JPH07266156A - ボルト締結治具およびボルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械・装置等の組立時に於けるボルト締結作
業の自動化を図らんとするもの。 【構成】 ボルトの動力式ねじ締め機に装着し、ボルト
の締め付け弛めを行う治具であって、該治具の内面にボ
ールまたは凸状物を、リング状保持バネにより常に迫り
出すように保持し、該バネ力によりボールを介してボル
トを把持し、把持したまま自由に移動し得るようにな
し、ボルトの取り出し、搬送、ねじ込み作業を一連の動
作にて行うことを可能としたボルト締結治具。また、ボ
ルトの頭部に窪み部を形成し、締結治具のボールと係合
し得るようになして、大型ボルトの把持・ねじ込みも可
能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機械・装置等の組み立
て時におけるボルト締結作業の自動化に係るもので、特
に、ボルト自動締結機に装着する締結治具とこの治具に
より締結されるに適したボルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来ボルトの装着締め付けは、まずボル
トを人手で所定の位置に装着し、その後スパナ等の手工
具や手持ち式の動力式ねじ締め機を用いて締め上げる人
手作業により行われていた。また一部では省力化のた
め、ロボットの手首フランジに動力式ねじ締め機を取り
付け、予め所定の位置に装着されたボルトの締め付けの
みを行わせる用法や、ねじ締め機と干渉しないように取
り付けた把持爪によりボルト供給台からボルトを取り出
し、所定の締め付け位置に搬送・装着後、前記ロボット
に取り付けた動力式ねじ締め機によりこのボルトの締め
付けを行う方法等が実施されていた。

【０００３】しかしながら、上記のように従来の方法で
は折角ロボットを用い、ねじ締めの自動化を図りながら
も、ボルトや動力式ねじ締め機にボルトを所定の形態で
搬送し得る機能が具備されていないため、他の手段を用
い予めボルトを所定の位置に装着する必要があり、ボル
ト装着のための装置が必要となったり、またそのためね
じ締結作業の時間が長くなるなどの欠点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のボルト、ソケッ
トではボルトの頭部をソケット内に挿入した状態でボル
トを下向きにすると、ボルトはソケットから外れて落下
し、従ってソケット内にボルト頭部を挿入したまま移動
させることは出来なかった。従って、ロボットに取り付
けた動力式ねじ締め機により、ボルトを搬送することが
出来ず、締め付けようとするボルトを予め所定位置に装
着する手段を設けねばならなかった。

【０００５】本発明ではこのような課題を解決し、１台
のロボットに取り付けた動力式ねじ締め機により、ボル
トをボルト供給台から取り出し、所定の取り付け位置に
搬送して装着し、そのまま連続的に締め付けることがで
きる手段を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】動力式ねじ締め機に装着
し、ボルトの締め付け弛めを行う治具の一端に、締結機
に装着するための取付部を、他端にはボルト頭部を把持
するための開口部を形成し、該開口部の断面形状は、ボ
ルト頭部断面形状と同形状か又はその倍の角部を持つ星
形状にすると共に、該開口部の内側面の適宜箇所にボー
ル又は凸状物を進退自在に配設し、リング状保持バネに
より、該ボール又は凸状物を保持し、且つ、バネ力によ
り常時内方に迫り出すように構成し、ボルト頭部外周面
と該ボール又は凸状物間の摩擦力によりボルトの脱落を
防止するようになした。更に、前記締結治具により締め
付け、弛められるボルトの頭部外周面に、前記ボール又
は凸状物と係合する窪み部を形成することにより該治具
によるボルトの把持をより確実になした。

【０００７】

【作用】ボルト供給台に配置されたボルトの軸芯上に動
力式ねじ締め機の治具軸芯をほぼ一致させるように移動
させ、次に動力式ねじ締め機をボルトの軸芯方向に移動
させ治具内にボルト頭部が挿入されるようにする。

【０００８】治具内のボールまたは凸状物はリング状の
保持バネにより治具内径方向に迫り出すように進退自在
に保持されているので、該ボールまたは凸状物はボルト
頭部に接触するとバネ力によりボールまたは凸状物がボ
ルト頭部を把持することになる。

【０００９】この状態で動力式ねじ締め機をボルトをボ
ルト置き台から抜き取る方向に移動させると、ボルトも
治具に挿入されたまま同時に運ばれるので、次にボルト
取り付け位置のメネジ軸芯上に移動させ、動力式ねじ締
め機を駆動しボルトを緩やかに回転させながらメネジに
接触させ、ボルトをねじ込む。なお、ボルト頭部に窪み
部を形成しておくと、ボールまたは凸状物が該窪みと係
合し、より強固に把持することになる。

【００１０】ボルトのねじ込み締め付け終了後、動力式
ねじ締め機をボルトの軸芯方向にボルトから遠ざかるよ
うに移動させると、治具内面のボールまたは凸状物はボ
ルト頭部の窪みの斜面で押し戻され、ボールまたは凸状
物と窪みの係合が外れて、ボルト頭部は締結治具から外
れる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明になるボルト締結治具の正面図
であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３はＢ−Ｂ断面
図を示す。２はボルト締結治具本体である。該本体の一
端には動力式ねじ締め機３に装着するための開口部２ａ
が形成されており、装着後は脱落しないように固定ピン
２ｂ等の固定手段が用いられる。又、治具本体２の他端
にはボルト頭部１ａが挿入され把持される開口部２ｃ即
ち、ボルト頭部の収容室が形成されている。該開口部２
ｃの断面形状はボルト頭部と同形状かもしくはその倍の
角部を持つ星形状とする。例えば、ボルト頭部形状が六
角形であれば開口部２ｃの断面形状が六角形もしくは六
角形の位相を３０度ずらせて重ね合わせて形成される１
２の角部を持つ星形状とする。

【００１２】次に開口部２ｃの内側面には、ボール２ｄ
または凸状物が複数個設けられている（以後ボールを例
にして説明する）。即ち、治具本体２に内外連通する貫
通孔２ｅを形成し、該貫通孔２ｅ内にボール２ｄを収納
し、外方には抜け落ちるが内方には一定部分だけ迫り出
すように配設されている。しかして、該ボール２ｄは外
方に抜け落ちないようにリング状バネ２ｆにて保持さ
れ、また、このリング状バネ２ｆのバネ力により内方
へ、即ち、治具本体開口部２ｃの内径方向へ常時迫り出
すように押圧せしめられている。

【００１３】ところで、ボールの設置箇所および数は特
に限定しないが、その把持効果の面から設置位置として
は角部が好ましく、また図示する如く三角形状に相対す
る位置が好ましい。

【００１４】図４および図５は本発明になるボルト形状
を示す。通常サイズのボルトであれば本発明の締結治具
により充分把持可能であるが、サイズが大きくなり重量
が大となると、本発明の如きボルト形状とした方がより
強固に安全に把持できる。実施例では頭部形状が六角形
のものを示しているが、その頭部側面部の各コーナーに
窪み部１ａが形成されている。この窪み部１ａには、上
記した本発明の締結治具に配設されているボール２ｄに
係合する如くなしている。

【００１５】図６は本発明になる締結治具によるボルト
頭部の把持状態の説明図である。図示する如く、ボルト
頭部の窪み１ａに締結治具に配設されたボール２ｄが係
合し、ボルト１の脱落を防いでいる。

【００１６】図７は本発明の締結治具を動力式ねじ締め
機に装着した実施例の斜視図である。ロボット４の手首
フランジに動力式ねじ締め機３が取り付けられ、該ねじ
締め機の先端には締結治具２が装着されている。ボルト
１はボルト供給台５上に配置されており、ボルトを取り
出した後は、図示していないフィーダーによって直ちに
補充され、常にボルト１は該置き台上に配置される。ボ
ルト締結の対象となるワーク７及び該ワーク７に取り付
けられる部品８はセットされた状態でワーク搬送装置６
によりロボットと相対する位置に搬送され位置決めされ
る。ワークの停止位置決め後、ロボットは教示された手
順に従い移動し、装着されているボルト締結治具２を介
しボルト１を把持し、ボルト１をボルト穴８ａを通し図
示していないワーク７に形成されたメネジ穴にねじ込
む。ねじ込み終了後、ロボット手首をボルト軸芯上方へ
移動させるとボルトは締結治具２から自動的に外れ、締
結治具内は空になる。その状態でロボットはボルト供給
台のボルト軸芯上方へ移動し、次のボルト頭部が締結治
具２内に挿入されるように移動する。以上を繰り返し、
所定の数量のボルトのねじ込みが完了するとワーク搬送
装置によりワークを移動させ、次のワークのボルトねじ
込みを繰り返す。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明は、動力式ねじ締め
機の締結治具にボルト頭部を把持する機能を持たせ、さ
らにボルト頭部に窪みを形成し、締結治具からボルトが
脱落しないようにせしめているので、締結治具にボルト
頭部を挿入した状態で自由に移動せしめることが可能で
あり、即ちボルト形状と締結治具の機能とがあいまっ
て、ボルトの搬送のための把持機能をも具備しており、
ボルト供給台からのボルト取り込み・ボルト取り付け位
置への移動・ボルトのねじ込み作業を一連の動作として
行うことを可能ならしめている。従って、締め付けよう
とするボルトを予め、所定位置に仮締めする必要がな
く、あるいは把持爪等により搬送する必要もなくボルト
締結作業の自動化を可能とした。

【００１８】さらに、本発明の手段によれば機械装置等
の点検整備等の目的で分解を行う場合、自動的にボルト
を弛めて取り外し、該ボルトを締結治具から取り外すた
めの把持機能を具備したボルト置き台上に搬出すること
も可能であり、ボルトの取り付けだけでなく、ボルト取
り外し作業の自動化に対しても大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による締結治具の正面図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図。

【図４】本発明によるボルトの正面図。

【図５】図４のＡ−Ａ断面図。

【図６】本発明になる締結治具によるボルト頭部の把持
状態図。

【図７】本発明の実施例を含む自動ねじ締めロボットシ
ステムの斜視図。

【符号の説明】

１ ボルト １ａ ボルト頭部の窪み ２ 締結治具 ２ａ 動力式ねじ締め機に装着するための開口部 ２ｂ 固定ピン ２ｃ ボルト頭部を把持するための開口部 ２ｄ ボール ２ｅ ボールを収納するための貫通孔 ２ｆ リング状バネ ３ 動力式ねじ締め機 ４ ロボット ５ ボルト供給台 ６ ワーク搬送装置 ７ ワーク ８ ワーク７に取り付けられる部品 ８ａ ボルト穴

フロントページの続き (72)発明者 佐々木 英二 福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新 日本製鐵株式会社機械・プラント事業部内 (72)発明者 安達 正隆 福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新 日本製鐵株式会社機械・プラント事業部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動力式ねじ締め機に装着し、ボルトの締
   め付け弛めを行う治具であって、一端に、ねじ締め機に
   装着するための取付部を、他端にはボルト頭部を把持す
   るための開口部を形成し、該開口部の断面形状は、ボル
   ト頭部断面形状と同形状か又はその倍の角部を持つ星形
   状にすると共に、該開口部の内側面の適宜箇所にボール
   又は凸状物を進退自在に配設し、リング状保持バネによ
   り、該ボール又は凸状物を保持し、且つ、バネ力により
   常時内方に迫り出すように構成したことを特徴とするボ
   ルト締結治具。
2. 【請求項２】 請求項１記載の締結治具により締め付
   け、弛められるボルトであって、頭部の外周面に、締結
   治具のボルト把持用の開口部に配設されているボール又
   は凸状物と係合するための窪み部を形成したことを特徴
   とするボルト。