JPH05154725A

JPH05154725A - ボルトまたはナット等の供給締付け方法およびその装置

Info

Publication number: JPH05154725A
Application number: JP36077191A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Aoyama; 好高青山
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-12-07
Filing date: 1991-12-07
Publication date: 1993-06-22

Abstract

(57)【要約】【目的】ボルトまたはナット等の部品を供給して締め
付けるもにおいて、供給ロッドの先端に保持した部品を
供給途上で脱落したり位置ずれが生じないようにするこ
とを目的にしている。【構成】部品が保持部材に拘束された状態で、目的箇
所の近傍まで進出させらてから供給ロッドの係合孔に部
品を嵌入し、引き続いて供給ロッドがさらに進出して、
供給締付けを行うものであり、このようなことを方法と
して発明を構成し他方、これを実現する装置を発明とし
て構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ボルトまたはナット
等の部品を供給して締付けることに関する物で、一般的
に使用されているボルトランナーあるいはナットランナ
ーを自動機として実用化しようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】この発明に正確に対応する従来技術は、
私の承知している範囲では見当たらないが、一般的には
回転進退式の供給ロッドの先端部にボルトまたはナット
等の部品を保持して、周辺の機器類を避けながら所定の
移動軌跡を描くようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】上述のように供給ロ
ッドの先端部に部品を保持したまま供給ロッドが所定の
移動軌跡を描くと、供給ロッドは軸方向に移動したり、
その後急に軸方向とは直交する向きに移動したりするの
で、保持されている部品は急激に移動を開始したり急激
に停止したりするので、部品はその慣性力によって供給
ロッドの先端部から外れたり、位置ずれを起こしたりす
るのである。このような問題点は、特にロボット装置の
ような場合に重要となる。

【０００４】

【問題を解決する手段とその作用】本発明は、以上に述
べた問題点を解決するために発案させたものであり、請
求項１の発明は、ボルトまたはナット等からなる部品の
保持部材が移動して、部品が回転式の供給ロッドと同軸
になってから部品が供給ロッドの係合孔に嵌め込まれる
形式のものにおいて、部品が保持部材に拘束された状態
で目的箇所の近傍まで進出させられ、その後供給ロッド
が進出して部品を目的箇所に締付けを行うことを特徴と
するもので、部品が目的箇所に到達するまでは、部品が
拘束状態になっていて前述のような慣性力で部品保持に
支障を来すことがない。請求項２および請求項３の発明
は、部品が供給ロッドと同軸になる時期を特定したもの
である。これらは、保持部材に拘束されたまま上記の同
軸になる時期を選定したもので、部品保持は確実になさ
れている。請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、目的箇所の近傍で供給ロッドに２段ストロークを付
与し、１段階目で供給ロッドの係合孔に部品を嵌入さ
せ、２段階目のストロークで目的箇所へ部品を到達させ
て締付けを行うもので、供給ロッドだけの進出制御で部
品嵌入から供給締付けがなされるのである。請求項５の
発明は、請求項１の発明において、目的箇所の近傍で回
転だけの作動をしている供給ロッドに対して保持部材が
相対的に後退させられることにより、供給ロッドの係合
孔に部品を嵌入させ、その後供給ロッドが目的箇所へ部
品を到達させて締付けを行うもので、供給ロッドが相対
的に突出した状態となり、この形態で供給締付けがなさ
れるのである。請求項６の発明は、請求項１において、
保持部材が直線的な進出動作をすることによって、部品
が供給ロッドと同軸にさせられるものである。請求項７
の発明は、請求項１において、保持部材が回動的な進出
動作をすることによって、部品が供給ロッドと同軸にさ
せられるものである。請求項８の発明は、請求項１にお
いて、保持部材に保持された部品に回転に対する制動力
を付与したもので、供給ロッドの係合孔に部品が嵌入す
る際に、部品が共回りをしないで着実に嵌入がなされ
る。

【０００５】請求項９の発明は、ボルトまたはナット等
からなる部品の保持部材が駆動手段に結合されているこ
とにより部品供給通路の端部から回転式の供給ロッドの
軸線位置まで部品移動を行うように構成し、保持部材に
は部品を拘束するための閉塞部材が開閉可能な状態で設
置されていることを特徴とする装置であり、部品を拘束
状態にして移動させるものである。請求項１０の発明
は、請求項９において、保持部材には部品を受け入れる
溝を形成し、これを開閉する閉塞部材を設けたもので、
閉塞部材により確実な部品拘束がなされる。請求項１１
の発明は、請求項９において、保持部材を直線的に作動
させるように駆動手段を構成したものである。請求項１
２の発明は、請求項９において、保持部材を回動的に作
動させるように駆動手段を構成したものである。請求項
１３の発明は、請求項９において、保持部材を供給ロッ
ドに対して相対的に進退させるための進退駆動装置を設
けたもので、進退駆動装置の出力で保持部材を後退させ
ることにより、供給ロッドだけが相対的に突出した状態
になる。

【０００６】

【実施例】図１から図４までの実施例について先ず説明
すると、この実施例で対象にしている部品はボルト１で
あって、符号２は６角型の頭部を、また３は軸部を示し
ている。回転進退式の供給ロッド５は、その先端部には
頭部２を受入れる係合孔６が下向きに開口させてあり、
この係合孔は６角型よりも１２角型または１８角型にす
るのがスムーズな係合という意味で良好である。係合孔
６の奥部にはマグネット（永久磁石）７が埋設され、そ
の吸引磁力によって頭部２が係合孔６から抜け落ちるの
を防止している。

【０００７】供給ロッド５は、圧縮エアーや電流（空気
ホースや電線などの図示は省略してある）等で駆動され
る回転モータ８に結合してあり、該モータ８に固定され
たスライド片９はガイドレール１０に沿って進退する。
図４から明らかなようにガイドレール１０には蟻溝１１
が形成してあり、ここにスライド片９が合致させてあ
る。このガイドレール１０は静止部材１２に取付けられ
た固定片１３に溶接してあり、供給ロッド５の進退方向
に沿って配置されている。固定片１３にはエアシリンダ
１４が取付けられ、そのピストンロッド１５が回転モー
タ８に結合してある。

【０００８】供給ロッド５はガイド筒１６内をしっくり
とした状態で貫通しており、部品供給通路１７を有する
部品供給管１８がガイド筒１６に一体化させてある。こ
こでは結合板１９を介在させて溶接がなされている。部
品供給管１８は図示のごとく供給ロッド５の軸線に対し
て鋭角をなす向きに設置されていて（鋭角ではなくて平
行であってもよい）、結合板１９に部品供給管１８が溶
接され、この結合板の下面はガイド筒１６の下端面と図
示のごとく一仮想平面を形成している。結合板１９に
は、部品供給通路１７に連通する通孔２０が明けてあ
る。

【０００９】結合板１９に固定板２１が溶接してあり、
それにエアシリンダ２２が取付けられ、そのピストンロ
ッド２３に保持部材２４が結合してある。保持部材２４
は各図から理解できるようにほぼ直方体の部材で作られ
ており、結合板１９やガイド筒１６の下端面に摺動しな
がら進退運動をするようになっている。保持部材２４の
側面、すなわちエアシリンダ２２により前進する側の面
にボルト１を受入れる溝２５が形成してある。この溝２
５は、頭部２を受入れる広幅部２６と軸部３を受入れる
狭幅部２７から構成されており、通孔２０に連通した位
置関係になっている。保持部材２４にはＬ字型のブラケ
ット２８が溶接されそこに固定したエアシリンダ２９の
ピストンロッド３０に閉塞部材３１が取付けられてお
り、エアシリンダ２９の進退作動によって溝２５の狭幅
部２７を閉塞したり解放したりするのである。なお、閉
塞部材３１にはマグネット（永久磁石）３２が埋設して
あり進入してきたボルト１の位置決めを果たしている。

【００１０】ボルト１に制動力を付与する手段について
は、種々な方式が考えられるが、ここでは軸部３に押付
力を作用させるものを例示した。すなわち、ブラケット
２８に斜め方向に固定片３３を溶接し、それにエアシリ
ンダ３４を取付け、そのピストンロッド３５を軸部３に
押付けるもので、保持部材２４に斜め方向に明けた貫通
孔３６を経て軸部３に達している。なお、図２において
は理解をしやすくするために、エアシリンダ３４やピス
トンロッド３５は二点鎖線で図示してある。なお、部品
供給管１８には柔軟性のある合成樹脂製の供給ホース３
７が接続されている。

【００１１】回転モータ８にはブラケット３８を介して
進退駆動装置であるエアシリンダ３９がしっかりと固定
してあり、そのピストンロッド４０はガイド筒１６に溶
接したアーム部材４１に結合してあり、ピストンロッド
４０が後退すると、供給ロッド５はそのままでガイド筒
１６だけが上方へ摺動させられるので、部品供給管１
８、保持部材２４、エアシリンダ３４なども一体になっ
て上方へ移動し、したがって供給ロッド５だけが相対的
に突き出た形態と成る。

【００１２】この実施例における供給締付け方法の作動
順序について説明すると、保持部材２４は図示のごとく
左方に後退した位置にあると共に、閉塞部材３１は進出
した位置にあり、このような状態の所へ部品供給管１８
からボルト１が送り込まれてくると、軸部３は狭幅溝２
７内へ勢いよく進入し図１実線図示のように位置決めが
なされる。軸部３は狭幅溝２７に進入すると閉塞部材３
１およびそのマグネット３２によって、確実に拘束され
て位置決めがなされるのである。次に、エアシリンダ２
２により保持部材２４が右方へ進出して頭部２が係合孔
６の真下、すなわちボルト１が供給ロッド５と同軸にな
る位置まで来ると、そこで保持部材２４は停止する。ピ
ストンロッド３５は、保持部材２４にボルト１が進入し
たときか、または図１の二点鎖線の位置まで進出したと
きに、軸部３に押付けられてボルト１に制動力が付与さ
れる。

【００１３】エアシリンダ１４が引き続いて作動するこ
とにより、ボルト１は図１の２点鎖線図示の位置と供給
ロッド５との相対位置を不変のままで、目的箇所の近傍
までボルト１を拘束した状態で移送される。その後、エ
アシリンダ３９がわずかに縮小することによって、ボル
トの頭部２は回転している供給ロッド５に押し付けられ
ながら頭部２が係合孔６に嵌入させられマグネット７で
吸引保持がなされる。それに引き続いて閉塞部材３１が
後退し、さらに保持部材２４が図１の実線図示の位置に
復帰すると、今度はエアシリンダ３９が大きく縮小スト
ロークをするので、供給ロッド５だけが突出した状態に
なる。上述の場合、ボルト１は制動力によって停止させ
られたたままであるから、ボルト１は共回りすることな
く係合孔６内に嵌まり込む。その後は、閉塞部材３１は
再び進出して次のボルトの受入れに備えるのである。そ
して、供給ロッド５がエアシリンダ１４の進出により、
保持部材２４、エアシリンダ２２および３９などが一体
になって前進し、ボルト１は目的箇所のねじ孔に締め込
まれるのである。

【００１４】以上に述べた一連の作動は、各エアシリン
ダに対する作動エアの給排を、公知の電磁式空気制御弁
と制御回路の組み合わせで容易に実施することができる
のでここでは説明を省略している。また、以上に説明し
た各実施例においては、それぞれのエアシリンダに接続
される空気ホースの図示は省略してある。

【００１５】エアシリンダ１４の出力で関連部材が一体
になって目的箇所の近傍に移送されるときには、前述の
場合は保持部材が図１の１点鎖線図示の状態であった
が、これを実線図示の状態でボルト１を拘束したまま移
送してもよい。

【００１６】図５は保持部材２４全体がチャック構造と
して実現されている場合であり、ピストンロッド２３の
先端に基板４２が固定され、そこに一対のジョー４３、
４４が枢軸４５、４６によって取付けられ、ジョー４
３、４４の間でボルトの軸部３をつかむようになってい
る。ジョー４３、４４の後部の間にはコイルスプリング
４７が配置されて軸部３に制動力を付与して挟みつける
ようになっている。

【００１７】つぎに図６および図７によってフランジ４
８を有するナット４９の場合を説明すると、部品供給管
１８がほぼ水平方向に設置され、該管１８の直近で待機
している保持部材２４に移動してきたナット４９が乗り
移る形式とされている。保持部材２４の先端部はフラン
ジ４８を受入れるための段部５０が形成され、円形のフ
ランジ４８の位置決めを果たすための円弧部５１（図７
参照）が設けてある。そして、段部５０にはマグネット
（永久磁石）５２が埋設してある。ナット４９はマグネ
ット５２に吸引されることによって、前述のような拘束
作用を受けると共に回転方向の摺動抵抗すなわち前述の
制動力が付与されているのである。なお、部品供給管１
８はブラケット５３を介してガイド筒１６に溶接してあ
り、保持部材２４はガイドパイプ５４内に摺動可能な状
態で保持され、ガイドパイプ５４はブラケット５５を介
してガイド筒１６に溶接してある。それ以外の構成や作
動は図１の場合と同様で容易に理解することができるの
で、詳細な説明は省略した。

【００１８】図１の実施例は、先に詳しく説明をしたよ
うに保持部材２４、閉塞部材３１等が供給ロッド５との
相対位置を変えることなく一体になって目的箇所の近傍
まで進出させられ、その後保持部材２４が供給ロッド５
の軸方向に引き戻されて係合孔６に頭部２が嵌入させら
れて、さらに保持部材２４等が引き戻され供給ロッド５
が相対的に突出した状態になるものである。しかし、上
記の一体になって目的箇所の近傍まで進出させられる所
までは同一で、その後は供給ロッド５だけが２段ストロ
ークの動作を果すようにするという方法がある。その具
体例を図１をアレンジしながら説明すると、回転モータ
８とエアシリンダ３９との結合を止めて、エアシリンダ
３９を静止部材１２だけに取り付けるのである。そこ
で、保持部材２４などが供給ロッド５と相対位置を変え
ることなく一体になって進出するときには、エアシリン
ダ１４が出力するのと同調してエアシリンダ３９も伸長
し、その後エアシリンダ１４だけによって供給ロッド５
が２段ストロークの進出をする１段階目のストロークで
係合孔６に頭部２が嵌入し、それから閉塞部材３１が後
退し保持部材２４が左方に復帰させられ、さらに供給ロ
ッド５が２段階目のストロークとして進出して、目的箇
所にボルトを締め込むのである。

【００１９】以上に述べた実施例は、保持部材が直線的
に進退作動をするものであるが、保持部材を回動的に動
作させる場合の実施例を図８および図９に示した。な
お、先の実施例と同じ機能を果たす部材には同一の符号
を付けて詳細な説明は省略してある。このものは少なく
とも保持部材に相当する回動アーム２４と回動モータ５
６とが供給ロッド５から独立して後退することによっ
て、係合孔６にボルトの頭部（ここでは図示していな
い）が嵌まり込むのである。回動モータ５６は電動式あ
るいは空気圧式など色々な形式が採用できる。回動モー
タ５６はブラケット５７を介してガイド筒１６に固定し
てあり、その出力軸５８に回動アーム２４が取り付けて
あり、回動アーム２４の先端側に溝２５、Ｌ字型のブラ
ケット２８、エアシリンダ２９、閉塞部材３１などが設
置されている。

【００２０】この実施例においても係合孔５に頭部２が
嵌まり込む過渡期にボルト１が共回りをしてはいけない
ので、保持部材２４においてボルト１に制動力を付与す
るのが望ましい。そのために採用した構成が図１０のも
のであり、ここでは押付けピン５９が軸部３に突き当て
られる形式のものを例示した。押付けピン５９は小径部
６０と大径部６１から成っていて、ガイド孔６２内に収
容されている。コイルスプリング６３の張力が大径部６
１に作用し、その力はカム片６４で受止められている。
このカム片６４は回動アーム２４に明けたカムガイド孔
６５内に収容されていて回動アーム２４の側面に固定し
たエアシリンダ６６のピストンロッド６７がカム片６４
に結合してある。エアシリンダ６６によってカム片６４
が押し上げられると、押付けピン５９が軸部３に制動力
を付与するのであり、回転している供給ロッド５にボル
ト１が一体化されると、ボルト１は押付けピン５９の制
動力に打ち勝って共回りをする。

【００２１】この実施例は、前述の進退式の保持部材が
回動式に変わっただけなので、作動順序はさきの実施例
から容易に理解できるので、ここではその説明を省略し
た。

【００２２】

【効果】本発明によれば、部品が保持部材に拘束された
状態で目的箇所の近傍まで進出させられるものであるか
ら、保持部材がどのような方向に急始動、急停止をして
も部品が振り落とされたり位置ずれを起こしたりするこ
とがなく、したがって、ロボットのような機器に組み付
けても何等支障なく正常に作動させることが可能とな
る。保持部材に拘束された部品が供給ロッドと同軸にさ
せられる形式であるから、供給ロッドの係合孔への部品
嵌入がきわめて円滑に達成される。供給ロッドに２段ス
トロークをさせたり、目的箇所の近傍で回転だけの作動
をしている供給ロッドに対して保持部材が相対的に後退
させられるものであるから供給ロッドはその先端に部品
を保持して、確実にねじ孔やボルト等に締付けが果たさ
れる。保持部材自体に直線的な進出動作や回動的な進出
動作を与えるものであるから部品が供給ロッドと同軸に
なるのが、円滑にしかも確実になされる。保持部材に保
持された部品に回転に対する制動力を付与しているか
ら、部品は供給ロッドと共回りをするようなことがな
く、供給ロッドの係合孔にスムーズにしかも短時間で嵌
入させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す一部を縦断した側面図で
ある。

【図２】図１の（２）−（２）断面図である。

【図３】図１の（３）矢視図である。

【図４】図１の（４）−（４）断面図である。

【図５】保持部材をチャック形式にした場合の平面図で
ある。

【図６】他の実施例を示す縦断側面図である。

【図７】図６における保持部材の平面図である。

【図８】他の実施例を示す一部を縦断した側面図であ
る。

【図９】図８の（９）−（９）断面図である。

【図１０】制動力を付与する機構を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１部品２４保持部材５供給ロッド６係合孔２２、５６駆動手段１７部品供給通路３１閉塞部材２５溝３９進退駆動装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボルトまたはナット等からなる部品の保
持部材が移動して、部品が回転式の供給ロッドと同軸に
なってから部品が供給ロッドの係合孔に嵌め込まれる形
式のものにおいて、部品が保持部材に拘束された状態で
目的箇所の近傍まで進出させられ、その後供給ロッドが
進出して部品を目的箇所に締付けを行うことを特徴とす
るボルトまたはナット等の供給締付け方法。
【請求項２】請求項１において、保持部材に拘束され
た部品が供給ロッドと同軸になる前の状態で目的箇所の
近傍まで進出させられることを特徴とするボルトまたは
ナット等の供給締付け方法。
【請求項３】請求項１において、保持部材に拘束され
た部品が供給ロッドと同軸になった状態で目的箇所の近
傍まで進出させられることを特徴とするボルトまたはナ
ット等の供給締付け方法。
【請求項４】請求項１において、目的箇所の近傍で供
給ロッドが２段ストロークの進出を行い、１段階目のス
トロークで供給ロッドの係合孔に部品を嵌入させ、２段
階目のストロークで目的箇所へ部品を到達させて締付け
を行うことを特徴とするボルトまたはナット等の供給締
付け方法。
【請求項５】請求項１において、目的箇所の近傍で回
転だけの作動をしている供給ロッドに対して保持部材が
相対的に後退させられることにより、供給ロッドの係合
孔に部品を嵌入させ、その後供給ロッドが目的箇所へ部
品を到達させて締付けを行うことを特徴とするボルトま
たはナット等の供給締付け方法。
【請求項６】請求項１において、保持部材が直線的な
進出動作をすることによって、部品が供給ロッドと同軸
にさせられることを特徴とするボルトまたはナット等の
供給締付け方法。
【請求項７】請求項１において、保持部材が回動的な
進出動作をすることによって、部品が供給ロッドと同軸
にさせられることを特徴とするボルトまたはナット等の
供給締付け方法。
【請求項８】請求項１において、保持部材に保持され
た部品に回転に対する制動力を付与したことを特徴とす
るボルトまたはナット等の供給締付け方法。
【請求項９】ボルトまたはナット等からなる部品の保
持部材が駆動手段に結合されていることにより部品供給
通路の端部から回転式の供給ロッドの軸線位置まで部品
移動を行うように構成し、保持部材には部品を拘束する
ための閉塞部材が開閉可能な状態で設置されていること
を特徴とするボルトまたはナット等の供給締付け装置。
【請求項１０】請求項９において、保持部材には部品
を受け入れる溝を形成し、これを開閉する閉塞部材を設
けたことを特徴とするボルトまたはナット等の供給締付
け装置。
【請求項１１】請求項９において、保持部材を直線的
に作動させるように駆動手段を構成したことを特徴とす
るボルトまたはナット等の供給締付け装置。
【請求項１２】請求項９において、保持部材を回動的
に作動させるように駆動手段を構成したことを特徴とす
るボルトまたはナット等の供給締付け装置。
【請求項１３】請求項９において、保持部材を供給ロ
ッドに対して相対的に進退させるための進退駆動装置を
設けたことを特徴とするボルトまたはナット等の供給締
付け装置。