JPH0276643A - ボルト装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はボルト装着装置に関し、−層詳細には、ワーク
の下側からボルト等の締結部材を締め込むための自動締
付装置を構成するソケット等にパーツフィーダから供給
されるボルト等をセットする動作を自動的に能率よく、
しかも確実に遂行可能としたボルト装着装置に関する。

［発明の背景］ 近年、機械製品の組立工程の自動化が進み、これまで作
業員に頼っていた作業が各種装置の開発によって人手を
介さずに行われつつある。

ボルト等を締結する作業も例外ではない。

機械製品の組立工程にあっては、組み付ける部品によっ
てはその下側からボルト等を締め込まなければならない
場合がある。このような下側からのボルトの締結作業を
自動化した自動締付装置も各種実用化されている。例え
ば、実開昭第６１−１９５９３２号、特開昭第６２−２
８２８３２号に開示されている自動締付装置を例として
挙げることが出来る。

この種の自動締付装置においては、パーツフィーダ等の
ボルト供給装置から送られるボルトが当該自動締付装置
のボルト回転部に設けたソケットやチャックに確実にし
かも正しい姿勢でセットされる必要がある。然しながら
、実際問題として、ボルトが若干傾いた状態でソケット
やチャックに保持され、この結果、締付作業に多大な障
害が発生するという不都合が屡発生する。また、特に、
ソケットの六角穴にボルト頭部が嵌合しない場合もある
。このような場合、作業を一時停止して、作業者が改め
てボルトをソケットに装着しなければならない。

［発明の目的コ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、ワークの下方に位置する自動締付装置のソケッ
トにボルトを装填するに際し、ボルトを保持しつつ若干
これを回転させながらソケットにボルト頭部を嵌合させ
るよう構成することにより、ソケットに対して確実にボ
ルトをセットすることが出来、以後の下側からのボルト
締結作業を円滑に行なえるように構成したボルト装着装
置を提供することを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明はボルト等の締結
部材をそのねじ部を上にしてナツトランナ等のソケット
に装着する装置であって、パーツフィーダ等の自動供給
機からボルト頭部を下方に指向させて当該ボルトを受容
し、このボルトを係止させておく一組の保持爪を備えた
ホルダと、前記ホルダ内に進入してその先端部でボルト
を保持すると共に変位動作に伴ってボルトを回動させる
回転装着機構と、前記保持爪に当接して当該保持爪を開
成するロッド部材と、前記回転装着機構とロッド部材と
を一体的に鉛直方向に昇降させるアクチュエータとを備
え、ロッド部材並びに回転装着機構を前記アクチュエー
タの駆動作用下に下降させ、ホルダ内のボルトを回転装
着機構で保持した後、ロッド部材で保持爪を開き、次い
で、ボルトを回転させながらホルダ直下のナツトランナ
等のソケットに装着するよう構成したことを特徴とする
。

［実施態様］ 次に、本発明に係るボルト装着装置について好適な実施
態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明
する。

第１図乃至第３図において、参照符号１０は本発明に係
るボルト装着装置を示す。このボルト装着装置１０は架
台１２上に固定される基板１４と、基板１４の側方に固
定されるボルト受ホルダ１６と、ボルト受ホルダ１６に
対して鉛直方向に下降変位した際にボルト受ホルダ１６
を開くと共に、ボルト受ホルダ１６内のボルトをソケッ
トに装着するボルト装着部１８を含む。

先ず、ボルト受ホルダ１６について説明する。

このボルト受ホルダ１６は図示しないパーツフィダーか
ら送給管２０を通して圧縮空気により圧送されるボルト
を収容するためにその内部は中空状を呈する。また、ボ
ルト受ホルダ１６の互いに対向する側面部には回動自在
なボルト保持爪２２ａ、２２ｂが設けられる。このボル
ト保持爪２２ａ、２２ｂの内側に屈曲する先端部にボル
トがボルト頭部を下方に指向させて係止される。また、
ボルト保持爪２２ａ、２２ｂの後端部側にはコイルスプ
リング２４ａ、２４ｂが係合し、従って、ボルト保持爪
２２ａ、２２ｂはコイルスプリング２４ａ、２４ｂの弾
発作用下に常時閉成する方向に付勢されるよう構成され
ている。

次いで、このようなボルト受ホルダ１６のボルト保持爪
２２ａ、２２ｂを開閉すると共に、ボルトをボルト締付
装置のソケットにセットするボルト装着部１８について
説明する。

このボルト装着部１８は取付板２６に固定された開閉ロ
ッド２８ａ、２８ｂと、ボルト受ホルダ１６内に挿入さ
れてボルトを保持すると共に、回動させながら装着する
長尺な棒状の部材であるフェイスドライバ３０およびス
クリューロッド３１からなる回転装着機構と、これら開
閉ロッド２８ａ１２８ｂ１回転装着機構を昇降させるシ
リンダ３２を含む。シリンダ３２のピストンロッド３４
は取付板２６に連結され、取付板２６から下方に垂岐さ
れる２本のガイドロッド３６ａ、３６ｂは夫々が基板１
４上に立設される支持部材３８ａ、３８ｂにより支持さ
れるガイド部材４０ａ、４０ｂに摺動自在に嵌合する。

開閉ロッド２８ａ、２８ｂは降下した際にその先端がボ
ルト受ホルダ１６に設けたボルト保持爪２２ａ、２２ｂ
の尾端部に当接する位置に取付板２６に対して固定され
る。この場合、開閉ロッド２８ａ、２８ｂの先端部はボ
ルト保持爪２２ａ、２２ｂに当接した場合にこれを開き
易くするためにテーバ形状にしておく。また、取付板２
６に対しては長孔４２ａ、４２ｂを介して開閉ロッド２
８ａ１２１１１ｂを取着し、開閉ロッド２８ａ、２８ｂ
の間隔を調整可能にしておくとよい。これは、開閉ロッ
ド２８ａ、２８ｂの先端部が何度もボルト保持爪２２ａ
、２２ｂに、摺接するにつれ摩耗し、当該ボルト保持爪
２２ａ、２２ｂが小さ（なるからである。

次に、フェイスドライバ３０はこれを若干角度的に回転
させるためのスクリューロッド３１と連結されて、この
スクリューロッド３１を介して取付板２６に取り付けら
れている。この場合、スク＋７＝−ロッド３１は取付板
２６に固定されたスリーブ４４に遊嵌される。また、ス
クリューロッド３１の周面には螺旋溝４６が形成され、
この螺旋溝４６にはスリーブ４４の内側に突出するピン
４８が係合する。さらに、スクリューロッド３１の下端
部のばね受５０とスリーブ４４の下端の間にはコイルス
プリング５２が介装され、このコイルスプリング５２の
弾発作用下にフェイスドライバ３０は常時下方に付勢さ
れる。一方、フェイスドライバ３０の先端はボルト受ホ
ルダ１６内に臨入した際にボルトのねじ部が嵌合する孔
部５４が形成される。なお、参照符号５６はストッパを
示す。

本発明に係るボルト装着装置は基本的には以上のように
構成されるものであり、次に、当該ボルト装着装置１０
の適用例として、エンジンに対してワークとしてのトル
クコンバータを組み付ける場合において、特に、ボルト
を下側から締結する作業を自動的に遂行するトルクコン
バータ自動組付システムについて以下概略的に説明する
。

第３図において、参照符号６０はトルクコンバータ自動
組付システムを示す。このトルクコンバータ自動組付シ
ステム６０はワークとしてのトルクコンバータ６２を基
準となる向きに固定するシャトルユニット６４と、シャ
トルユニット６４上のトルクコンバータ６２を把持する
マニピュレータ６５を備え治具パレット６６上のエンジ
ン６８までトルクコンバータ６２を搬送する手段として
の移動ローダ７０と、本発明に係るボルト装着装置１０
と、ボルトを下側から自動締結するボルト締付装置７２
とから構成される。

シャトルユニット６４はレール架台７４上を水平方向に
移動することが可能に構成される。移動ローダ７０は支
柱７６から水平方向に延びるビーム７８上において走行
シリンダ８０の駆動作用下にレールを介して移動自在に
構成される。また、移動ローダ７０はマニピュレータ６
５を昇降させるための昇降シリンダ８２を備えており、
昇降シリンダ８２の駆動作用下にマニピユレータ６５が
降下して当該マニピュレータ６５を構成するクランプア
ー　Ａｇ３　ａ乃至８４ｃがシャトルユニッ）６４上（
７））ルクコンバータ６２を把持する。この場合、マニ
ピユレータ６５にはトルクコンバータ６２のねじ穴の位
置を変えるための位相合わせ装置８６が併設されており
、この位相合わせ装置８６はトルクコンバータ６２のス
タータギヤ８８に噛合するギヤ９０と、このギヤ９０を
回転するパルスモータ、減速機、クラッチ等からなる駆
動系を備えている。

ボルト締付装置７２は架台９２上をシリンダ９４の駆動
作用下に水平方向に進退自在に構成され、ナツトランナ
９６と、このナツトランナ９６の駆動モータ９８と、ナ
ツトランナ９６を昇降させるシリンダ１００を備えてい
る。ナツトランナ９６の上面にはボルトの頭部が嵌合す
るソケット１０２が設けられる（第１図参照）。

本発明に係るボルト装着装置沿よびこのボルト装着装置
を構成要素とするトルクコンバータ自動組付システムは
基本的には以上のように構成されるものであり、次に、
その作用並びに効果について説明する。

先ず、第４図において、上載されるトルクコンバータ６
２のねじ穴の位置を基準の向きに合わせた状態でシャト
ルユニット６４をレール架台７４上を移動させ、同図に
示す移動ローダ７０の位置直下にトルクコンバータ６２
を位置決めする。そこで、移動ローダ７０に設けた昇降
シリンダ８２のピストンロフト（図示せず）を伸長させ
ることによってマニピュレータ６５を下降させる。そし
て、マニピュレータ６５を作動してクランプアーム８４
ａ乃至８４Ｃでトルクコンバータ６２を把持させる。そ
の後、昇降シリンダ８２の駆動作用下にマニピュレータ
６５を上昇させると共に、走行シリンダ８０のピストン
ロッドを退勤させて移動ローダ７０を治具パレット６６
上に固定されるエンジン６８の直上まで移動させる。そ
の位置で再び昇降シリンダ８２のピストンロッドを伸長
させ、クランプアーム８４ａ乃至８４ｃでトルクコンバ
ータ６２を把持したままマニピュレータ６５を下降させ
ることによってこのトルクコンバータ６２をエンジン６
８のドライブプレート１０４上に載置する。

この時、トルクコンバータ６２の下部周縁に穿設しであ
るねじ穴とドライブプレート１０４の周縁に穿設しであ
る孔部とは一致した状態にある。

蓋し、予めトルクコンバータ６２のねじ穴をシャトルユ
ニット６４上で基準向きに合わせているためである。ま
た、位相合わせ装置８６のギア９０はコンバータ６２の
スタータギア８８に噛合している。

そこで、本発明に係るボルト装着装置１０によってボル
トをボルト締付装置７２に自動供給する。

その際の当該ボルト装着装置１０の動作は第２図および
第３図に示されている。

すなわち、図示しないボルト供給用のパーツフィーダか
ら圧縮空気の圧力作用下に送給管２０を通る。その際、
ボルト１０４は当該ボルト装着装置１０に設けたボルト
受ホルダ１６内に頭部を下方に指向して送られてくる。

そして１、第２図に示すように、ボルト１０４はボルト
保持爪２２ａ１２２ｂの屈曲した先端に着座する。そこ
で、シリンダ３２を駆動してそのピストンロッド３４を
後退させると、開閉ロッド２８ａ、２８ｂおよびフェイ
スドライバ３０は下降変位し、やがて、第３図に示すよ
うに、フェイスドライバ３０の先端部の孔部５４にボル
ト１０４のねじ部が完全に嵌入するに至る。この状態で
ピストンロッド３４の後退動作を継続すると、取付板２
６およびスリーブ４４は下降するのに対し、フェイスド
ライバ３０はその変位がボルト保持爪２２ａ１２２ｂに
よって規制されているため、コイルスプリング５２が圧
縮される。

さらに、ピストンロッド３４を後退させると、開閉ロッ
ド２８ａ、２８ｂの先端がボルト保持爪２２ａ、２２ｂ
の後端部に当接し、これらボルト保持爪２２ａ、２２ｂ
を第３図において、二点鎖線で示すように拡開方向に回
動させるに至る。

この結果、フェイスドライバ３０の先端はボルト１０４
を保持したままコイルスプリング５２の弾発力によって
ボルト受ホルダ１６から突出し、ボルト受ホルダ１６の
下方に位置するボルト締付装置７２のナツトランナ９６
のソケット１０２にボルト１０４を挿入する。

この時、コイルスプリング５２の弾発力によってフェイ
スドライバ３０およびスクリューロッド３１が下方に変
位する際に、フェイスドライバ３０は回転する。すなわ
ち、スリーブ４４の内側に設けたピン４８がスクリュー
ロッド３１に形成した螺旋溝４６に係合していることか
ら、円筒カムと同様の作動原理に基づきスクリューロッ
ド３１が若干回転するため、このスクリューロッド３１
と一体的なフェイスドライバ３０が若干回転する。これ
により、当初ボルト頭部がソケット１０２の六角穴に対
して向きが合っていない場合でも、ソケット１０２の六
角穴にボルト１０４０頭部が確実に嵌合するに至る。

次いで、第４図に示すように、ボルト締付装置７２を走
行シリンダ９４の駆動作用下に前進させ、トルクコンバ
ータ６２のねじ穴直下にボルト１０４を位置決めした後
、シリンダ１００を付勢してナツトランナ９６を上昇さ
せると共に、駆動モータ９８を回転させてボルト１０４
を螺入させる。

ボルト１０４の締付が終了したらナツトランナ９６をボ
ルト装着装置１０のボルト受ホルダ１６の下まで変位さ
せる。この位置で次なるボルトが前述した動作の繰り返
しによりナツトランナ９６のソケットに装着される。こ
の時、トルクコンバータ６２のスタータギヤ８８には位
相合わせ装置８６のギヤ９０が噛合しているので、この
位相合わせ装置８６によってトルクコンバータ６２およ
びドライブプレート１０４を所定角度回転させて次なる
ねじ穴位置の位相を合わせる。その後、ボルト締付装置
によって次なるボルトを締結する。以上のような動作を
繰り返して行うことによりトルクコンバータ６２をエン
ジン６８のドライブプレー）１０４に取り付ける作業が
自動的に遂行される。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、パーツフィーダから供
給されるボルトを鉛直方向に下降させ且つ若干回転させ
ながら直下に位置するナツトランナのソケットに対して
ボルトを傾けることなく直立した姿勢で当該ボルトの頭
を下にして装着させている。このため、下方からボルト
を締め込むボルト締付装置において、それを構成するソ
ケットへのボルト頭部を下方に指向させたボルトの供給
が確実になされ、この結果、ボルトをワークに対して確
実に螺入出来、ボルトまたはワークに対する損傷等も未
然に回避出来る利点がある。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るボルト装着装置の斜視図、 第２図は本発明に係るボルト装着装置がボルトをそのボ
ルト受ホルダに受は入れた時の状態を示す一部断面側面
図、 第３図は本発明に係るボルト装着装置がナツトランナに
ボルトを装着する動作を示す一部断面側面図、 第４図は本発明に係るボルト装着装置を構成要素とする
トルクコンバータ自動組付システムの概略構成を示す側
面図である。 １０・・・ボルト装着装置　　　１６・・・ボルト受ホ
ルダ１８・・・ボルト装着部　　　　２０・・・送給管
２２ａ、２２ｂ・・・ボルト保持爪 ２４ａ、２４ｂ・・・コイルスフリング２８　ａ　、　
２８　ｂ・・・開閉ロッド３０・・・フェイスドライバ ３１・・・スクリューロッド　　３２・・・シリンダ３
８ａ、３８ｂ・・・支持部材 ４０ａ、４０ｂ・・・ガイド部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ボルト等の締結部材をそのねじ部を上にしてナッ
   トランナ等のソケットに装着する装置であって、パーツ
   フィーダ等の自動供給機からボルト頭部を下方に指向さ
   せて当該ボルトを受容し、このボルトを係止させておく
   一組の保持爪を備えたホルダと、前記ホルダ内に進入し
   てその先端部でボルトを保持すると共に変位動作に伴っ
   てボルトを回動させる回転装着機構と、前記保持爪に当
   接して当該保持爪を開成するロッド部材と、前記回転装
   着機構とロッド部材とを一体的に鉛直方向に昇降させる
   アクチュエータとを備え、ロッド部材並びに回転装着機
   構を前記アクチュエータの駆動作用下に下降させ、ホル
   ダ内のボルトを回転装着機構で保持した後、ロッド部材
   で保持爪を開き、次いで、ボルトを回転させながらホル
   ダ直下のナットランナ等のソケットに装着するよう構成
   したことを特徴とするボルト装着装置。
2. （２）請求項１記載の装置において、回転装着機構は先
   端部でボルトのねじ部を保持する棒体と、この棒体と連
   結され円周面に螺旋溝が形成されたスクリューロッドと
   、螺旋溝に係合するピンを保持すると共にスクリューロ
   ッドが遊嵌するスリーブと、スリーブと棒体の間に係合
   するコイルスプリングとからなり、コイルスプリングの
   弾発作用下にスクリューロッドが変位した際に螺旋溝に
   係合するピンによって当該スクリューロッドが回動する
   よう構成したことを特徴とするボルト装着装置。