JP6269288B2

JP6269288B2 - ボルトの自動締結装置

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Publication number: JP6269288B2
Application number: JP2014088445A
Authority: JP
Inventors: 健太郎芝滝
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2014-04-22
Filing date: 2014-04-22
Publication date: 2018-01-31
Anticipated expiration: 2034-04-22
Also published as: JP2015205375A

Description

本発明は、ボルトの自動締結装置に関するものである。

ボルトをボルト孔又はナットなどの締結部位に締め付けるボルトの自動締結装置において、個別に供給されるボルトを、直接チャックへ供給せずに、ビットに対してボルト頭部側から供給し、ナットランナによりビットを回転させながらボルトを押し出し、バネ付勢されたチャックをボルト頭部で押し広げることで、ボルトを目的とする被締結物に到達させるものが知られている（特許文献１）。

実開平６−５０７３５号公報

しかしながら、上記従来技術はボルトの頭部でチャックを押し広げるため、チャックの先端にボルトが引っ掛かることでボルトが傾き、このまま締付けるとボルトが焼き付いたり、締付け自体が不能になったりするという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、ボルトを適切な姿勢に維持しながら締め付けることができるボルトの自動締結装置を提供することである。

本発明は、ボルトの頭部を基端側にしてチャックにて把持し、ビットを前進させてその先端にボルトを保持したのちに、当該ビットをさらに前進させることで目的とする締結部位にボルトを移動させ、締め付ける自動締付装置であり、チャックの先端内面に、チャックによりボルトを把持したときにボルトのねじ部が挿入される通孔を構成する面と、チャックにボルトを把持したときにボルトの座面の外縁に当接する第１傾斜面と、ビットが先端側に向かって前進移動したときにビットの先端外縁に当接する第２傾斜面とを設けることによって上記課題を解決する。

本発明によれば、ビットにて頭部を保持するまではボルトの頭部の外縁が第１傾斜面に当接して把持されているが、ビットにて頭部を保持したのちに当該ビットを前進させると、ビットの先端外縁が第２傾斜面に当接することになる。このビットの先端外縁と第２傾斜面とが当接した状態でビットをさらに前進させると、チャックが開いてボルトの把持が解かれる。すなわち、チャックの開閉はビットの先端外縁で行われ、ボルトには外力が作用しないことになるので、ボルトを適切な姿勢に維持しながら目的とする締結部位に締め付けることができる。

本発明に係るボルトの自動締結装置の一実施の形態を示す全体斜視図である。図１のボルトの自動締結装置を示す全体側面図である。図１のボルトの自動締結装置を示す全体平面図である。図１のチャックを示す拡大側面図である。図１のチャックを示す拡大平面図である。図１のチャックにボルトが供給された状態を示す要部断面図である。図１のチャックにボルトが供給された後にビットを前進させてボルトを保持した状態を示す要部断面図である。図１のチャックにボルトを供給してから当該ボルトを目的部位に締め付けるまでの全体動作を示す平面視断面図である。比較例に係るチャックの不具合を説明するための平面視断面図である。比較例に係るチャックの不具合を解決する一例を説明するための平面視断面図である。図１に示すチャックとビットの作用を説明するための平面視断面図である。図９（Ａ）を拡大して示す半断面図である。図９（Ｂ）を拡大して示す半断面図である。図９（Ｃ）を拡大して示す半断面図である。本発明に係るボルトの自動締結装置の一実施の形態の全体動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。最初に図１〜図３を参照して本例のボルトの自動締結装置１（以下、単に自動締結装置１ともいう。）の全体の構成を説明する。本例の自動締結装置１は、平板状の第１プレート１１１と、この第１プレートの両端にそれぞれ起立して固定された第２プレート１１２及び第３プレート１１３と、を含む基台１１を備える。この基台１１に後述する各種の構成部品が組み付けられて本例の自動締結装置１が構成され、自動締結装置１自体は、ボルト締結が必要とされる工程に設置される。ボルトＢが締め付けられるボルト孔又はナットを締結部位と総称する。

基台１１の第２プレート１１２と第３プレート１１３の間には、一対の平行なスライドシャフト１１４が架設され、この一対のスライドシャフト１１４に、ドライバ支持ベース１１５の下部が挿通されている。また、第２プレート１１２の内側中央には前進限ストッパ１１６が固定されるとともに、ドライバ支持ベース１１５の内側の、前進限ストッパ１１６の先端に対応する位置にストッパ受動部１１７が設けられている。これにより、ドライバ支持ベース１１５は、一対のスライドシャフト１１４に沿って前進及び後退するが、ストッパ受動部１１７が前進限ストッパ１１６の先端に当接した位置で前進移動が規制される。この前進限位置は、ビット１２２の先端に保持したボルトＢが目的とする締結部位に到達する位置に対応する。

ドライバ支持ベース１１５の上部には、ボルトＢを締め付けるためのドライバ１２が支持され、ドライバ支持ベース１１５の中央部には、当該ドライバ１２を進退移動させるための、エアシリンダ又は油圧シリンダなどの流体圧シリンダで構成されたドライバ進退用シリンダ１３のロッド１３１が固定されている。またドライバ進退用シリンダ１３の本体は、第３プレート１１３に固定され、そのロッド１３１が第３プレート１１３に形成された通孔（不図示）を挿通してドライバ支持ベース１１５に固定されている。これにより、ドライバ進退用シリンダ１３の作動、すなわちロッド１３１の進退移動にともない、ドライバ支持ベース１１５が一対のスライドシャフト１１４に沿って前進及び後退する。なおドライバ進退用シリンダ１３は、ボルトＢがチャック１４のボルト案内路１４９ｂへ供給されるのを待機するためにビット１２２が後退する後退待機位置（図６Ａ，図７Ａ参照）と、ビット１２２の凹部１２２ａにボルトＢの頭部Ｂ２を保持するためにビット１２２が前進する第１前進位置（図６Ｂ，図７（Ｂ），図９（Ａ），図１０Ａ）と、保持されたボルトＢを目的とする締結部位に締め付けるために第１前進位置からさらに前進する第２前進位置（図７（Ｃ））と、の間を作動区間とする。そして、この区間への作動は、制御部１５から流体圧回路などで構成されるシリンダ制御部１３２へ制御信号が出力されることにより制御される。

ドライバ１２は、電動又は流体圧ナットランナなどで構成され、本体がドライバ支持ベース１１５に固定され、先端のビットホルダ１２１が第２プレート１１２に固定されたチャック１４に支持されている。そしてドライバ１２の回転軸１２３は、ビットホルダ１２１内に挿通されたビット１２２に連結され、ドライバ１２が作動することでビット１２２が回転して、ボルトＢを締め付ける。このドライバ１２の作動は、制御部１５からドライバ制御部１２６へ制御信号が出力されることにより制御される。なお、鞘状のビットホルダ１２２には、ボルト着座検知用ドグ１２４が固定される一方で、第２プレート１１２には近接センサ１２５が固定されている。そして、ドライバ進退用シリンダ１３が作動してドライバ支持ベース１１５とともにドライバ１２が前進すると、ボルト着座検知用ドグ１２４が近接センサ１２５により検知され、この近接センサ１２５による検出信号は制御部１５に出力される。これにより、制御部１５はシリンダ制御部１３２へ停止信号を出力するタイミングを検知するので、ビット１２２をボルト着座位置、すなわち上述したボルトＢを締結部位に締め付けるための第２前進位置に停止させることができる。

チャック１４は、板状のブラケット１４１を介して第２プレート１１２に固定されている。本例のチャック１４は、ボルト供給装置（不図示）のボルト圧送ホース２が接続される供給口１４３を有する本体１４２と、当該本体１４２に取り付けられ水平面内において開閉する一対のチャック爪１４４，１４４と、当該一対のチャック爪１４４，１４４の先端に形成された半円形状の切り欠きによって構成される通孔１４４ｃと、チャック爪１４４，１４４を強制的に閉成する強制閉成部１４６と、この強制閉成部１４６を駆動する流体圧シリンダ１４７と、を有する。図４及び図５は、チャック１４の拡大側面図及び拡大平面図をそれぞれ示し、図６Ａ及び図６Ｂは、図４の側面図に相当する要部断面図を示す。

図６Ａに示すように、チャック１４の本体１４２は、ブラケット１４１に固定され、ビットホルダ１２１の先端が進退移動可能に挿通する通孔１４９ａと、これに連続したボルト案内路１４９ｂが形成されている。また、ボルト供給装置のボルト圧送ホース２が接続される供給口１４３の一部であるボルト供給可動部１４３ａは、本体１４２に対して、図６Ａに示すボルト供給位置と、図６Ｂに示す退避位置との間で回動可能に設けられるとともに図６Ａに示すボルト供給位置へ向かって弾性付勢されている。これにより、図６Ａに示すように、ビットホルダ１２１及びビット１２２が後退待機位置にある場合に、ボルト供給可動部１４３ａは、弾性付勢によってその先端がボルト案内路１４９ａに向かい、これにより圧送ホース２から供給されるボルトＢは、直線状にボルト案内路１４９ｂに供給されることで円滑にチャック爪１４４の先端の通孔１４４ｃに把持される。一方、ボルトＢがチャック爪１４４に把持された状態でビットホルダ１２１及びビット１２２が前進すると、図６Ｂに示すように、ボルト供給可動部１４３ａは、ビット１２２によって弾性付勢に抗して上に跳ね上げられ、退避位置に回動することになる。

一対のチャック爪１４４，１４４は、図５に示す回転軸１４４ａ，１４４ａを回動中心にして本体１４２に対して水平面内で開閉可能に設けられ、当該回転軸１４４ａ，１４４ａに設けられたばね１４４ｂ，１４４ｂによって閉成方向に弾性付勢されている。また、チャック１４の下部に設けられた強制閉成部１４６は、流体圧シリンダ１４７によって進退移動し、前進するとチャック爪１４４，１４４の下端に当接してその開成を阻止して強制的に閉成する。すなわち、ビット１２２が前進してチャック爪１４４に当接してもその開成を禁止する。一方、強制閉成部１４６が後退すると、チャック爪１４４，１４４の下端との当接が解除されてその開成を許容する。強制閉成部１４６の動作は、制御部１５からの制御信号がシリンダ制御部１４７ａへ出力されることにより制御される。

ビット１２２は、その先端にボルトＢの頭部Ｂ２の形状に相当する凹部１２２ａが形成され、軸の内部に通孔１２２ｂが形成されて真空ポンプなどの真空源１４５に接続されている。そして、真空源１４５を作動しながらボルトＢの頭部Ｂ２を凹部１２２ａに収め、真空吸着によってボルトＢを保持した状態で目的部位に搬送して締め付ける。真空ポンプなどの真空源１４５の作動は、制御部１５からの制御信号が真空源制御部１４５ａへ出力されることにより制御される。

図５に示すように、チャック１４の先端には、検出光が通孔１４４ｃから露出するボルトＢのねじ部Ｂ１を遮光するように光ファイバセンサ１４８が設けられ、一方から照射した光を他方で受光することで、ボルトＢがチャック爪１４４に把持されているか否かを検知する。この光ファイバセンサ１４８によるボルトＢの在席検出信号は制御部１５へ出力され、これにより制御部１５はボルトＢの供給が終了してチャック爪１４４にボルトＢが把持されたことを認識する。

次に、以上のように構成されたボルトの自動締結装置１の全体動作を説明する。図１１は、本例の自動締結装置１の全体動作を示すフローチャートである。まずステップＳ１にて、工程管理装置などの外部装置からボルトの供給指示が出力されると、図外のボルト供給装置が作動し、ねじ部Ｂ１を先端側、頭部Ｂ２を基端側にした姿勢でボルトＢが圧送ホース２内に挿入され、背面から圧縮エアーが供給される。これにより、ボルトＢは、図６Ａ及び図７（Ａ）に示すように、供給口１４３及びボルト供給可動部１４３ａを経由して、チャック１４内のボルト案内路１４９ｂに送給される。一対のチャック爪１４４，１４４は、閉成状態において、その先端にボルトＢの軸部Ｂ１より大径で頭部Ｂ２より小径の通孔１４４ｃが形成されているので、ボルト案内路１４９ｂに供給されたボルトＢは、圧縮エアーによってねじ部Ｂ１が通孔１４４ｃから露出するように把持されることになる。

次のステップＳ２にて、ボルトの自動締結装置１に送給されたボルトＢのねじ部Ｂ１がチャック爪１４４の先端の通孔１４４ｃから露出すると、チャック爪１４４の先端に検出光の光軸が設定された光ファイバセンサ１４８の検出光を遮るので、この光ファイバセンサ１４８からの検出信号を受信した制御部１５により、ボルトＢの到着が確認される。ボルトＢの到着が確認されたら、次のステップＳ３にて、制御部１５から流体圧シリンダ制御部１４７ａへ強制閉成部１４６の作動指示が出力され、これにより一対のチャック爪１４４，１４４は強制的に閉成方向に押えられ、閉成方向に弾性付勢された一対のチャック爪１４４，１４４に把持されたボルトＢをより強固に把持する。

強制閉成部１４６によって一対のチャック爪１４４，１４４によるボルトＢの把持を強固にした状態で、次のステップＳ４にて、制御部１５からドライバ進退用シリンダ１３のシリンダ制御部１３２へ第１段のドライバ前進指示が出力され、これによりドライバ支持ベース１２及びこれに支持されたドライバ１２が前進する。これと同時に制御部１５からドライバ１２のドライバ制御部１２６へ低速回転指示が出力される。これによりビット１２２が低速で回転しながら前進し、ボルトＢをビット１２２の先端の凹部１２２ａに嵌合させる。前進するビット１２２の凹部１２２ａの形状（たとえば六角形）とボルトＢの頭部Ｂ２の形状（たとえば六角形）が回転方向で一致していないこともあるので、ビット１２２を低速で回転させながら前進させることで、角度を合わせて嵌合させることができる。なお、ドライバ進退用シリンダ１３による第１段の前進（後退待機位置→第１前進位置）は、ビット１２２を含むドライバ１２の位置を検知して停止するのではなく、ボルトＢを把持する一対のチャック爪１４４，１４４は強制閉成部１４６の作動により開成が抑止されているので、これによりビット１２２の前進が抑止されることによるものである。

次のテップＳ５にて、ビット１２２を回転させながら嵌合動作を行うと同時に、制御部１５から真空源１４５の真空源制御部１４５ａへ真空吸着指示が出力され、ビット１２２の通孔１２２ｂからエアーを吸引することでボルトＢの頭部Ｂ２を吸着し、嵌合完了後にボルトＢの姿勢を維持して落下しないようにする。そして、次のステップＳ６にて、真空吸引系の真空度を検出し、これを受信した制御部１５が所定の閾値以上に到達したと判断したら、ボルトＢの保持が完了したとしてステップＳ７へ進む。ビット１２２によるボルトＢの保持確認がされたら、ステップＳ７にて、制御部１５から流体圧シリンダ１４７のシリンダ制御部１４７ａへ強制閉成部１４６の解除指示が出力され、これにより強制閉成部１４６の強制的閉成が解除されて、チャック爪１４４，１４４は弾性付勢による閉成力のみとなる。

ステップＳ８では、制御部１５からドライバ進退用シリンダ１３のシリンダ制御部１３２へ第２段のドライバ前進指示が出力され、これによりビット１２２はさらに前進してボルトＢを目的とする締結部位まで搬送する。なお、ステップＳ８の第２段のドライバ前進指示は、ステップＳ４の第１段のドライバ前進指示を継続する指示であり、強制閉成部１４６によるチャック爪１４４の強制的閉成が解除されるので、それまで抑止されていたドライバ進退用シリンダ１３による前進が再開されるものである。そしてステップＳ９にて、ビットホルダ１２１に固定されたボルト着座検知用ドグ１２４が近接センサ１２５にて検出され、これにより制御部１５がビット１２２の第２前進位置を確認したら、ステップＳ１０にて、制御部１５からドライバ進退用シリンダ１３のシリンダ制御部１３２へ前進停止指示が出力されるとともに、ドライバ１２のドライバ制御部１２６へ締付回転指示が出力される。これにより、目的とする締結部位に搬送されたボルトＢがボルト孔やナットなどの締結部位に対して自動的に締め付けられることになる。

次のステップＳ１１では、ドライバ１２の締付トルクをドライバ制御部１２６などに設けられたトルクセンサで検出し、これにより制御部１５が所定の締付トルクを確認したらステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２では、制御部１５からドライバ１２のドライバ制御部１２６へ締付回転の停止指示が出力され、さらにステップＳ１３にて制御部１５から真空源１４５の真空源制御部１４５ａへ真空吸着停止指示が出力され、さらにステップＳ１４にて制御部１５からドライバ進退用シリンダ１３のシリンダ制御部１３２へ後退指示が出力される。これにより、ボルトＢの締付動作を完了したドライバ１２は、回転と吸着を停止しながら後退し、原位置である後退待機位置へ戻って次のボルトＢの供給を待機する。

さて、ステップＳ８に示すビット１２２の前進動作の際に、既述した従来技術では、ボルトＢがチャック爪１４４に引っ掛かり、ボルトＢの姿勢が不安定になって、目的とするボルト孔やナットにボルトＢのねじ部Ｂ１が入らなかったり、ボルトＢが落下したりするといった問題がある。図８Ａは、比較例に係る自動締結装置１のチャック１４を示す平面視の断面図であり、上図に示すようにボルトＢのねじ部Ｂ１をチャック爪１４４の先端に形成された通孔１４４ｃで把持した状態でボルトＢの頭部Ｂ２をビット１２２の凹部１２２ａにて保持する。そして、この状態からビット１２２を前進させるが、このときこの比較例では、ボルトＢの座面Ｂ３の外縁でチャック爪１４４，１４４を開く構造であるため、下図に示すようにボルトＢの座面Ｂ３がチャック爪１４４の先端内面１４４ｄに引っ掛かるとボルトＢがビット１２２の中心軸から傾いてしまうことがある。

そのため、比較例のものでは、図８Ｂに示すように、チャック爪１４４の先端内面１４４ｄのねじ部Ｂ１を把持する部分をＲ加工し、座面Ｂ３が引っ掛かるのを極力少なくする方法を取ることが考えられる。図８Ｂの下図の上側のチャック爪１４４の先端はＲ加工する前の形状を示し、下側のチャック爪１４４の先端はＲ加工した後の形状を示す。下側のチャック爪１４４のようにＲ加工すると、ボルトＢのねじ部Ｂ１の把持面が小さくなるため（図示するＬ２＜Ｌ１）、ボルトＢの把持が不安定になるという新たな問題が発生する。また、Ｒ加工したとしてもボルトＢの座面Ｂ３の引っ掛かりは完全には無くならず、抜本的な解消法ではない。

これに対して、本例のチャック１４では、こうした不具合を以下の構成により解消する。図９はチャック１４の平面視断面図であり、図９（Ａ）は、ボルトＢがチャック爪１４４，１４４の通孔１４４ｃに把持されている状態であってボルトＢの頭部Ｂ２がビット１２２の凹部１２２ａに保持された状態を示し、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の状態からビット１２２が前進した状態を示し、図９（Ｃ）は図９（Ｂ）の状態からさらにビット１２２が前進した状態を示す図である。また、図１０Ａ〜図１０Ｃは、チャック爪１４４の先端内面１４４ｄとビット１２２及びボルトＢとの当接・非当接の関係が理解し易いようにこれを拡大して示す半断面図であり、図９（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ対応する図である。

図９（Ａ）及び図１０Ａに示すように、ボルトＢがボルト案内路１４９ｂに供給されたのち、ねじ部Ｂ１が通孔１４４ｃから露出するとともに座面Ｂ３がチャック爪１４４の先端内面１４４ｄに当接する。チャック爪１４４の先端内面１４４ｃであって通孔１４４ｃを構成する長さＬ１の部分は、ねじ部Ｂ１の面に沿うように中心軸ＣＬに平行に形成されている。これにより、チャック爪１４４の先端内面１４４ｄによるボルトＢの把持が安定し、傾いて把持されるのを防止することができる。図９（Ａ）及び図１０Ａに示す状態におけるボルトＢの座面Ｂ３の位置をＰ０とする。

本例のチャック爪１４４の先端内面１４４ｄは、通孔１４４ｃを構成する中心軸ＣＬに平行な面１４４ｃと、この面１４４ｃに連続し、基端側に向かって拡径する第１傾斜面１４４ｅと、この第１傾斜面１４４ｅに連続し、基端側に向かってさらに拡径する第２傾斜面１４４ｆと、を有する。なお、第２傾斜面１４４ｆから基端側の内面は、ビット１２２やビットホルダ１２１に干渉しない中心軸ＣＬに平行な面とされている。

本例の第１傾斜面１４４ｅ及び第２傾斜面１４４ｆは、図１０Ａに示すように、ボルトＢの座面Ｂ３を含む面ＰＬ０に対し、第１傾斜面１４４ｅを含む面ＰＬ１が成す角度をθ１、第２傾斜面１４４ｆを含む面ＰＬ２が成す角度をθ２、ボルトＢの座面Ｂ３の外周縁とビット１２２の先端外縁を結ぶ直線を含む面ＰＬ３が成す角度をθ３としたときに、θ２＜θ３及びθ２＜θ１の関係が成立する傾斜角θ１，θ２に設定されている。さらにいえば、θ２＜θ３＜θ１の関係が成立する傾斜角θ１，θ２に設定されている。

換言すれば、本例の第１傾斜面１４４ｅは、基端側に向かって少なくともその基端部が拡径し、チャック爪１４４によりボルトＢを把持したときにボルトＢの座面Ｂ３の外縁に当接し、本例の第２傾斜面１４４ｆは、第１傾斜面１４４ｅの基端部に連続し、基端側に向かって拡径し、図９（Ｂ）（Ｃ）及び図１０Ｂ，図１０Ｃに示すように、ビット１２２が先端側に向かって前進移動したときにビット１２２の先端外縁に当接する傾斜角とされ、さらに本例の第２傾斜面１４４ｆは、図１０Ａに示すようにチャック爪１４４によってボルトＢを把持した状態で、ビット１２２の凹部１２２ａによってボルトＢの頭部Ｂ２を保持するまではビット１２２の先端外縁が当接しない傾斜角とされている。

このような先端内面１４４ｄを有するチャック爪１４４によれば、図１１のステップＳ８に示すドライバ１２の第２段の前進動作において以下の作用効果を奏する。すなわち、図９（Ａ）及び図１０Ａに示すように、チャック爪１４４の通孔１４４ｃに把持されたボルトＢの頭部Ｂ２をビット１２２の凹部１２２ａに吸着して保持した状態においては、ボルトＢはそのねじ部Ｂ１が通孔１４４ｃに把持され、さらに強制閉成部１４６によってチャック爪１４４の開成が抑止されているので、ボルトＢの姿勢は中心軸ＣＬに対して偏心することなく適正に維持される。しかも、同図に示すように、第２傾斜面１４４ｆが成す角度θ２が、座面Ｂ３の外周縁とビット１２２の先端外縁を結ぶ面ＰＬ３が成す角度θ３より小さくされ（θ２＜θ３）、換言すれば、同図に示すボルト吸着保持状態において第２傾斜面１４４ｆがビット１２２の先端に干渉することなく離間しているので、ボルトＢの頭部Ｂ２とビット１２２の凹部１２２ａとの嵌合が円滑に行われる。

この位置Ｐ０からビット１２２が位置Ｐ１まで前進すると、図９（Ｂ）及び図１０Ｂに示すように、ボルトＢの頭部Ｂ２がビット１２２の凹部１２２ａに吸着保持された状態で、座面Ｂ３の外縁が第１傾斜面１４４ｅに当接しながらチャック爪１４４を押し広げる。ただし、位置Ｐ１においてビット１２２の先端外縁が第２傾斜面１４４ｆに当接する。ここで、第１傾斜面１４４ｅが成す角度θ１及び第２傾斜面１４４ｆが成す角度θ２が、座面Ｂ３の外周縁とビット１２２の先端外縁を結ぶ面ＰＬ３が成す角度θ３に対してθ２＜θ３＜θ１とされているので、この位置Ｐ１からビット１２２が位置Ｐ２までさらに前進すると、図９（Ｃ）及び図１０Ｃに示すように、座面Ｂ３の外縁が先端内面１４４ｄから離れ、ビット１２２の先端外縁が最初に第２傾斜面１４４ｆに当接しながらチャック爪１４４を押し広げ、続けて第１傾斜面１４４ｅに当接しながらチャック爪１４４を押し広げることになる。そして、この後はボルトＢとチャック爪１４４は接触することなく目的とする締結位置まで搬送される。

以上のように本例の自動締結装置１によれば、ボルトＢの頭部Ｂ２をビット１２２の凹部１２２ａに吸着した後は、ビット１２２の先端外縁とチャック爪１４４の先端内面１４４ｄとの当接によって当該チャック爪１４４を押し広げるので、ボルトＢには外力が作用しないことになる。したがって、ボルトＢを適切な姿勢に維持しながら目的とする締結部位に締め付けることができる。

また本例の自動締結装置１によれば、ボルトＢの頭部Ｂ２をビット１２２の凹部１２２ａに吸着保持した際にビット１２２の先端外縁とチャック爪１４４の先端内面１４４ｄは干渉しないので、頭部Ｂ２を凹部１２２ａに対して円滑に吸着保持することができる。

また本例の自動締結装置１によれば、ボルトＢをボルト供給装置からボルト案内路１４９ｂへ供給するにあたり、その先端がボルト案内路１４９ｂに臨むボルト供給位置とボルト案内路１４９ｂから退避する退避位置との間を回動可能に設けられたボルト供給可動部１４３ａを経由するので、圧送ホース２から供給されるボルトＢは、直線状にボルト案内路１４９ｂに供給されることで、円滑にチャック爪１４４の先端の通孔１４４ｃに把持されることになる。

上記ドライバ進退用シリンダ１３は本発明に係るビット進退移動手段に相当し、上記ドライバ１２は本発明に係るビット回転手段に相当し、上記強制閉成部１４６及び流体圧シリンダ１４７は本発明に係るチャック閉成手段に相当し、上記通孔１２２ｂ及び真空源１４５は本発明に係るボルト吸着手段に相当する。

１…ボルトの自動締結装置
１１…基台
１１１…第１プレート
１１２…第２プレート
１１３…第３プレート
１１４…スライドシャフト
１１５…ドライバ支持ベース
１１６…前進限ストッパ
１１７…ストッパ受動部
１２…ドライバ
１２１…ビットホルダ
１２２…ビット
１２２ａ…凹部
１２２ｂ…通孔
１２３…回転軸
１２４…ボルト着座検知用ドグ
１２５…近接センサ
１３…ドライバ進退用シリンダ
１３１…ロッド
１３２…シリンダ制御部
１４…チャック
１４１…ブラケット
１４２…本体
１４３…供給口
１４３ａ…ボルト供給可動部
１４４…チャック爪
１４４ａ…回転軸
１４４ｂ…ばね
１４４ｃ…通孔
１４４ｄ…先端内面
１４５…真空源
１４５ａ…真空源制御部
１４６…強制閉成部
１４７…流体圧シリンダ
１４７ａ…シリンダ制御部
１４８…光ファイバセンサ
１４９ａ…通孔
１４９ｂ…ボルト案内路
１５…制御部
２…圧送ホース
Ｂ…ボルト
Ｂ１…ねじ部
Ｂ２…頭部
Ｂ３…座面
ＣＬ…チャックの中心軸

Claims

ボルトのねじ部を先端側、ボルトの頭部を基端側にして供給されたボルトを把持する、閉方向に付勢された開閉可能なチャックと、
先端に前記ボルトの頭部を保持し、前記チャックの中心軸に沿って進退移動及び回転可能なビットと、を備え、
前記チャックの先端内面は、
前記チャックにより前記ボルトを把持したときに前記ボルトのねじ部が挿入される通孔を構成する面と、
前記通孔を構成する面の基端部に連続し、前記基端側に向かって少なくともその基端部が拡径し、前記チャックにより前記ボルトを把持したときに前記ボルトの座面の外縁に当接する第１傾斜面と、
前記第１傾斜面の前記基端部に連続し、前記基端側に向かって拡径し、前記ビットが前記先端側に向かって前進移動したときに前記ビットの先端外縁に当接する第２傾斜面と、を有するボルトの自動締結装置。
前記第２傾斜面は、前記チャックによって前記ボルトを把持した状態で前記ビットを前記先端側に向かって前進移動させたときに、前記ビットによって前記ボルトの頭部を保持するまでは前記ビットの先端外縁が当接しない傾斜角とされている請求項１に記載のボルトの自動締結装置。
ボルトのねじ部を先端側、ボルトの頭部を基端側にして供給されたボルトを把持する、閉方向に付勢された開閉可能なチャックと、
先端に前記ボルトの頭部を保持し、前記チャックの中心軸に沿って進退移動可能なビットと、を備え、
前記チャックの先端内面は、
前記チャックにより前記ボルトを把持したときに前記ボルトのねじ部が挿入される通孔を構成する面と、
前記通孔を構成する面の基端部に連続し、前記基端側に向かって少なくともその基端部が拡径する第１傾斜面と、
前記第１傾斜面の前記基端部に連続し、前記基端側に向かって拡径する第２傾斜面と、を有し、
前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面は、前記チャックに把持された前記ボルトの座面に対して、前記第１傾斜面が成す角度をθ１，前記第２傾斜面が成す角度をθ２，前記ボルトの座面の外周縁と前記ビットの先端外縁を結ぶ直線が成す角度をθ３としたときに、θ２＜θ３＜θ１の関係が成立する傾斜角に形成されているボルトの自動締結装置。
前記チャックは、前記ボルトが供給され、前記チャック内に形成されたボルト案内路に前記ボルトを案内するボルト供給位置と、前記ボルト案内路から退避する退避位置との間を回動可能に設けられ、前記ボルト供給位置に向かって弾性付勢されたボルト供給可動部を有し、
前記ボルト供給可動部は、前記ビットを前記先端側に向かって前進移動させたときに、前記ビットに当接して前記退避位置に回動する請求項１〜３のいずれか一項に記載のボルトの自動締結装置。
前記チャックを固定するとともに、前記ビットを進退移動可能に支持する基台と、
前記基台に固定され、前記ビットを進退移動させるビット進退移動手段と、
前記ビットを回転させるビット回転手段と、
前記チャックを閉成するチャック閉成手段と、
前記ボルトを前記ビットの先端に吸着するボルト吸着手段と、をさらに備え、
前記ビット進退移動手段は、後退待機位置と、前記ビットの先端に前記ボルトを保持する第１前進位置と、前記先端に保持したボルトを目的締結部位に締め付ける第２前進位置と、に前記ビットを移動させる請求項１〜４のいずれか一項に記載のボルトの自動締結装置。