離れた位置であって、前記第１の端部の逆側に位置する第２の端部をそれぞれ有し、
前記ガイド部材の前記開口部内から前記隣接領域に向かってボルトが挿入された場合に、前記第１および第２の板状部材の双方は、前記ボルトに当接して前記第２の端部を中心に上方向に回動し、前記第１及び第２の板状部材の前記第１の端部は、前記ボルトの側面に当接して当該ボルトを狭持し、
前記第１及び第２の板状部材が前記ボルトを狭持している状態において、前記第１及び第２の板状部材の前記第２の端部のそれぞれを下方向に変位させて、前記第１及び第２の板状部材のそれぞれの下面を前記ガイド部材に当接させることで、前記第１の板状部材の前記第１の端部と前記第２の板状部材の前記第１の端部とを前記ボルトの直径よりも大きい長さ分だけ互いに離間させることにより、前記狭持されているボルトを落下させる、
ボルト回収装置。
前記第１の板状部材の前記第２の端部において前記第１の板状部材と回動可能に連結されている第３の板状部材と、
前記第２の板状部材の前記第２の端部において前記第２の板状部材と回動可能に連結されている第４の板状部材と、
前記第３の板状部材を支持する第１の支持部材と、
前記第４の板状部材を支持する第２の支持部材と、を更に備え、
前記第１及び第２の板状部材が前記ボルトを狭持する際、前記第１及び第２の支持部材のそれぞれは、前記第３及び第４の板状部材が動かないように固定し、
前記第１及び第２の板状部材が狭持しているボルトを落下させる際は、前記第１及び第２の支持部材を回動させて、前記第１及び第２の板状部材の前記第２の端部のそれぞれを下方向に変位させる、
請求項１に記載のボルト回収装置。
請求項１または２に記載のボルト回収装置と、
前記ボルトを所定の部材から取り外す取り外し機構と、前記取り外し機構を昇降する昇降機構とを備える取り外し装置と、を備え、
前記取り外されたボルトは前記取り外し機構の先端に保持されており、
前記取り外し装置は、前記昇降機構により前記取り外し機構を上昇させることで、前記ガイド部材の前記開口部側から前記第１および第２の板状部材の隣接領域に向かって前記ボルトを挿入する、
ボルト回収システム。