JPH05329718A - ナットランナを用いたナット締め付けシステムにおけるナット確認方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ナット受渡し時にナットランナの
ソケット内に円滑にナットの移送が行なわれなかった場
合に直ちにこれを検知し、簡単な構成で而も確実に前記
ナット有無の検知を可能にするナット確認方式を提供す
る事を目的とする。 【構成】 本発明は、ナット受け渡し部側より繰り返し
ナットランナ側にナットの供給を受けながらワークの締
め付けを行なうナット締め付けシステムにおいて、前記
ソケット内にナット受渡し後若しくはナット締め付け
後、次位の工程に移行するまでの間に、適宜前記ナット
ランナのソケット先端を当接板に当接し、該当接によ
り、前記ソケット内にナットの存在の有無に起因して変
化する変化部をセンサにより検知し、ナット有無を確認
する事を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はナット受け渡し部側より
繰り返しナットランナ側にナットの供給を受けながらワ
ークの締め付けを行なうナット締め付けシステムに使用
されるナット確認方式に係り、特にナット受渡し後ナッ
ト締め付け工程に移行するまでの間に、若しくはナット
締め付け後次位のナット受渡し工程に移行するまでの間
に、ナットランナのソケット先端収納したナットの有無
を確認するナット確認方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より車両の組立ライン、例えばタイ
ヤの組み付け作業は作業環境及び従業者の負担軽減の面
より一般に自動化されており、かかる自動化システムと
して例えば実開平２ー１３５１３１号に示す装置が開示
されている。その構成を図４乃至図６に基づいて簡単に
説明するに、先ず図５はタイヤ組み付けシステムの全体
構成を示し、中央の２点鎖線で示す車体８を搬送するた
めのコンベア１を挟んでその両側にタイヤ搬送用のコン
ベア３が配設されており、タイヤ搬送ロボット３Ａを利
用してコンベア３始端側から終端側にタイヤを搬送可能
に構成している。コンベア３終端側にはコンベア１上の
車体８ホイール位置と対面可能に、夫々２対のタイヤ組
み付け装置２が設置されている。

【０００３】タイヤ組み付け装置２は図６に示すよう
に、タイヤ９のハブボルト対応する数の４つのナットラ
ンナ１０を具えたタイヤ組み付けロボット５と、該４つ
のナットランナ１０にナットを供給するナット供給装置
７からなる。タイヤ組み付けロボット５は図４及び図６
に示すように、コンベア３終端側に配したタイヤ位置決
め装置６より受け渡されたタイヤ９を車体８側のホイー
ルに装着するタイヤ装着部１２と、該ホイールに装着さ
れたタイヤ９のナット締めを行なう４つのナットランナ
１０を配設し、上下に十文字状に配設したガイドレール
１３上を上下及び左右に移動可能に更には軸を中心に９
０度若しくは所定角度単位で回転及び昇降可能に構成し
ている。

【０００４】一方ナット供給装置７は、所望のナットを
収納するマガジンが複数本立設されたナット収納部２０
と、該収納部２０より繰り返しナットを供給されなが
ら、前記ナットランナ１０のソケット１０１先端と対面
可能な位置に配設されたソケット連結部４０側にナット
を嵌入させるナット受け渡し部３０よりなる。

【０００５】そして前記ナット受け渡し部３０の構成を
その作用を中心に図４及び図７に基づいて説明するに、
ナット受け渡し部３０はロボット５側のナットランナ１
０の配設ピッチと同一ピッチ、言換えればタイヤ９のハ
ブボルト側のピッチ間隔と同一ピッチ間隔で配設された
４本のソケット３１１が回転可能に軸支されたソケット
取り付け板３１と、該ソケット取り付け板３１をソケッ
ト連結部４０側に進退させるガイドレール３２１と流体
シリンダ３２２を取り付けたフレーム３２、支軸３３を
中心として前記フレーム３２と共にソケット取り付け板
３１を水平から垂直位置若しくはその逆方向に起伏させ
る流体シリンダ３４、これらを一体的に支持する基台３
５、該基台３５をナット収納部２０側よりソケット連結
部４０側に又はその逆方向に移動させる流体シリンダ３
６とレール３７からなる。

【０００６】そしてかかる装置によれば、前記フレーム
３２とソケット取り付け板３１を倒伏させた状態で、ナ
ット収納部２０側下方に往動し、該位置で前記夫々のソ
ケット３１１内にナットを供給した後、ナット連結部４
０側に復動させて該ソケット３１１が連結部４０側のソ
ケット４０１と対面可能に起立させる。次にロボット５
を作動させて各ナットランナ１０の先側の断面六角形状
のソケット１０１を、連結部４０側のソケット４０１軸
心と対向させると共に矢印Ｆ方向に該ランナを進出さ
せ、前記ランナソケット先端１０１ａを連結部４０内の
ソケット４０１内に嵌入させる。

【０００７】この連結部４０内のソケットの内径４０１
ａは断面六角穴形状をしており、ナット供給装置７のベ
ース前方位置より垂直に立設するブラケット３０２に回
転可能に軸支する事により、断面六角形状のランナソケ
ット１０１の進入により該ソケット１０１形状に追従し
て所定角度回転し、所定角度位置に位置決めされること
となる。そしてこの状態で反対側に位置するソケット取
り付け板３１が所定距離Ｅ方向に移動し、該取り付け板
３１のソケット３１１をナット連結部４０側のソケット
４０１に嵌入する事により、ギア３１３、４０３を介し
て前記ソケット３１１が所定角度回転しながら両者の位
置決めがなされ、前記ランナ１０側にナット４５の受け
渡しが可能となる。この状態で取り付け板３１の後方に
位置する流体シリンダ３１４を作動させることにより取
り付け板３１のソケット３１１内に位置するナットを前
記シリンダのロッド３１４ａが後方より押動させながら
ナット連結部４０側のソケット４０１に嵌入しているラ
ンナ１０側のソケット１０１に挿入する。

【０００８】そして前記受け渡し後、前記ランナ１０を
Ｅ方向に退出させてランナソケット１０１を抜出した
後、車体８ホイール側に移動させて、ランナソケット１
０１内のナットをホイールのハブボルトに螺合させタイ
ヤ９の締め付けを行なう。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従って前記タイヤ組み
付け装置２においては、図７に示すように断面六角形状
のナット４５（図１参照）をナット受渡し部３０側より
ナットランナ１０側に移送させる構成を取るために、ナ
ットランナ１０側のソケットの位相角と受渡し側の位相
角を一致させなければ円滑な移送が不可能になる。この
為前記従来技術においては、ナットランナソケット１０
１とナット受渡し部３０側のソケット３１１間に、ブラ
ケット３１ａにより回転可能に軸支させ、互いのソケッ
ト１０１，３１１が嵌入可能な中間ソケット４１１を設
け、該中間ソケット４１１を介して前記ナット４５の移
送の円滑化を図っている。

【００１０】即ちその構成を再度説明するに、中間ソケ
ット４０１はナットランナ１０側の断面六角形状のソケ
ット１０１が嵌入可能に一側をソケット内径４０１ａを
前記ランナソケット１０１外径と合わせ六角形状にし、
一方中間ソケット４０１とナット受渡し部３０側のソケ
ットは、該受渡し部３０側のソケット３１１を受渡し部
ブラケット４０ａに回転可能に軸支させるとともに、両
者間に位置決め用のギア３１３，４０３を対面して配置
させ、先ずナットランナ１０側のソケット１０１を中間
ソケット４０１に嵌入させつつ該中間ソケット４０１を
所定角度回転させて両者間の位置決めを行なった後、次
にナット受渡し部３０側のソケット３１１を中間ソケッ
ト４０１に嵌入する事により、ギア３１３、４０３を介
して前記受渡し側のソケット３１１が所定角度回転しな
がら両者の位置決めがなされ、この結果ソケット３１１
およびナットランナソケット間が中間ソケットを介して
移送角が一致した状態で位置決めがなされ前記ランナ１
０側に円滑にナット４５の受け渡しが可能となるもので
ある。

【００１１】しかしながら前記従来装置においてもソケ
ットとナット間のガタ等により必ずしも円滑にナットの
移送が行なわれない場合があり、特に前記四本のナット
ランナの一部にナットの受渡しが行なわれないままナッ
トの締め付けが行なわれると、ランナソケット先端のナ
ット穴内にハブボルトが侵入するために該ソケット先端
がホイール表面に接触しながら空回りしてしまう場合が
あり、特に前記ホイールがアルミホイールの場合に該ホ
イール表面の傷付きが発生してしまうという問題が生じ
る。又、前記の様に空回りが生じたまま締め付けを行な
っても、所定の締め付けトルクがでないために、締め付
けＯＫがでないまま無用に締め付け時間が長くなり、他
の正常なナットに悪影響を及ぼす等の問題が発生する。

【００１２】この為ナット締め付け時にナットの有無を
確認する事も可能であるが、この様に構成すると、ラン
ナソケット内のナット無しが、ナット受渡し時に発生し
たのか若しくはナット受渡し後ナット締め付けまでにナ
ット落下等の原因で発生したのか判別かつかない。特に
ナット受渡し時に発生した場合は、ナット受渡し側のソ
ケットにナットが残置する事となり、この状態でナット
供給装置側より次のナット受け渡しを行なおうとしても
前記ソケット内にナットが残置している為に、円滑なナ
ット受け渡しを行なうことが出来ず、締め付け不良が継
続してしまう。従ってナット受渡し不良の場合はナット
受渡し側ソケットの残置ナットを除去する必要がある
が、ランナソケット内のナット無しが、ナット受渡し時
に発生したのかナット落下等の原因で発生したのか判別
がつかなければその残置ナット除去措置が取りにくい。

【００１３】又前記問題はナット締め付け時にも発生す
る場合がある。即ちハブボルト側やナットネジ部に異物
が付着した場合に締め付け不良が生じ、ランナソケット
１０１内にナットが残留する恐れがあるが、この様なナ
ットが残留したまま次のナット受け渡しを行なおうとし
ても前記ソケット内にナットが残置している為に、円滑
なナット受け渡しを行なうことが出来ず、締め付け不良
が継続してしまう。

【００１４】本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、ナ
ット受渡し時にナットランナのソケット内に円滑にナッ
トの移送が行なわれなかった場合に直ちにこれを検知
し、締め付け作業時の問題を解消せんとするものであ
る。又本発明の他の目的は簡単な構成で而も確実に前記
ナット有無の検知を可能にするナット確認方式を提供す
る事を目的とする。又本発明の他の目的は前記締め付け
不良に起因してナットランナのソケット内にナットが残
置した場合でも、次位のナットの受け渡し前にこれを検
知し、該ナット残置に起因する種々の問題の解決を図る
ナット確認方式を提供する事にある。

【００１５】

【課題を解決する為の手段】本発明はかかる技術的課題
を達成するために、ナット受け渡し部側より繰り返しナ
ットランナ側にナットの供給を受けながらワークの締め
付けを行なうナット締め付けシステムにおいて、ナット
受渡し後ナット締め付け工程に移行するまでの間に、若
しくはナット締め付け後次位のナット受渡し工程に移行
するまでの間に、適宜前記ナットランナのソケット先端
を当接板に当接し、該当接により、前記ソケット内にナ
ットの存在の有無に起因して変化する変化部をセンサに
より検知し、ナット有無を確認する事を特徴とするナッ
ト確認方式を提案する。尚、該当接により、前記ソケッ
ト内にナットの存在の有無に起因して変化するとは、例
えばソケット先端にナットを収納した場合に該ナットが
ソケット先端より５〜１０ｍｍ前後突出するように構成
した場合に、ナットの有無により前記当接板に当接した
場合のナットランナのロッドのストローク量が変化し、
該ストローク差をドグと近接スイッチ等で検出する事に
より、ナット有無を容易に確認する事が出来る。又、当
接板のナットランナのソケット先端が当接する位置にス
ポット状の圧電センサ等を配置し、ソケット先端のナッ
トが該圧電センサを押圧するように構成すれば、ソケッ
ト先端の当接により、前記ソケット内にナットの存在の
有無を圧電センサにより容易に検知する事が出来る。

【００１６】

【作用】かかる技術手段によれば、ナット受渡し後前記
ソケット先端部を当接板に当接させるだけでナットの有
無を容易に且つ短時間で確認できる。従って該確認した
時点で一部のソケットにナットがない場合は、後記実施
例に示すように、同時締め付けを行なう他のナットラン
ナに収納しているナット除去を行なう事が出来、これに
より前記四本のナットランナの一部にナットの受渡しが
行なわれないままナットの締め付けが行なわれる恐れが
なくなり、ナット締め付け時に生じる各種不良が解消し
得る。又ナット受け渡し後直ちにナットの有無を確認出
来るために、前記ナットがない場合にナット受渡し不良
を容易に確認でき、ナット受け渡し側の残置ナットを除
去することにより、常に円滑なナット受け渡しを行なう
ことが出来、受け渡し不良若しくは締め付け不良が継続
する事はない。

【００１７】又ナット締め付け時ににおける締め付け不
良が発生した場合でも、ランナソケット内にナットが残
留する恐れがあるが、この様な場合でも次位のナット受
け渡し前に前記ナット有無の確認を行なうが出来、そし
てナットが残置した場合に該ナットを除去する事により
ナットが残留したまま次のナット受け渡しを行なう恐れ
を解消でき、円滑なナット受け渡しを行なうことが出来
る。

【００１８】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示
的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１
は本発明の実施例にかかるランナソケット１０１内のナ
ット４５有無の確認用の当接板と（以下ソケット押し付
け板６０という）ナット捨て払い機構を組込んだ装置の
全体構成図でナット有無の確認状況を示す。図２はナッ
ト捨て払い状況を示す。図３は図２の要部構成図であ
る。先ずナット有無確認システムについて説明するに、
図１において、本装置は基台５３上側にナット捨て払い
機構を、又基台５３前面にはナット４５有無確認用のソ
ケット押し付け板６０が配設されている。そして該押し
付け板６０はソケット先端１０１ａの繰り返し衝接によ
っても摩耗しないように焼入れ鋼で形成すると共に、ソ
ケット１０１当接時の位置誤差を防止するために垂直に
立設しその表面の平面度を出している。

【００１９】又ナットランナ１０側のソケット先端１０
１ａのナット収納部はにナット４５を収納した場合に該
ナット４５がソケット先端１０１ａより５〜１０ｍｍ前
後突出するようにその内径形状を設定すると共に、該ソ
ケット１０１と共に進退するランナロッド１０２の所定
位置にドグ１０３を、又該ドグ１０３に近接するロボッ
ト５のブラケット１０３等のロッド１０２と対面する位
置に近接センサ１８を設ける。

【００２０】この結果、ソケット先端１０１ａに袋ナッ
ト４５が収納されている場合は、該ナット４５がソケッ
ト先端１０１ａより突設するために、該当接板にロボッ
ト５側のナットランナ１０のソケット先端１０１ａを当
接させた場合、前記袋ナット４５の有無によりランナロ
ッド１０２の進出ストローク量が異なり、該ストローク
差をロッド１０２に環設したドグ１０３と、ロッド１０
２と対面する位置に設けた近接センサ１８等を利用して
検知することにより袋ナット４５の有無が容易に把握さ
れる。

【００２１】一方ナット捨て払い機構は、図２（Ａ）及
び図３に示すように、ロボット５のナットランナ１０の
ピッチ間隔と対応するピッチ間隔で磁石を埋設した着磁
体５０と、流体シリンダ５４の昇降動作により、着磁体
５０表面に沿って垂直に下降するナット捨て払い板５１
と、該捨て払い板５１により着磁体５０の着磁位置より
脱離した袋ナット４５を受けるナット受け箱５２よりな
る。

【００２２】着磁体５０は、基台５３上に垂直に立設す
る取り付け板５４の前面側に取り付けた、例えば非磁性
材からなる本体を有し、ナットランナ１０のピッチ間隔
と対応するピッチ間隔で前面側より取り付け板側５４に
向け４つの穴５６１を穿設し、該穴５６１内に焼き入れ
した磁性材からなるブッシュ５７を嵌入固定すると共
に、該ブッシュ５７内にゴム５８及びコバルト磁石５９
を順次挿入し接着剤等で固定する。この際磁石５９表面
にナット４５が衝接して磁石５９が破損するのを避ける
為に、該磁石５９をブッシュ５７前端面より僅かに奥側
に位置させる。この結果、直接磁石５９にナット４５が
衝接しない為に、磁石５９の破損を防止できると共に、
前記ブッシュ５７は焼き入れしている為にナット４５が
衝接しても摩耗することはない。又前記磁石５９の奥側
に位置するゴム５８は、取り付け板５４側への磁力の伝
播を防止する為の断磁材として機能すると共に、ナット
４５衝接時のクッション効果としての機能も併せ有す。

【００２３】ナット捨て払い板５１は好ましくは非磁性
材で形成され、図２（Ｂ）に示すように袋ナット４５外
径より僅かに大きい一対の円形の穴５１１と、下端側に
形成した一対の凹部５１２をナットランナ１０のピッチ
間隔と対応するピッチ間隔で形成され、流体シリンダ５
４の上昇時に、着磁体５０側の穴と前記穴及び凹部５１
２の軸心が一致可能に構成している。そしてかかる装置
は、タイヤ組み付けロボット５の周回によりナットラン
ナ１０のソケット先端１０１ａと対面する位置であれば
特に限定されないが、例えば図４に示すように、ナット
供給装置７のソケット連結部４０の上方位置に、前記ナ
ットランナ１０のソケット先端１０１ａと対面可能に配
設するのが好ましい。

【００２４】次にかかる実施例の動作について説明す
る。ナット受け渡し部３０側より連結部４０を介して袋
ナット４５を受け渡たされたロボット５は、ソケット押
し付け板６０位置まで上昇させた後、ロッド１０２を進
出させてランナソケット先端１０１ａを前記押し付け板
６０に当接させて、該夫々のソケット先端１０１ａに袋
ナット４５が受け渡されているか否かを、前記ドグ１０
３と近接センサ１８により把握し、全てのランナ１０に
ナットが収納されている場合は、前記ランナロッド１０
２を後方に退避させた後、そのまま車体８ホイール側に
移動させて、ランナソケット１０１内の袋ナット４５を
ホイールのハブボルトに螺合させタイヤ９の締め付けを
行なう。

【００２５】一方いずれかのランナ１０の袋ナット４５
がない場合は、前記ランナロッド１０２を後方に退避さ
せた後、ロボット５を前記と逆に、各ランナ１０の軸心
が着磁体５０の４つの穴に一致するまで上昇させた後、
該ランナ１０を前記４つの穴のブッシュ５７端面にラン
ナソケット先端１０１ａが当接するまで伸長させる。こ
の結果前記ブッシュ５７奥側に位置する磁石５９の磁力
を利用してブッシュ５７端面に前記ナット４５が吸着さ
れる。尚この状態では流体シリンダ５４は上昇してお
り、ナット捨て払い板５１の一対の円形の穴５１１と一
対の凹部５１２は着磁体５０側の穴と軸心が一致してお
り、従って前記ナット４５は一対の円形の穴５１１と一
対の凹部５１２内に遊嵌されることになる。

【００２６】次に、前記ランナロッド１０２を退避させ
ることによりソケット先端１０１ａよりナット４５が外
れ、この状態で前記ブッシュ５７端面に吸着したナット
４５は、流体シリンダ５４のロッドを下降させることに
より前記ナット捨て払い板５１が下降し、これに追従し
て一対の円形の穴５１１と一対の凹部５１２内に遊嵌さ
れされているナットは円形の穴５１１と凹部５１２上端
により下方に引き摺られながら、強制的にブッシュ５７
端面より脱離し磁石５９による吸着力が解除され、重力
により下方のナット受け箱５２に収納される。そしてそ
の後ナット受け渡し部側に残置したナットを除去し、再
度ナット受け渡し動作を行なう。

【００２７】一方、前記ナット締め付け工程終了後のロ
ボット５は、該ロボット５を再度周回させて、前記ソケ
ット押し付け板６０にソケット先端１０１ａを当接させ
て、該ソケット先端１０１ａに袋ナット４５が残置して
いるか否かを、前記ドグ１０３と近接センサ１８により
把握し、残置していない場合は、前記ランナロッド１０
２を後方に退避させた後、そのままロボット５を下降さ
せて、ソケット連結部４０側に移行し、前記した所定の
ナット４５受け渡しを行なう。

【００２８】一方袋ナット４５がいずれかのランナに残
置している場合は、前記ランナロッド１０２を後方に退
避させた後、ロボット５を前記と逆に、各ランナ１０の
軸心が着磁体５０の４つの穴に一致するまで上昇させた
後前記したナット捨て払い動作を行なう。その後ロボッ
ト５を下降させて、ソケット連結部４０側に移行し、前
記した次位のナット４５受け渡し動作を行なう。これに
より常に確実にナットの受渡しが出来、締め付け不良等
がする。尚本実施例はソケット押し付け板６０とナット
捨て払い機構を一体に組込んだ装置について説明した
が、図６に示すようにソケット押し付け板６０のみをソ
ケット連結部４０上に立設させてナット確認のみを行な
うようにしてもよい。

【００２９】

【効果】以上記載した如く本発明によれば、ナット受渡
し時にナットランナのソケット内に円滑にナットの移送
が行なわれなかった場合に直ちにこれを検知し、締め付
け作業時の問題を解消することが出来る。又本発明によ
れば当接板と、前記ソケット内にナットの存在の有無に
起因する変化を検知するセンサのみで足りるために、簡
単な構成で而も確実に前記ナット有無の検知が出来る。
又本発明によれば締め付け不良に起因してナットランナ
のソケット内にナットが残置した場合でも、次位のナッ
トの受け渡し前にこれを検知し、該ナット残置に起因す
る種々の問題の解決を図る事が出来る。等の種々の著効
を有す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかるナット捨て払い機構と
ナット確認機構を組込んだ装置の全体構成図で、主とし
てナット確認機構の作用を示す。

【図２】図１のナット捨て払い装置側の機構を示す全体
構成図である。

【図３】図２の拡大図を示す。

【図４】図１の装置を組込んだタイヤ締め付けシステム
の要部構成を示す一部省略概略図である。

【図５】タイヤ締め付けシステムの全体構成を示す概略
図である。

【図６】図５に示すタイヤ締め付けシステムの要部構成
を示す一部省略概略図である。

【図７】ナット受け渡し部の詳細正面図である。

【符号の説明】

７ ナット供給装置 ３０ ナット受け渡し部 ５ ロボット １０ ナットランナ １０１ ソケット ９ ワーク（タイヤ） ６０ 当接板（ソケット押し付け板） １８ 近接センサ １０３ ドグ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ナット受け渡し部側より繰り返しナット
   ランナ側にナットの供給を受けながらワークの締め付け
   を行なうナット締め付けシステムにおいて、前記ソケッ
   ト内にナット受渡し後若しくはナット締め付け後、次位
   の工程に移行するまでの間に、適宜前記ナットランナの
   ソケット先端を当接板に当接し、該当接により、前記ソ
   ケット内にナットの存在の有無に起因して変化する変化
   部をセンサにより検知し、ナット有無を確認する事を特
   徴とするナット確認方式