JPH0111402Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はナツトの自動締付装置に関する。

例えば、自動車用ウレタンバンパは、バンパカ
バーにウレタンフオームを挿入した後、バンパカ
バーとバンパリンフオースとがボルトおよびナツ
トによつて互いに締め付けられる。その場合にお
いて、通常は、バンパカバー側にあらかじめボル
トを保持させておき、バンパリンフオース側より
ナツトを締め付けるようにしている。

このようなウレタンバンパ等のワークを自動的
にナツト締めする従来の装置は、ワークの位置決
めをバンパカバーの外形を利用して行なつていた
ので、多種類の形状のワークに対する適応が困難
であり、またワークの精度上のバラツキがあり
（特に、ウレタンバンパの場合、材質がウレタン
であり、夏冬の温度差により締付ポイントが変化
することがある）、締付ポイントのズレによる締
付不良を生ずるという問題があつた。

本考案は上記のような問題を解決するために案
出しもので、多種形状のワークに対して適応でき
かつワーク精度上のバラツキによるナツトの締め
付け不良を改善した自動ナツト締付装置を提供す
ることを目的とする。

このような目的を実現するために、本考案で
は、板状体にあらかじめ複数のボルトを固定した
締付用フレームと、該締付用フレームの前記ボル
トを下方に向けて挿入できる複数の穴及び複数の
位置決め用孔を有するワークと、取付台上面より
上方へ突出しかつ下方へ引つ込むことのできる複
数の基準ピンを有し、前記ワークの位置決め用孔
に対応する前記複数の基準ピンが上方へ突出する
ことによりワークを位置決めし、かつ該位置決め
状態でワークをクランプする機構を有するワーク
固定部と、上端にナツト受入穴を有する締結結ソ
ケツトと、該締結用ソケツトに１個づつナツトに
送り込む機構と、前記締付用ソケツトを前記ワー
クの締結用ボルトに対応する位置へ順次移動させ
る機構と、前記締付用ソケツトに所要トルクの回
転力を与え該締結用ソケツトに受け入れられたナ
ツトを前記締付用ボルトに締め付ける回転機構と
を含んで構成されるナツト自動締付装置が提供さ
れる。本考案によれば、基準ピンを用いてワーク
の位置決めをしているので、多種形状のワークに
対してナツトの自動締付が可能であり、ワークの
精度上のバラツキによる締付不良の問題が解消さ
れる。また、ナツトを下側から締め付けているの
で、ナツトの補充およびソケツト内での保持が容
易となる。

また、本考案では、複数のボルトがあらかじめ
板状体に固定してあるので、これらのボルトを下
向きにワークの穴に挿入し、下方からボルトを締
めつける際、ボルトが付廻りをすることはなく、
円滑かつ迅速にナツト締付作業を行うことができ
る。

位置決め用の基準ピンを多数設け、その中の任
意の複数の基準ピンをエアシリンダ等のワーク取
付台上に突出させるように構成すれば、更に多種
のワークに対する適応が可能となる。締付用ソケ
ツトを移動させる機構は、自動（NC）制御によ
り平面上でXY方向に移動させるようにすると共
に、上下方向にも移動可能とする。

以下、添付図面を参照し本考案の自動ナツト締
付装置について詳細に説明する。

第１図は自動ナツト供給・締付装置を平面図で
示すものである。この装置は、ワーク１０を固定
するワーク固定部２０と、ナツトを供給するナツ
トフイーダー３０と、ナツト締付ユニツト４０と
で構成されている。

まず最初にワーク１０およびワーク固定部２０
について説明する。

ワーク１０としては、例えば自動車用部品とし
て広く使用されているウレタンバンパ等の長尺物
が好適であり、複数のナツトによつてこのような
長尺物ワークを締め付ける場合にこの装置を用い
るのが好適である。ウレタンバンパ１０は、第２
図に断面図で示すように、バンパカバー１１、ウ
レタン１２およびバンパリンフオース１３から成
る。バンパカバー１１のＡ部に第３図に示すよう
な締付用フレーム１４を装着した後、ウレタン１
２を装着する。この締付用フレーム１４は細長い
板状体１５に間隔をおいて複数のボルト１６があ
らかじめ固定されたものである。この締付用フレ
ーム１４をバンパカバー１１に装着するには、バ
ンパカバー１１の内側より、バンパカバー１１に
間隔をおいて設けた複数の孔１７に締付用フレー
ム１４の前記ボルト１６を挿入することにより行
なう。バンパリンフオース１３も前記バンパカバ
ー１１の孔１７に対応する孔１８を有し、これら
の孔１８を前記ボルト１６に挿入することにより
バンパリンフオース１３をバンパカバー１１に装
着する。かくして、ウレタンバンパー１０は第２
図に示す状態となる。バンパリンフオース１３
は、このワークであるウレタンバンパ１０をワー
ク固定部２０に対して位置決めするための複数の
位置決め孔１９を有する。

第１図および第４図において、ワーク固定部２
０は、ベース１上に設置されたワーク取付台２１
を有し、このワーク取付台２１には多数の基準ピ
ン２２が配列されており、これらの基準ピン２２
はそれぞれエアシリンダ２３によつて上下方向に
移動可能になつている。これらの多数の基準ピン
２２の中からワーク１０に適合する複数の基準ピ
ン２２を選定し、対応するエアシリンダ２３を動
作させることにより選定した基準ピン２２をワー
ク取付台２１の上面２４より上方へ突出させる。
これらの選定した基準ピン２２はワーク１０の位
置決め孔１９（第２図）に対応した位置にある。
ワーク１０の位置決め孔１９を基準ピン２２に差
し込むことによりワーク１０はワーク取付台２１
上の所定位置に位置決めされ、更にワーク１０の
両端に設けてある周知構造のクランプ機構２５を
動作させることによりワーク１０が固定される。
これにより、ワーク１０は第２図に示すような状
態でワーク取付台２１上に固定される。即ち、ワ
ークであるウレタンバンパ１０において、ボルト
１６のねじ部分は下方に向いており、下方よりナ
ツト２６（第２図）を締め付ける状態におかれ
る。

次に、ナツトを供給するナツトフイーダ３０に
ついて説明する。第１図において、ナツトフイー
ダ３０はベース１の一端（左端）に固定して設置
されている。ナツトフイーダ３０のホツパ３１内
には前記ウレタンバンパ１０のボルト部１６（第
２図）に係合するナツトが多数収納されている。
ホツパ３１からナツト供給通路３２がのびてお
り、その先端は第５図に示すように下方に傾斜し
ている。ナツトは図示しない手段によりナツト供
給通路３２に沿つて１個づつ通路３２の出口端３
３に向つて供給されるようになつている。

次に、ナツト締付ユニツト４０について説明す
る。第１図および第４図において、ナツト締付ユ
ニツト４０は、その本体部４１と、ナツト受渡部
５０と、ナツト締付部７０（第４図）とを含んで
成る。ナツト締付ユニツト４０の全体は、ベース
１のレール台２上に平行に設置されたレール３に
沿つて第１図矢印Ｘ方向に移動できるようになつ
ている。ナツト受渡部５０は本体部４１（第４
図）の上方に固定してあり、従つて本体部４１と
共に第１図の矢印Ｘ方向にのみ移動可能である。
一方、ナツト締付部７０は、本体部４１に取り付
けられたサーボモータ４２により、本体部４１に
対してＹ方向（第１図、第４図）に移動できるよ
うになつている。即ち、ナツト締付部７０は第１
図の平面図で見てＸ方向およびＹ方向に移動でき
る構造となつている。

第５図にナツト受渡部５０の構造を示してい
る。ナツト受渡部５０は、ナツトフイーダ３０の
ナツト供給通路３２の先端部と対応して傾斜した
ナツトシユータ５１を有し、このナツトシユータ
５１はナツトを１個づつ並列して格納することの
できる通路をその内部に有している。ナツトシユ
ータ５１内のナツトは、ナツトの中心軸線がシユ
ータ通路下面に対して垂直となりかつナツトと一
体の座金部分が上向きとなるように１個づつ隣接
して整列されている。ナツトシユータ５１のナツ
ト入口端５２付近には光電スイツチ５３が取り付
けてあり、またナツトシユータ５１の下端部には
ナツトストツパ５４がある。

ナツト締付ユニツト４０が第１図および第５図
に示す初期位置にある時、即ち第１図におけるレ
ール３の最左端位置にある時、ナツトシユータ５
１のナツト入口端５２はナツトフイーダ３０のナ
ツト出口端３３と整列している。この位置におい
て、ナツトフイーダ３０からナツトシユータ５１
内へナツトが供給される。ナツトシユータ５１内
の最下端のナツトＡはナツトストツパ５４によつ
て止められ、後続のナツトがナツトシユータ５１
内に順次充填されて光電スイツチ５３まで達した
時、この光電スイツチ５３は規定量のナツトが充
填されたことを検出し、ナツトフイーダ３０から
のナツトの供給を停止する。ナツトシユータ５１
内への規定量のナツトの供給が完了すると、図示
しないサーボモータが作動し、ナツト締付ユニツ
ト４０（第１図、第４図）全体がレール３に沿つ
て第１図Ｘ方向に所定位置まで移動される。それ
と同時に、次に述べるようなナツトの受渡しが行
なわれる。

ナツトシユータ５１はナツトストツパ５４より
も更に下方にのびており、その先端はほぼ水平に
なつている。そのナツトシユータ５１の先端部に
はチヤツク機構５５があり、またナツトシユータ
５１の下端部の下方にはナツトを１個づつ分離す
るエスケープ機構５６が取り付けてある。このエ
スケープ機構５６はエアシリンダ５７を有し、こ
のエアシリンダ５７により前述のナツトストツパ
５４と、プツシユロツド５８が動作される。即
ち、エアシリンダ５７が駆動されると、これと連
動するナツトストツパ５４が上方へ移動して最下
端のナツトＡを解放すると同時に、プツシユロツ
ド５８がばね５９の引張力に抗してナツトシユー
タ５１側に移動し、最下端から２番目のナツトＢ
をナツトシユータ５１内の通路上壁に対して押圧
することによりそのナツトＢおよびそれより上方
にあるナツトの落下を防止する。最下端にあつて
解放されたナツトＡはナツトシユータ５１の傾斜
に沿つて重力によりすべり落ち、チヤツク機構５
５に到達する。このようにナツトはナツトシユー
タ５１に沿つてすべり落ちるのであるが、シユー
タ５１のすべり面の汚れ等によるナツトの流れ不
良を防止するために、ナツトストツパ５４の近傍
にエアー噴射ノズル６０を取り付け、空気の吹き
付けによりナツトの流れをよくしている。ナツト
Ａがチヤツク機構５５に達すると直ちにエアシリ
ンダ５７が元位置に復帰し、これによつてナツト
ストツパ５４およびプツシユロツド５８も元の位
置に復帰する。それにより、ナツトシユータ５１
内のナツトＢおよびその上方のナツトはすべて１
個分づつ下方へ移動し、ナツトストツパ５４によ
り止められる。

第６図は第５図の矢印方向から見たチヤツク
機構５５を示すものである。チヤツク機構５５は
支点６１を中心として回動可能な一対のチヤツク
６２を有し、ナツトがナツトシユータ５１からす
べり落ちる際には、図示のように一対のチヤツク
６２はばね６３の作用で互いに閉じており、その
ナツトを落下しないようにチヤツク６２の下端部
で保持することができる。エアシリンダ６４が動
作すると、挿入ピン６５が下降し、挿入ピン６５
の下端小径部がナツト内部に入つてナツトの中心
位置を規制し、挿入ピン６５が更に下降するとそ
の挿入ピン６５の大径部６５ａがチヤツク６２に
設けられたローラ６６に接触することにより一対
のチヤツク６２をばね６３に抗して開き、これに
よつてナツトは挿入ピン６５の先端小径部に沿つ
て下方に落下し、チヤツク６２下方に位置するナ
ツト締付部７０（第４図）の締付ソケツト７１に
挿入される。

第４図および第７図において、ナツト締付部７
０は、締付ソケツト７１、この締付ソケツト７１
を取り付けかつ回転させるナツトランナー７２、
およびこれらの部材を上下方向に移動させるソケ
ツト上下機構等を含んで成る。ナツトがチヤツク
機構５５から締付ソケツト７１に落下する際に
は、チヤツク６２の直ぐ下方に締付ソケツト７１
が位置するように油圧シリンダ４２およびソケツ
ト上下機構によつて制御御される。締付ソケツト
７１はナツトを受け入れる六角形の穴７３を有す
る。

次に、ワーク１０に対するナツトの締め付けに
ついて説明する。ワークであるウレタンバンパ１
０は第２図に断面図で示すような状態でワーク取
付台２１（第１図）上の位置決め固定されてい
る。従つて、ワーク１０の複数のボルト１６の位
置はあらかじめわかつており、これらの位置を図
示しないメモリ装置に記憶させておく。まず最
初、ナツトを締め付けるべきＸ方向（第１図）の
位置へナツト締付ユニツト４０全体をレール３に
沿つて移動させる。これと同時に、ナツトシユー
タ５１からチヤツク機構５５を介して締付ソケツ
ト７１に１個のナツトを送り込む。図示しないエ
アシリンダでナツトを締め付けるべき位置まで前
進し、次にサーボモータ４２（第４図）を動作さ
せ、ナツトを締め付けるべきＹ方向（第１図、第
４図）の位置へナツト締付部７０を移動させる。
これにより、ナツト締付部７０の締付ソケツト７
１はワーク１０のボルト１６（第２図）の下方位
置に来る。次に、締付ソケツト７１およびナツト
ランナ７２のユニツトを上方へ移動させて、締付
ソケツト７１に保持されたナツトをボルト１６
（第２図に係合させる。それと同時に、ナツトラ
ンナ７２により締付ソケツト７１を回転させ、ナ
ツトをボルト１６に締め付け、所要トルクに達し
た時にナツトランナ７２の回転を停止させる。そ
の後、締付ソケツト７１およびナツトランナ７２
のユニツトは下降され、図示しないエアシリンダ
とサーボモータによりナツト締付部７０はＹ方向
（第１図、第４図）に移動されて元の位置（締付
ソケツト７１がチヤツク機構５５の下方に来る位
置）に戻され、この状態で再びナツトシユータ５
１内の１個のナツトが締付ソケツト７１へ送られ
る。それと同時にナツト締付ユニツト４０の全体
も次に締め付けるべきＸ方向（第１図）の位置へ
移動される。このようにして、１つのワーク（ウ
レタンバンパ）１０についてすべてのナツトの締
め付けが完了すると、ワーク１０は自動又は手動
でワーク固定部２０（第１図）から取り外されて
新たなワークと置き換えられる一方、ナツト締付
ユニツト４０は第１図で示す初期位置へ戻され、
ここで再びナツトフイーダ３０からナツトシユー
タ５１へ規定量のナツトが供給される。以上のよ
うなサイクルを繰り返すことにより、ナツトは自
動的に連続して供給されかつワークに対する締め
付けが行なわれる。なお、上述のような各部の動
作はすべて自動制御により行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を採用した自動ナツト供給・締
付装置の平面図、第２図はナツトによつて締め付
けられるべきワークであるウレタンバンパの断面
図、第３図は締付用フレームの斜視図、第４図は
第１図の矢印−から見た自動ナツト締付・供
給装置の側面図であり、ナツトフイーダを省略し
て示したもの、第５図はナツトフイーダおよびナ
ツト締付ユニツトの要部を示した図、第６図は第
５図の矢印から見たチヤツク機構の正面図、第
７図は締付ソケツトとナツトランナーのユニツト
を示す図である。 １０……ワーク（ウレタンバンパ）、１６……
締付用ボルト、１９……位置決め孔、２０……ワ
ーク位置決め固定機構、２２……基準ピン、４０
……締付ユニツト、５０……ナツト受渡機構、７
０……ナツト締付部、７１……締付用ソケツト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 板状体１５にあらかじめ複数のボルト１６を固
   定した締付用フレーム１４と、該締付用フレーム
   １４の前記ボルト１６を下方に向けて挿入できる
   複数の穴１７，１８及び複数の位置決め用孔１９
   を有するワーク１０と、取付台上面２４より上方
   へ突出しかつ下方へ引つ込むことのできる複数の
   基準ピン２２を有し、前記ワーク１０の位置決め
   用孔１９に対応する前記複数の基準ピン２２が上
   方へ突出することによりワーク１０を位置決め
   し、かつ該位置決め状態でワーク１０をクランプ
   する機構２５を有するワーク固定部２０と、上端
   にナツト受入穴７３を有する締付用ソケツト７１
   と、該締付用ソケツト７１に１個づつナツトを送
   り込む機構と、前記締付用ソケツト７１を前記ワ
   ークの締付用ボルト１６に対応する位置へ順次移
   動させる機構と、前記締付用ソケツト７１に所要
   トルクの回転力を与え該締付用ソケツト７１に受
   け入れられたナツトを前記締付用ボルト１６に締
   め付ける回転機構とを含んで構成されるナツト自
   動締付装置。