JPH06297269A - 締着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固着部材に対するソケットの食付きを検出す
る。 【構成】 ソケット１３がボルト５０に食付いた場合、
ソケット１３と共にロッド１９が上昇するので、つま
り、ブラケット２とワーク間の相対距離が変化しないの
で、センサ２８がオン状態を保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ソケットを回動しなが
らワークに近接させてボルト等の固着部材を該ワークに
締め込む締着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のエンジン、ミッション等の組み
立てを行うラインにおいては、ボルト等の固着部材をワ
ークに締め込むための締着装置が実用されている。

【０００３】この締着装置は、予めワークにセットされ
たボルト等の固着部材にソケットを嵌合させ、このソケ
ットを前進させながら回動することによって上記固着部
材をワークに締め込む作用をなす。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記締着装置において
は、固着部材の姿勢不良や該固着部材とソケットの寸法
不一致等に起因したソケットの嵌合不良や、固着部材と
ソケットの一方もしくは双方の硬度不足による変形等の
ために、固着部材に対してソケットが食付くという現
象、つまり、ソケットが固着部材に噛み込んで該ソケッ
トを固着部材から離脱させることができなくなるという
現象を生じることがある。

【０００５】かかる現象は、以下に例示したような不都
合ａ，ｂをもたらすので、従来から該現象を検出する手
段が望まれている。 ａ． ワークがソケットの後退動作に伴って持ち上げら
れることになるので、この後退動作を行わせるアクチュ
エータに過負荷が作用する。 ｂ． ワークがコンベアに付設された治具に固定されて
いる場合、該コンベアの駆動機構に過負荷が作用するこ
とになるので、該駆動機構の構成要素が破損する等の危
険を生じる。また、ソケットにコンベアの搬送力が作用
するので、該ソケット等が破損するという危険も生じ
る。

【０００６】本発明の目的は、かかる状況に鑑み、固着
部材に対するソケットの食付きを検出する手段を備えた
締着装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、ワークに対
して近接離反可能な可動体と、この可動体に設けられた
ソケットとを備え、上記可動体を上記ワークに近接させ
ながら上記ソケットを回動することによって、該ソケッ
トに係合させた固着部材を上記ワークに締め込む締着装
置において、上記固着部材に対する上記ソケットの食付
きを、上記ソケットが締付け終了位置から離反するさい
の上記可動体と上記ワーク間の相対距離の不変化に基づ
いて検出する手段を設けたことを特徴としている。

【０００８】

【作用】ソケットが締付け終了位置から離反するさいの
可動体とワーク間の相対距離の不変化に基づいて、固着
部材に対するソケットの食付きが検出される。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。本発明に係る締着装置は、図１に例示した機
構部１を備えている。この機構部１のメインブラケット
２には、昇降用シリンダ３と、一対のモータ４，４′
と、該モータ４，４′に入力軸がそれぞれ連結された一
対の減速機５，５′とが配設され、また、サブブラケッ
ト６には昇降用シリンダ７が配設されている。

【００１０】上記昇降用シリンダ３および７は、共通す
るピストンロッド８を有し、したがって、ブラケット
２，６相互は該ピストンロッド８を介して連結されてい
る。なお、この実施例では、シリンダ３，７として油圧
シリンダを適用している。

【００１１】上記減速機５０および５′の出力軸５ａお
よび５ａ′には、それぞれ締着ユニット９および９′が
連結されている。図２に拡大して示すように、締着ユニ
ット９は、ピン１０によって上記出力軸５ａに連結され
た中間軸１１と、この中間軸１１に摺動可能に嵌合され
たスリーブ１２と、このスリーブ１２に摺動可能に嵌合
されたソケット１３とを備えている。

【００１２】中間軸１１は、その長手方向に沿う長孔１
１ａを備えており、この長孔１１ａを貫通するピン１４
を介してスリーブ１２と連結している。また、この中間
軸１１の後端部に形成された座面とスリーブ１２の後端
面との間には、該スリーブ１２を下方に付勢するスプリ
ング１５が介在されており、したがって、スリーブ１２
は、常時、上記ピン１４が上記長孔１１ａの下端に当接
する位置まで下動されている。

【００１３】上記ソケット１３は、その軸線に沿うガイ
ド溝１３ａを外周面に備え、このガイド溝１３ａには、
スリーブ１２の先端部内に設けられた突起１２ａが嵌合
されている。また、上記中間軸１１の先端部に形成され
た座面とソケット１３の後端面との間には、該ソケット
１３を下方に付勢するスプリング１６が介在されてお
り、したがって、ソケット１３は、常時、上記ガイド溝
１３ａの上部端面が上記長突起１０ａに当接する位置に
セットされている。なお、上記スリーブ１２の内周面お
よびソケット１３は、それぞれ六角状の横断面を有して
いる。

【００１４】締着ユニット９は、上記のように構成され
ているが、該ユニット９に平行する態様で配設された他
方の締着ユニット９′も同様の構成を有しており、該ユ
ニット９′の各要素１０′〜１６′はユニット９の各要
素１０〜１６にそれぞれ対応している。

【００１５】各締着ユニット９，９′のスリーブ１２，
１２′間に横架された支持プレート１７は、図１に示し
たメインブラケット２に一体連結されている。そして、
スリーブ１２および１２′は、それらの外周面と上記支
持プレート１７との間に介在されたベアリング１８およ
び１８′によって該プレート１７に上下動可能かつ回動
可能に支承されている。

【００１６】締着ユニット９，９′間には、それらに平
行する態様で可動ロッド１９が設けられている。この可
動ロッド１９は、上記支持プレート１７に固定されたガ
イド部材２０によって上下動可能に支承されており、そ
の下端には接触子２１が、また、その中間部にはストッ
パ２４が、さらにその上端部にはドグ２２がそれぞれ取
り付けられている。

【００１７】上記接触子２１と支持プレート１７の下面
間には、可動ロッド１９を下方に付勢するスプリング２
３が介在されている。したがって、ロッド１９は、常
時、ストッパ２４が支持プレート１７の上面に当接する
位置にセットされており、このとき、上記ドグ２２は前
記メインブラケット２に取り付けられたドグ検出センサ
２５の位置から距離Ｌ１だけ下方に位置している。

【００１８】なお、図１に示したサブブラケット６は、
ガイドレールに沿って走行する走行体（図示せず）にス
プリングバランサ２５等を介して支承されている。

【００１９】以下、この実施例の作用を説明する。図３
に示すように、ワーク４０は、互いに結合すべき上部部
材４１と下部部材４２とを有しており、図示していない
コンベアによって締着作業位置まで搬送されてくる。な
お、上部部材４１のボルト穴（非ねじ穴）４１ａには、
予め固着部材たるボルト５０が挿入されている。

【００２０】締着作業位置までワーク４０が搬送されて
くると、オペレータの操作によって昇降シリンダ３が伸
張作動される。これに伴い、ブラケット２と共に締着ユ
ニット９，９′が下降され、やがてソケット１３の先端
がボルト５０の回し穴５０ａに嵌合される。

【００２１】以後、ソケット１３の下降は停止されるも
のの、ブラケット２は下降は継続され、その下降の途中
に前記接触子２１がワーク４０の上部部材４１の上面に
当接する。なお、前記スプリング１６は、ソケット１３
の下降が停止した以後のブラケット２の下降に伴って圧
縮される。

【００２２】上記接触子２１が部材４１の上面に当接す
るまでは、ブラケット２と共にロッド１９が下降するの
で、ドグ２２とセンサ２８の相対位置関係に変化はない
が、接触子２１の当接後においては、ロッド１９の下降
が抑止されるので上記相対位置関係が変化する。つま
り、センサ２８がドグ２２に徐々に接近する態様で下降
する。なお、上記当接時点以後においては、支持プレー
ト１７によって前記スプリング２３が圧縮される。

【００２３】図４に示すように、センサ２８がドグ２２
に対峙する位置まで下降すると、該センサ２８がドグ２
２を例えば磁気的に検出してオン動作する。そこで、図
示していないシーケンサ等の制御手段は、センサ２８の
オン信号に基づいて図１に示すモータ４を作動させる。

【００２４】この結果、前記減速機５、中間軸１１およ
びスリーブ１２を介してモータ４の回動力がソケット１
３に作用するが、該ソケット１３には圧縮された状態に
あるスプリング１５の反発力も作用している。したがっ
て、上記モータ４の作動に伴ってボルト穴４２ａへのボ
ルト５０の螺合が開始される。

【００２５】なお、シリンダ３の伸張動作は、スリーブ
１２が図５に示す位置に下降されるまで継続して下降さ
れる。そして、その下降が終了した時点においては、同
図に示すように、センサ２８がドグ２２の下方に位置さ
れる。

【００２６】図６は、ボルト５０の締め付けが完了した
状態を示しており、この状態では、減速機５の出力トル
クが急上昇する。図１に示したように、上記減速機５お
よび５′には、それらの出力軸５ａおよび５ａ′のトル
クを検出するトルクセンサ２６，２６′がそれぞれ併設
されており、上記制御手段は、トルクセンサ２６の検出
トルクが締め付け完了判定用の閾値を越えた場合にボル
ト５０の締め付けが完了したと判断して、モータ４を停
止させる処理と、前記昇降シリンダ３を縮退作動させる
処理とを実行する。

【００２７】上記昇降シリンダ３が縮退作動されると、
スリーブ１２が上昇を開始する。図７に示したように、
スリーブ１２の突起１２ａは該スリーブ１２の上昇途中
でソケット１３の溝１３ａ（図２参照）の上端面に当接
し、この当接時点からソケット１３に上昇力が作用す
る。そして、この突起１２ａの当接時点においては、ド
グ２２がセンサ２８の前方に位置されて該センサ２８が
オン動作する。

【００２８】以下、図７の状態からのドグ２２とセンサ
２８の相対位置関係の変化を、ボルト５０の回し穴５０
に対するソケット１３の食付きが無い場合と、食付きが
ある場合とに分けて説明する。なお、上記食付きは、ソ
ケット１３ａがボルト穴５０ａに固着する現象であっ
て、ボルト５０の姿勢不良やボルト穴５０ａとソケット
１３ａの寸法不一致等に起因したソケット１３の嵌合不
良や、ボルト５０とソケット１３ａの一方もしくは双方
の硬度不足による変形等によって発生する。

【００２９】［食付き無しの場合］この場合、ソケット
１３はボルト穴５０ａから離脱して上昇し、このとき、
センサ２８も上昇する。しかし、ロッド１９は、支持プ
レート１７の上面がストッパ２４に当接するまでの期
間、現状の位置、つまり接触子２１がワーク４０の上面
に接触した位置を維持する。したがって、上記期間にお
いては、ドグ２２とセンサ２８の相対位置関係が変化
し、その結果、センサ２８は上記期間の初期においてが
オフされる。なお、支持プレート１７がストッパ２４に
当接するまで上昇した時点では、センサ２８がドグ２２
よりも距離Ｌだけ上方に位置され、また、ロッド１９が
上昇が開始する上記時点以後においては、接触子２がワ
ーク４０の上面から離反する（図３参照）。

【００３０】［食付き有りの場合］この場合、ソケット
１３がボルト穴５０ａから離脱しないので、図９に破線
で示したように、該ソケット１３を介してワーク４０が
持ち上げられる事態が発生する。このため、ロッド１９
とブラケット２の相対位置関係、つまりドグ２２とセン
サ２８の同関係は図７の状態から変化せず、この結果、
センサ２８はオン状態を維持する。

【００３１】以上の説明から明らかなように、上記食付
きが生じている状態でブラケット２が上昇した場合、セ
ンサ２８がオフ状態に移行しないことになる。そこで、
上記した制御手段は、ブラケット２の上昇中におけるセ
ンサ２８のオン動作に基づいて図示していないタイマを
起動し、かつ、このタイマのセット時間（非食付き時に
おいて、センサ２８がオフするのに要する時間以上の適
宜な時間）の経過時点でセンサ２８がオフしているか否
かを判断する。

【００３２】そして、制御手段は、センサ２８がオフし
ていると判断した場合に、所定高さまでブラケット２が
上昇されるように前記シリンダ３を縮退作動させ、ま
た、センサ２８がオンしていると判断した場合には、シ
リンダ３の縮退作動を停止する処理と、前記コンベアを
停止する処理と、図示していない警報器（パトライト、
ブザー等）を作動させる処理とを実行する。

【００３３】オペレータは、上記警報器の作動によって
上記ソケット１３ａの食付きを察知することができ、そ
の場合、上記ソケット１３ａの食付きを解く処置を実行
したのち、制御手段に自動運転指令を与える。

【００３４】ところで、何等かの要因で上記ブラケット
２が過剰下降して、前記スリーブ１２の先端がボルト５
０あるいはワーク４０に当接することも考えられるが、
上記実施例によれば、この様な場合に図２に示したスプ
リング１５に抗してスリーブ１２が後退するので、該ス
リーブ１２の破損やワーク上面の損傷等を防止すること
ができる。

【００３５】以上においては、一方の締着ユニット９の
動作に関して記述したが、他方の締着ユニット９′も上
記ユニット９と同様の動作を行う。

【００３６】なお、ロッド１９に対するドグ２２の取付
位置は上記実施例に示した位置に限定されず、例えば、
図７に鎖線で示したように、ロッド１９の頂部位置にド
グ２２を取付けても良い。このような位置にドグ２２を
取付けた場合、図７の状態においてセンサ２８はオフし
ていることになる。そして、ソケット１３の食付きが無
い場合には、ブラケット２が若干上昇した時点でセンサ
２８がオン動作し、一方、食付きが有る場合には、図８
に示したようにセンサ２８のオフ状態が継続される。

【００３７】つまり、食付き有りの場合には、図７にお
けるセンサ２８の出力の論理状態が維持されることにな
るので、上記実施例の場合と同様に、食付きの発生の有
無をセンサ２８の出力信号に基づいて判断することがで
きる。

【００３８】上記実施例では、センサ２８の出力をモー
タ４，４′の起動および上記食付きの判定に活用してい
るが、食付き判定のための専用のセンサを設けることも
可能である。

【００３９】すなわち、図８に示すような相対峙する受
光センサ３０と発光素子３１を支持プレート１７に支承
させておけば、食付き発生時にのみワーク４０が発光素
子３１の投射光３１ａを遮ることになるので、受光セン
サ３０の出力信号に基づいて食付きの発生の有無を判定
することができる。なお、上記判定は、ボルト５０の締
め付け完了後、センサ２８が最初にオンされた時点か
ら、つまり、図７に示す位置までブラケット２が引き上
げられた時点から一定時間実行される。

【００４０】上記実施例においては、食付きの発生が判
断された時点で警報器を作動させているが、上記時点で
ソケット１２を締め付け時とは逆の方向に短時間回転さ
せる食付き解除操作を制御手段に実行させ、この処理の
後においても食付き状態が持続されている場合にのみ警
報器を作動させるようにしても良い。なお、図７の状態
までブラケット２が引き上げられた時点、つまり、食付
きの発生の有無が判断される時点よりも前の時点で上記
ソケット１２の逆回転操作を実施することも可能であ
る。

【００４１】上記実施例は、六角穴付きボルト５０の締
め付けに適用されているが、ソケット１３の形状を変え
ることにより、一般のボルトの締め付けや、ナットの締
め付けにも適用することができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、固着部材にソケットが
食付い場合にこれを検出することができるので、実施例
に示したように、コンベアの停止処理や、食付き発生を
報知する処理等にその検出結果を利用することが可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る締着装置の一実施例を示した正面
図。

【図２】締着ユニットの構成を示した拡大断面図。

【図３】実施例の作用を示した概念図。

【図４】実施例の作用を示した概念図。

【図５】実施例の作用を示した概念図。

【図６】実施例の作用を示した概念図。

【図７】実施例の作用を示した概念図。

【図８】実施例の作用を示した概念図。

【符号の説明】

１ 機構部 ２ メインブラケット ３，７ 昇降用シリンダ ４，４′ モータ ５，５′ 減速機 ９，９′ 締着ユニット １２，１２′ スリーブ １３，１３′ ソケット １６，１６′，２３ スプリング １７ 支持プレート １９ 可動ロッド ２１ 接触子 ２２ ドグ ２４ ストッパ ２６，２６′ トルクセンサ ４０ ワーク ５０ ボルト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークに対して近接離反可能な可動体
   と、この可動体に設けられたソケットとを備え、上記可
   動体を上記ワークに近接させながら上記ソケットを回動
   することによって、該ソケットに係合させた固着部材を
   上記ワークに締め込む締着装置において、 上記固着部材に対する上記ソケットの食付きを、上記ソ
   ケットが締付け終了位置から離反するさいの上記可動体
   と上記ワーク間の相対距離の不変化に基づいて検出する
   手段を設けたことを特徴とする締着装置。