JP7068227B2

JP7068227B2 - 締結装置

Info

Publication number: JP7068227B2
Application number: JP2019076753A
Authority: JP
Inventors: 祐太鯉淵; 正和安達; 信也貝賀; 裕明増森; 誠幸國府田; 太地林田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2019-04-15
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2022-05-16
Anticipated expiration: 2039-04-15
Also published as: CN111822984B; JP2020172008A; US20200324379A1; CN111822984A; US11633822B2

Description

本発明は、締結具を螺回して締結するための締結装置に関する。

物体に対して別の物体を取り付ける機械接合を行うための工具として、ネジやボルト、ナット等の締結具が広汎に用いられるに至っている。組立工場等では、締結具を自動的に螺回する締結装置を用いることにより、作業効率の向上を図っている。特許文献１に記載されるように、この種の締結装置は、締結具を収納したストッカと、ストッカから締結具を螺回手段に供給する取出供給手段とを備え、前記螺回手段が締結具を螺回する。

特開２００４－３１４２１３号公報

特許文献１の特に図２から諒解されるように、該特許文献１記載の締結装置では、ストッカと取出供給手段が水平方向において互いに離間するように配設される。このために締結装置が大型のものとなり、その分、該締結装置の設置箇所に制限を受ける。

また、この場合、締結具は、上方に位置するストッカから下方に位置する取出供給手段まで設けられた供給通路を、自重によって降下する。このために締結具の姿勢が不安定となるので、供給通路の途中で詰まりが起こる懸念がある。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、小型化を図り得るとともに締結具を安定した姿勢で受取場に払い出すことが可能な締結装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の一実施形態によれば、複数個の締結具を収納可能なストッカと、前記締結具を前記ストッカから受取場に個別に供給する取出供給手段と、前記受取場に供給された前記締結具を螺回させる螺回手段とを備える締結装置であって、
前記螺回手段を前記受取場に対して接近又は離間する方向に変位させる螺回手段用変位手段をさらに備え、
前記ストッカは水平面内で湾曲した円弧形状をなすとともに、前記締結具を一列に整列した状態で収納し、
前記取出供給手段は、前記ストッカの最下流に位置する前記締結具を前記受取場に供給し、
前記螺回手段は、前記螺回手段用変位手段によって前記受取場に供給された前記締結具に向かって変位して前記締結具を螺回する一方、螺回が終了した後、前記螺回手段用変位手段によって前記受取場から離間する方向に変位する締結装置が提供される。

本発明によれば、ストッカを、水平面内で湾曲した円弧形状をなすものとして構成するようにしている。円弧形状のストッカは、直線形状のストッカに対して長手方向の長さが小さくなる。この分、締結装置の小型化を図ることができる。従って、締結装置のレイアウトの自由度が向上する。

また、このストッカ内では、締結具が一列に整列した状態で収納される。従って、締結具を、水平面内でストッカの最下流側に向かって順次移動させることができる。水平面内では締結具の姿勢が安定するので、移動途中の締結具が、傾斜姿勢等の不安定な姿勢となることや、このためにストッカの内壁に干渉して停止すること等が抑制される。すなわち、締結具を移動させることが容易となる。これにより、ストッカ内で締結具が詰まりを起こして移動が停滞することを回避することができる。結局、複数回の締結を効率よく進行させることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る締結装置の要部概略斜視図である。図１の締結装置を構成する供給螺回部の拡大斜視図である。ストッカの最下流端部近傍の拡大正面図である。取出供給手段が、ストッカの最下流に位置する締結具としてのフランジ付ナットを挟持（保持）した状態を示す要部拡大斜視図である。図４から、螺回手段であるナットランナのソケットが下降してフランジ付ナットを保持した状態を示す要部拡大斜視図である。図５から、取出供給手段がフランジ付ナットを解放した状態を示す要部拡大斜視図である。図６から、フランジ付ナットを螺合させるべくナットランナがさらに下降した状態を示す要部拡大斜視図である。新たなフランジ付ナットの払い出しを行うべく、取出供給手段がストッカの最下流端部に向かって前進した状態を示す要部拡大斜視図である。

以下、本発明に係る締結装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下における「下」、「上」、「左」及び「右」は各図面中の下、上、左及び右に対応するが、これは説明を簡素化して理解を容易にするための便宜的なものであり、締結装置を実使用する際の姿勢を特定するものではない。

図１は、本実施の形態に係る締結装置１０の要部概略斜視図である。該締結装置１０は、供給螺回部１２と、昇降用シリンダ１４及び螺回用シリンダ１６を支持するシリンダ支持部１８とを備える。

図２は、供給螺回部１２の拡大斜視図である。供給螺回部１２とシリンダ支持部１８は、ベースブロック２０を介して組み付けられる。供給螺回部１２には、このベースブロック２０に台座２２を介して支持されるとともにその中心部に受取場２４が設けられた第１支持基盤２６と、該第１支持基盤２６の左方に連結された第２支持基盤２８と、締結具であるフランジ付ナット３０を収納したストッカ３２と、第１支持基盤２６上に配設されてストッカ３２から受取場２４にフランジ付ナット３０を移動させる取出供給手段３４とが設けられる。

第１支持基盤２６の左方には、上記したように第２支持基盤２８が連結される。該第２支持基盤２８には、押圧手段であるロータリアクチュエータ４０が設けられるとともに、該ロータリアクチュエータ４０を構成する回動用ロッド４２に押出アーム４４の基端が取り付けられている。押出アーム４４は、回動用ロッド４２が回転することに追従し、該回動用ロッド４２を回動中心として、先端がストッカ３２の上流側から下流側に向かうように回動する。

ストッカ３２は、フランジ付ナット３０を下方から支持する底壁部４６ａと側方から支持する側壁４６ｂを含むフロア部材４６と、フランジ付ナット３０を上方から覆うカバー部材４８とを有する。この中のフロア部材４６の一端（上流側端部）は、第２支持基盤２８に立設された縦壁部材５０の上部に支持される。また、該フロア部材４６の他端（下流側端部）は、台座２２の上面に支持される。一方、カバー部材４８は、縦壁部材５０の左方に配設されたブラケット５２に、フロア部材４６から所定間隔で離間するように取り付けられている。このため、フロア部材４６及びカバー部材４８の左端（上流側端部）同士との間に補充口５４が開口する。後述するように、補充口５４には押出アーム４４の先端が進入する。

カバー部材４８は、天井壁４８ａから垂下するように突出した２個の側壁４８ｂを有する。側壁４８ｂ、４８ｂ同士の離間間隔は、フランジ付ナット３０の頭部の幅寸法に比して若干大きい程度である。従って、フランジ付ナット３０のフロア部材４６に沿った移動が側壁４８ｂによって妨げられることはない。また、２個の側壁４８ｂ、４８ｂは、頭部に当接することにより、フランジ付ナット３０がフロア部材４６から脱落することを防止するサイドストッパとしての役割を果たす。

これらフロア部材４６及びカバー部材４８は、水平面内において所定の曲率で湾曲した円弧形状をなし、その中心角は略９０°である。従って、複数個のフランジ付ナット３０は、フロア部材４６及びカバー部材４８に沿って、換言すれば、ストッカ３２内で円弧形状をなすように一列に整列している。フランジ付ナット３０は、フロア部材４６に沿って案内されながら、該フロア部材４６の左端から右端に向かって移動する。すなわち、フロア部材４６及びカバー部材４８の左端はフランジ付ナット３０の移動方向の最上流である上流側端部、右端は移動方向の最下流である下流側端部であり、フランジ付ナット３０の移動の軌跡は、ストッカ３２と同様に円弧形状となる。

カバー部材４８の右端、すなわち、下流側端部には、上流側に向かって陥没する凹部６０が形成される（図３参照）。この凹部６０には、後述する下流側ストッパ６２（最下流側締結具用ストッパ）の垂下突部６２ａが退避可能に進入する。

第１支持基盤２６の一側面には、エアチャック７０が支持される。該エアチャック７０は取出供給手段３４を構成するとともに、水平方向（左右方向）に沿って変位する第１スライダ７２、第２スライダ７４を有する。これら第１スライダ７２、第２スライダ７４には、受取場２４に近接する側に延在する第１テーブル７６、第２テーブル７８がそれぞれ連結される。第１テーブル７６と第２テーブル７８は、第１スライダ７２と第２スライダ７４が互いに離間又は接近する方向に変位することに伴って互いに離間又は接近する。この際、第１テーブル７６、第２テーブル７８は、テーブル用案内レール７９上を摺動する。

これら第１テーブル７６、第２テーブル７８には、第１ベッド用案内レール８０、第２ベッド用案内レール８２がそれぞれ敷設される。第１ベッド用案内レール８０には、第１ベッド８４が摺動可能に設けられる。該第１ベッド８４には、案内用長穴８６が形成されて略Ｌ字形状をなすＬ型アーム８８と、挟持部材としての第１挟持爪９０が位置決め固定されている。一方、第２ベッド用案内レール８２には、第２ベッド９２の本体部９２ａが摺動可能に設けられる。該本体部９２ａからは、Ｌ型アーム８８に指向して折曲された案内部９２ｂが突出する。案内部９２ｂが本体部９２ａと一体的に変位することは勿論である。

案内部９２ｂの上面には、カムフォロワ９４が設けられる。該カムフォロワ９４は、案内用長穴８６内に挿入されている。その一方で、本体部９２ａの上面には、略四角柱形状をなすロッド受部材９６が立設されるとともに、第１挟持爪９０に対向する位置に、挟持部材としての第２挟持爪１００が位置決め固定される。第１挟持爪９０及び第２挟持爪１００は、エアチャック７０と、後述するエアシリンダ１０２とともに取出供給手段３４を構成する。

第１挟持爪９０と第２挟持爪１００は、第１スライダ７２、第２スライダ７４が互いに離間又は接近する方向に変位することに伴って、第１テーブル７６、第２テーブル７８と一体的に互いに離間又は接近する。離間状態にある第１挟持爪９０、第２挟持爪１００は、フランジ付ナット３０を解放する開状態である。これに対し、接近状態にある第１挟持爪９０、第２挟持爪１００は、フランジ付ナット３０を挟持して拘束する閉状態である。

第１挟持爪９０の上面には第１離脱用爪１０４が設けられ、第２挟持爪１００の上面には第２離脱用爪１０６が設けられる。これら第１離脱用爪１０４及び第２離脱用爪１０６は、フランジ付ナット３０が螺回されたにも関わらずボルトに螺合されることなくソケット１０８と一体的に上昇してきた際、フランジ付ナット３０がソケット１０８から離脱することを支援する離脱支援部材である。

第２テーブル７８の上面には、第２ベッド用案内レール８２の、エアチャック７０から離間する側の一端に近接するように、上流側締結具用ストッパとしての上流側ストッパ１１０が設けられる。この上流側ストッパ１１０は第２ベッド用案内レール８２上に設けられておらず、従って、第２ベッド用案内レール８２に沿って変位することはない。その一方で、第２テーブル７８が第１テーブル７６に接近又は離間するとき、該第２テーブル７８と一体的に変位する。上流側ストッパ１１０の変位方向は、第２挟持爪１００の変位方向と同一である。

第１挟持爪９０と第２挟持爪１００が閉状態であるとき、上流側ストッパ１１０は、ストッカ３２の最下流に位置するフランジ付ナット３０と、最下流の１個手前（上流側）に位置するフランジ付ナット３０との間に進入する（図３参照）。以下、説明を簡素化して理解を容易にするべく、最下流に位置するフランジ付ナット３０を「最下流側ナット」、その１個手前のフランジ付ナット３０を「上流側ナット」と表記し、各々の参照符号を３０ａ、３０ｂとする。なお、上流側ストッパ１１０は、第１テーブル７６と第２テーブル７８が互いに離間する方向に変位するとき、最下流側ナット３０ａと上流側ナット３０ｂの間から退避する。

後述するように、閉状態にある第１挟持爪９０と第２挟持爪１００が最下流側ナット３０ａを拘束しながら受取場２４に払い出す方向に変位するときであっても、上流側ストッパ１１０は変位することなくその場に停止したままである。このため、最下流側ナット３０ａが払い出される最中に上流側ナット３０ｂがストッカ３２の下流側端部から脱落することが回避される。

第２スライダ７４には、受取場２４から離間する側に突出するようにステー１１２が連結される。このステー１１２には、第１挟持爪９０、第２挟持爪１００を第１ベッド８４、第２ベッド９２ごと変位させるためのエアシリンダ１０２（挟持部材用変位手段）が位置決め固定される。該エアシリンダ１０２を構成する変位用ロッド１１４の先端は、前記ロッド受部材９６に連結されている。

変位用ロッド１１４が前進するとき、第１ベッド８４、第２ベッド９２が、ストッカ３２を構成するフロア部材４６及びカバー部材４８の下流側端部に接近する方向に変位する。これに対し、変位用ロッド１１４が後退するとき、第１ベッド８４、第２ベッド９２は、フロア部材４６及びカバー部材４８の下流側端部から離間し且つ受取場２４に接近する方向に変位する。同時に、第１挟持爪９０及び第２挟持爪１００が、第１ベッド８４及び第２ベッド９２と同一方向に変位する。

第１ベッド８４と第２ベッド９２の間には、第１支持基盤２６に設けられた円筒形状部１１６が介在する。前記受取場２４は、円筒形状部１１６に形成された貫通孔１２０の上部開口に位置する。なお、貫通孔１２０の下部開口は、機械接合を行うための２個のワークのボルト孔に通されたボルト（いずれも図示せず）に臨む。

前記台座２２には、側面視で略Ｌ字形状をなすホルダ１２２が設けられる。該ホルダ１２２には、ストッパ用リニアガイド１２４が保持される。ストッパ用リニアガイド１２４には、上下方向に沿って摺動可能な昇降スライダ１２６が設けられる。該昇降スライダ１２６の端面には、下流側ストッパ６２（最下流側締結具用ストッパ）が取り付けられている。この下流側ストッパ６２は垂下突部６２ａを有し、該垂下突部６２ａは、昇降スライダ１２６が降下又は上昇することに伴って、カバー部材４８に形成された凹部６０に進入又は退避する。

円筒形状部１１６の貫通孔１２０、換言すれば、受取場２４の上方には、ナットランナ１３０のソケット１０８が臨む。該ナットランナ１３０は、受取場２４でフランジ付ナット３０（払い出された最下流側ナット３０ａ）を受領し、該フランジ付ナット３０を前記ボルトに螺回する螺回手段として機能する。

シリンダ支持部１８には、上方支持フレーム１３１が配置される（図１参照）。上方支持フレーム１３１には、昇降用シリンダ１４の昇降用ロッド１３２を支持する支持柱１３４が設けられるとともに、その右方に、螺回用シリンダ１６を上下方向に案内するシリンダ用リニアガイド１３６が設けられる。シリンダ用リニアガイド１３６に沿って摺動する案内スライダ１３８には、螺回用シリンダ１６が支持される。

案内スライダ１３８には、昇降用シリンダ１４のシリンダチューブ１４０が連結される。従って、昇降用ロッド１３２が後退又は前進することに伴ってシリンダチューブ１４０が相対的に上昇又は下降すると、案内スライダ１３８がシリンダ用リニアガイド１３６に沿って変位、すなわち、昇降する。この昇降と一体的に、螺回用シリンダ１６が昇降する。

案内スライダ１３８には、前記ナットランナ１３０の軸部１４２が軸受１４４を介して回転可能に支持される。軸部１４２と螺回用シリンダ１６の螺回用ロッドは、図示しないギアを介して連結されており、従って、軸部１４２は、螺回用シリンダ１６が回転することに伴って回転する。この回転と一体的に、前記ソケット１０８が回転する。

案内スライダ１３８が昇降することに伴って、ナットランナ１３０も昇降する。結局、昇降用シリンダ１４は、案内スライダ１３８を介してナットランナ１３０を昇降（変位）させる螺回手段用変位手段である。

上記のように構成される締結装置１０は、いわゆる据置型として使用することができる。又は、多関節ロボットの先端アームに締結装置１０を設けるようにしてもよい。

本実施の形態に係る締結装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果につき、該締結装置１０の動作との関係で説明する。なお、特に説明のない限り、以下の動作は、シーケンス制御によって自動的に営まれる。

前記ボルトへのフランジ付ナット３０の螺合を開始する前、第１挟持爪９０と第２挟持爪１００は互いに離間した開状態とされ、且つ下流側ストッパ６２の垂下突部６２ａは、カバー部材４８の凹部６０に進入した降下位置（図３中の仮想線参照）とされる。エアシリンダ１０２の変位用ロッド１１４は、前進位置又は後退位置のいずれであってもよいが、最下流側ナット３０ａを挟持する際は前進位置であることから、この時点で前進位置であることが好ましい。この場合、挟持の際に後退位置から前進位置に伸張するまでの時間が不要となるからである。

フランジ付ナット３０は、例えば、図示しないパーツフィーダから、補充口５４を介して、ストッカ３２を構成するフロア部材４６とカバー部材４８の間に供給される。又は、作業者がカバー部材４８をフロア部材４６から取り外した後、フロア部材４６にフランジ付ナット３０を順次載置するようにしてもよい。全てのフランジ付ナット３０の載置が終了した後は、カバー部材４８を再度取り付ける。

ここで、フロア部材４６及びカバー部材４８は円弧形状をなす。この場合、ストッカ３２の水平方向に沿う長手方向の寸法を、直線形状をなすストッカに比して小さく設定することができる。この分、締結装置１０の小型化を図ることができる。

所定個数のフランジ付ナット３０をストッカ３２に収納した後、ロータリアクチュエータ４０の回動用ロッド４２を回転させ、押出アーム４４の先端を補充口５４からフロア部材４６とカバー部材４８の間に進入させる。押出アーム４４の先端は、最上流に位置するフランジ付ナット３０を押圧する。この押圧力が、隣接するフランジ付ナット３０を介して最下流側ナット３０ａに伝達される。従って、最下流側ナット３０ａに対し、フロア部材４６とカバー部材４８の下流側端部から受取場２４に払い出す方向の力が作用する。

この時点では、下流側ストッパ６２の垂下突部６２ａが降下位置であるので、最下流側ナット３０ａが垂下突部６２ａによって堰き止められる。従って、最下流側ナット３０ａが受取場２４に払い出されること、換言すれば、ストッカ３２から脱落することが防止される。なお、全てのフランジ付ナット３０の各頭部は、上記したようにカバー部材４８の２個の側壁４８ｂによって挟まれており、且つ各フランジ部は、フロア部材４６の側壁４６ｂによって挟まれている。このため、フランジ付ナット３０がフロア部材４６及びカバー部材４８の側方から脱落することも防止される。

エアシリンダ１０２の変位用ロッド１１４が既に前進位置である場合を例示して説明すると、次に、エアチャック７０が動作し、第１スライダ７２、第２スライダ７４が互いに接近する方向に変位する。この際、図４に示すように、第１スライダ７２と一体的に第１テーブル７６、第１ベッド８４、Ｌ型アーム８８及び第１挟持爪９０が同一方向に変位するとともに、第２スライダ７４と一体的に第２テーブル７８、第２ベッド９２、第２挟持爪１００及び上流側ストッパ１１０が同一方向に変位する。また、第２ベッド９２の案内部９２ｂに設けられたカムフォロワ９４が案内用長穴８６内を相対的に左方に向かって移動する。第１テーブル７６及び第２テーブル７８は、テーブル用案内レール７９に案内される。

以上のようにして第１挟持爪９０と第２挟持爪１００が互いに接近するように変位して閉状態となる。その結果、図３に示すように、最下流側ナット３０ａのフランジ部が第１挟持爪９０と第２挟持爪１００で側面から挟持される。また、第２挟持爪１００と同一方向に変位した上流側ストッパ１１０は、最下流側ナット３０ａと上流側ナット３０ｂの間に進入する。この進入に伴い、押出アーム４４による押圧力の最下流側ナット３０ａへの伝達が遮断される。なお、第１離脱用爪１０４及び第２離脱用爪１０６は、所定のクリアランスを形成した状態でフランジ部の上方に位置するのみであり、挟持には関与しない。

次に、昇降スライダ１２６がストッパ用リニアガイド１２４に沿って上昇する。これにより、図３中に実線で示すように、下流側ストッパ６２の垂下突部６２ａがカバー部材４８の凹部６０から退避する。すなわち、最下流側ナット３０ａが下流側ストッパ６２の堰き止めから解放された状態となる。なお、最下流側ナット３０ａが既に第１挟持爪９０と第２挟持爪１００に挟持されているため、最下流側ナット３０ａがストッカ３２から脱落することはない。

次に、エアシリンダ１０２が動作し、変位用ロッド１１４が後退する。変位用ロッド１１４の先端がロッド受部材９６に連結されているため、該ロッド受部材９６が立設された第２ベッド９２がエアシリンダ１０２側に引っ張られる。このため、第２ベッド９２と、該第２ベッド９２に設けられた第２挟持爪１００とが、第２ベッド用案内レール８２に沿ってエアシリンダ１０２側に指向して変位する。なお、上流側ストッパ１１０は第２テーブル７８に設けられており、第２ベッド９２には設けられていない。このため、第２ベッド９２が上記のように変位しても、上流側ストッパ１１０は変位することなく最下流側ナット３０ａと上流側ナット３０ｂの間に留まる。

この変位の際、Ｌ型アーム８８がエアシリンダ１０２側に引っ張られ、さらに、Ｌ型アーム８８が設けられた第１ベッド８４がエアシリンダ１０２側に引っ張られる。結局、第１ベッド８４と、該第１ベッド８４に設けられた第１挟持爪９０とが、第１ベッド用案内レール８０に沿ってエアシリンダ１０２側に指向して変位する。

以上のようにして第１挟持爪９０及び第２挟持爪１００がエアシリンダ１０２側に向かって変位する結果、第１挟持爪９０と第２挟持爪１００に挟持された最下流側ナット３０ａがストッカ３２から払い出され、円筒形状部１１６に形成された貫通孔１２０の上部開口の直上、すなわち、受取場２４に位置する。なお、上記したように上流側ストッパ１１０が上流側ナット３０ｂの下流に位置して該上流側ナット３０ｂを堰き止めている。このため、押出アーム４４の押圧力に応じて上流側ナット３０ｂが押し出され、ストッカ３２から脱落することが回避される。

その後、昇降スライダ１２６がストッパ用リニアガイド１２４に沿って下降する。その結果、下流側ストッパ６２の垂下突部６２ａがカバー部材４８の凹部６０に進入する。

下流側ストッパ６２の下降と同時に、昇降用シリンダ１４の昇降用ロッド１３２が前進する。これに伴って昇降用シリンダ１４のシリンダチューブ１４０が相対的に下降し、案内スライダ１３８がシリンダ用リニアガイド１３６に沿って一体的に下降する。これに追従し、螺回用シリンダ１６及びナットランナ１３０が下降する。ナットランナ１３０のソケット１０８は、受取場２４に向かうように下降し、図５に示すように最下流側ナット３０ａを受領する。すなわち、ソケット１０８に最下流側ナット３０ａが保持される。

このように、本実施の形態においては、ソケット１０８の昇降方向の下方に受取場２４を配置している。すなわち、ソケット１０８の下降位置と受取場２４を対応させるようにしている。このためにソケット１０８を下降させることのみで最下流側ナット３０ａを受領することができるので、この分、締結装置１０の小型化を図ることができる。

最下流側ナット３０ａがソケット１０８に保持されると、エアチャック７０が動作し、第１スライダ７２、第２スライダ７４が互いに離間する方向に変位する。この際、図６に示すように、第１スライダ７２と一体的に第１テーブル７６、第１ベッド８４、Ｌ型アーム８８及び第１挟持爪９０が同一方向に変位するとともに、第２スライダ７４と一体的に第２テーブル７８、第２ベッド９２、第２挟持爪１００及び上流側ストッパ１１０が同一方向に変位する。

以上のように第１挟持爪９０と第２挟持爪１００は互いに離間する方向に変位し、開状態となる。この際、カムフォロワ９４が案内用長穴８６内を相対的に右方に向かって移動する。第１挟持爪９０と第２挟持爪１００は、エアチャック７０の作動端に到達することにより停止する。

第１挟持爪９０と第２挟持爪１００が互いに離間する方向に変位すると同時に、上流側ストッパ１１０が上流側ナット３０ｂから離間（退避）する方向に変位する。上流側ナット３０ｂには、押出アーム４４の押圧力が最上流側に位置するフランジ付ナット３０から順次伝達されている。このため、上流側ナット３０ｂが下流側に押し出され、ストッカ３２の最下流に位置する。すなわち、該上流側ナット３０ｂが新たな最下流側ナット３０ａとなる。このように、ストッカ３２に沿って整列したフランジ付ナット３０中の最上流側に位置するものに対し、押出アーム４４によって上流側から下流側に移動する方向の押圧力を付与することで、最下流側ナット３０ａが受取場２４に払い出された後、フランジ付ナット３０を順次下流側に押し出して移動させることができる。

本実施の形態では、ストッカ３２が水平面内で円弧形状をなすように設けられている。しかも、フランジ付ナット３０は、ストッカ３２内で一列に整列し、この状態で最上流側のものが押し出されることで下流側に移動する。このため、フランジ付ナット３０は、姿勢が安定した状態でストッカ３２内を移動する。その結果として、フランジ付ナット３０がストッカ３２内で傾斜して内壁に引っ掛かり移動が困難となること、換言すれば、詰まることが回避される。

また、本実施の形態では、押出アーム４４を回動させるロータリアクチュエータ４０は、円弧形状をなすストッカ３２と受取場２４の間に配設される。このため、ストッカ３２と受取場２４の間が、いわゆるデッドスペースとなることが回避されるので、締結装置１０の一層の小型化を図ることができる。

なお、上流側ナット３０ｂが移動して新たな最下流側ナット３０ａとなったとき、下流側ストッパ６２の垂下突部６２ａは既に降下位置にある。従って、新たな最下流側ナット３０ａは垂下突部６２ａに堰き止められる。これにより、新たな最下流側ナット３０ａがストッカ３２から脱落することが防止される。

第１挟持爪９０と第２挟持爪１００が開状態となることに伴い、フランジ付ナット３０（受取場２４に払い出された最下流側ナット３０ａ）が第１挟持爪９０と第２挟持爪１００の拘束から解放される。すなわち、この時点で、フランジ付ナット３０を拘束するのは、ソケット１０８内の磁石のみとなる。この状態で昇降用シリンダ１４の昇降用ロッド１３２がさらに前進することにより、図７に示すように、ソケット１０８及びフランジ付ナット３０が、円筒形状部１１６に形成された貫通孔１２０の下部開口の近傍に位置するボルトに近接する。ソケット１０８がさらに下降することにより、ボルトの先端がフランジ付ナット３０のネジ孔に通される。

次に、螺回用シリンダ１６の螺回用ロッドが回転する。この回転が前記ギアを介してナットランナ１３０の軸部１４２に伝達される結果、該軸部１４２が回転する。勿論、軸部１４２と一体的にソケット１０８が追従回転するとともに、該ソケット１０８に保持されたフランジ付ナット３０が回転する。すなわち、フランジ付ナット３０が螺回され、これによりボルトに螺合される。フランジ付ナット３０を保持したソケット１０８が下降して螺回する最中、第１挟持爪９０と第２挟持爪１００は、図７に示すように、最下流側ナット３０ａを受取場２４で解放した開状態及び位置で待機する。

螺回用シリンダ１６の螺回用ロッドの下降が終了すると、ナットランナ１３０の螺回（フランジ付ナット３０のボルトへの螺合）が終了する。これにより、前記ワーク同士の機械接合が終了するに至る。

フランジ付ナット３０がボルトに螺合されることなく、ソケット１０８とともに上昇することが想定される。そこで、本実施の形態では、第１挟持爪９０と第２挟持爪１００で未螺合のフランジ付ナット３０を再挟持する動作を行う。

螺回が終了した後、昇降用シリンダ１４の昇降用ロッド１３２が後退してシリンダチューブ１４０が相対的に上昇するとともに、これに伴って案内スライダ１３８がシリンダ用リニアガイド１３６に沿って一体的に上昇する。従って、螺回用シリンダ１６及びナットランナ１３０が上昇し、ソケット１０８がボルトから退避する。ナットランナ１３０は、ソケット１０８が最下流側ナット３０ａを受領した位置で一旦停止する。すなわち、図６と同様の状態となる。

次に、エアチャック７０が作動し、第１挟持爪９０と第２挟持爪１００が互いに接近して閉状態となる。フランジ付ナット３０がボルトに螺合されることなくソケット１０８とともに上昇していた場合、この時点で、該フランジ付ナット３０が側面から第１挟持爪９０と第２挟持爪１００に再挟持される。すなわち、図５と同様の状態となる。

次に、上記と同様にしてナットランナ１３０がさらに上昇する。この際、ソケット１０８に保持されたフランジ付ナット３０も僅かに上昇するが、そのフランジ部が第１離脱用爪１０４、第２離脱用爪１０６に当接することにより、それ以上の上昇が阻止される。すなわち、フランジ付ナット３０が第１離脱用爪１０４及び第２離脱用爪１０６に堰き止められる。その結果、フランジ付ナット３０がソケット１０８から容易に、且つ安定して離脱する（切り離される）。このように、第１離脱用爪１０４及び第２離脱用爪１０６は、フランジ付ナット３０のナットランナ１３０からの離脱を支援する。

その後、エアチャック７０が作動して第１挟持爪９０と第２挟持爪１００が互いに離間する開状態となる。これによりフランジ付ナット３０がソケット１０８、第１挟持爪９０及び第２挟持爪１００の全てから解放され、自重によって貫通孔１２０を通過するように落下する。落下したフランジ付ナット３０は、回収すればよい。なお、フランジ付ナット３０がボルトに螺合されたときも同様に以上の動作が営まれるが、この場合には、フランジ付ナット３０がソケット１０８とともに上昇することはない。従って、フランジ付ナット３０が第１挟持爪９０と第２挟持爪１００に再挟持されることはなく、回収されることもない。

この動作が営まれる間、受取場２４の下方では、新たな最下流側ナット３０ａを螺合するべきボルトが位置するように、ワークの姿勢ないし位置が変化される。締結装置１０が多関節ロボットに設けられている場合、該多関節ロボットのアームを適宜回転させるようにしてもよい。

次回の払い出しを行うべく、エアシリンダ１０２が動作して変位用ロッド１１４が前進する。この前進に追従し、第２ベッド９２が第２ベッド用案内レール８２に沿って受取場２４から離間し且つストッカ３２の最下流側に接近する方向に変位する。また、第１ベッド８４が、第１ベッド用案内レール８０に沿って第２ベッド９２と同一方向に変位する。その結果、図８に示すように、第１挟持爪９０と第２挟持爪１００が開状態のまま、新たな最下流側ナット３０ａを間にして対向する位置となる。

さらに、エアチャック７０が作動して第１挟持爪９０及び第２挟持爪１００が閉状態となる。すなわち、第１挟持爪９０及び第２挟持爪１００は、新たな最下流側ナット３０ａを挟持する。これにより、図４に示す状態が形成される。なお、第１挟持爪９０及び第２挟持爪１００が新たな最下流側ナット３０ａを挟持すると同時に、上流側ストッパ１１０が最下流側ナット３０ａと上流側ナット３０ｂの間に進入することは勿論である。

以降は上記と同様にして、新たな最下流側ナット３０ａのボルトへの螺合が実施される。ストッカ３２に収納されたフランジ付ナット３０が所定個数（ゼロを含む）となるまで払い出されると、ストッカ３２に対し、補充口５４を介して新たなフランジ付ナット３０が供給される。すなわち、ロータリアクチュエータ４０の回動用ロッド４２が、フランジ付ナット３０を押圧するときと逆方向に回転し、押出アーム４４が補充口５４を介してストッカ３２の内部から離脱する。これにより補充口５４が開放されるとともに、該補充口５４を介して、パーツフィーダから供給されたフランジ付ナット３０が送り込まれる。

補充口５４は、受取場２４と略同一水平面内に位置するとともに、該受取場２４に対してオフセットされた位置に形成されている。従って、締結装置１０の小型化を図りながら、パーツフィーダ等を補充口５４に接続することが容易となる。

本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、ストッカ３２に収納する締結具は、ボルトであってもよい。この場合、ストッカ３２のフロア部材４６に、ボルトの胴部を通すための案内孔を形成すればよい。

また、ナットランナ１３０が螺回する最中に、新たな最下流側ナット３０ａを払い出す準備を行うようにしてもよい。すなわち、ナットランナ１３０の螺回中にエアシリンダ１０２が動作するように制御し、変位用ロッド１１４を前進させる。その後、エアチャック７０が作動して第１挟持爪９０及び第２挟持爪１００が閉状態となる。

すなわち、ナットランナ１３０によって機械接合が行われている間に、第１挟持爪９０及び第２挟持爪１００は、新たな最下流側ナット３０ａを挟持する。このため、１個のフランジ付ナット３０をボルトに螺合した後に次なるフランジ付ナット３０のボルトへの螺合を開始するまでの時間を短縮することができる。換言すれば、サイクルタイムの短縮を図り得る。

１０…締結装置１２…供給螺回部
１４…昇降用シリンダ１６…螺回用シリンダ
１８…シリンダ支持部２４…受取場
３０、３０ａ、３０ｂ…フランジ付ナット３２…ストッカ
３４…取出供給手段４０…ロータリアクチュエータ
４４…押出アーム４６…フロア部材
４８…カバー部材５４…補充口
６０…凹部６２…下流側ストッパ
７０…エアチャック７２、７４…スライダ
７６、７８…テーブル８４、９２…ベッド
８６…案内用長穴９０、１００…挟持爪
９４…カムフォロワ９６…ロッド受部材
１０２…エアシリンダ１０４、１０６…離脱用爪
１０８…ソケット１１０…上流側ストッパ
１１６…円筒形状部１２０…貫通孔
１３０…ナットランナ

Claims

複数個の締結具を収納可能なストッカと、前記締結具を前記ストッカから受取場に個別に供給する取出供給手段と、前記受取場に供給された前記締結具を螺回させる螺回手段とを備える締結装置であって、
前記螺回手段を前記受取場に対して接近又は離間する方向に変位させる螺回手段用変位手段をさらに備え、
前記ストッカは水平面内で湾曲した円弧形状をなすとともに、前記締結具を一列に整列した状態で収納し、
前記取出供給手段は、前記ストッカの最下流に位置する前記締結具を前記受取場に供給し、
前記螺回手段は、前記螺回手段用変位手段によって前記受取場に供給された前記締結具に向かって変位して前記締結具を螺回する一方、螺回が終了した後、前記螺回手段用変位手段によって前記受取場から離間する方向に変位し、
螺回後の前記螺回手段が前記締結具を保持しているとき、前記取出供給手段が該締結具を再保持する締結装置。
請求項１記載の締結装置において、前記ストッカの最上流に、新たな前記締結具を補充するための補充口が形成されている締結装置。
請求項１又は２記載の締結装置において、前記取出供給手段は、前記最下流に位置した前記締結具を、閉状態となることで挟持する一方、前記受取場に位置した前記締結具を、開状態となることで解放する挟持部材と、
前記挟持部材を、該挟持部材に挟持された前記締結具が前記受取場に到達するように変位させる挟持部材用変位手段と、
を備え、
さらに、前記最下流に位置した前記締結具が前記受取場に移動する際、新たに前記受取場に移動させる前記締結具を前記最下流の上流で堰き止めるための上流側締結具用ストッパを備え、
前記上流側締結具用ストッパは、前記挟持部材が閉状態となるときに前記最下流の上流に位置する前記締結具を堰き止める位置に移動する一方、開状態となるときに前記最下流の上流に位置する前記締結具を解放する位置に移動する締結装置。
請求項１～３のいずれか1項に記載の締結装置において、前記ストッカに収納された前記締結具を前記最下流側に指向して押圧する押圧手段をさらに備える締結装置。
請求項１～４のいずれか1項に記載の締結装置において、前記最下流の前記締結具と前記受取場の間に退避可能に進入し、前記最下流の前記締結具を堰き止める最下流側締結具用ストッパをさらに備える締結装置。
請求項１～５のいずれか１項に記載の締結装置において、前記取出供給手段に再保持された前記締結具を堰き止めて前記螺回手段からの前記締結具の離脱を支援する離脱支援部材を備える締結装置。