JPH08187627A - 止水栓の自動ねじ締め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 止水栓の各種部品の組み立てに関し、そのね
じ締め工程を自動化して軽作業化、高能率化を図る。 【構成】 仮組み立てした止水栓を機械の載置台上に倒
立状に乗せ、クランプ腕３ｆ、３ｇでそのグランドナッ
トを把持する。コラムに装着されたナットランナー２０
が下降して止水栓筺体５０を保持して回動しねじ締めを
する。次いでフォーク４がパッキン押さえナットを保持
して上昇させ、そのナットをクランプ腕３ｆ、３ｇが把
持し、再度ナットランナーが回転してそのナットをグラ
ンドナットに締め付ける。次いでベッド下部の自動ビス
締めユニット３０が上昇してスピンドル上部のビスを締
め付けハンドルを固定する。ねじ締めを完了した止水栓
はエアシリンダで駆動される止水栓取り出し装置で機械
前方に排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、止水栓（バルブ）金具
の止水栓組立工程において使用するナットおよび小ねじ
の自動締付装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】止水栓の組立は、弁体を挿着したスピン
ドルの弁体側を止水栓筺体内に挿入し、該筺体にガスケ
ットを介してグランドナットを螺合し、そのグランドナ
ットの上部にガスケットを介して袋ナット状のパッキン
押えナットを螺合し、さらに該スピンドルの先端にハン
ドルを嵌合して座金を介し止めねじを螺合するという一
連の工程を経てなされている。この工程においてグラン
ドナット、パッキン押えナットおよび止めねじは人手に
よって仮締めからスパナ、ドライバを使用する本締めま
で手作業でなされているのが現状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように各種のね
じ締め作業が手作業によってなされているために作業効
率が悪く、ねじ締付力が不均一で製品の品質が安定せ
ず、さらには連続して作業する者の腕、肩に負担を掛
け、ある種の障害を引き起こすことにもなりかねないも
のである。このような作業に関して機械化、自動化が求
められている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明における止水栓金
具のねじ締付装置は、弁体を挿着したスピンドルとグラ
ンドナット、パッキン押えナットおよびハンドルを備え
た仮組み立て状態の止水栓金具を倒立状に載置する位置
決め載置台と、その載置台下部において止水栓金具のグ
ランドナット又はパッキン押えナットを所定角度に姿勢
制御して挟持する一対のクランプ腕と、パッキン押えナ
ット部を載置して止水栓を昇降させるワーク昇降フォー
クと、該止水栓金具の筺体部を挟着状に被覆する筺体保
持部と、その筺体保持部にクラッチを介して接続された
モーターと、止水栓のハンドル固定用ビスの頭部の一文
字又は十字のへこみ部に嵌合するヘッドを回動させる自
動ねじ締めユニットを有し、これらのグランドナット、
パッキン押えナットおよびビスの締め付けを行い、締め
付け作業が完了した止水栓金具を載置台端面にまで摺動
移動させる移送装置とから構成して、一台の機械により
前記３種類のねじ締め作業の全自動化を図ったものであ
る。

【０００５】

【実施例】本発明に係る止水栓自動ねじ締め装置の実施
例を図面にしたがって説明する。図１は本発明の実施例
に係る自動ねじ締め装置の正面図であって、装置は大別
すると、止水栓金具の位置決め固定装置１、ナットラン
ナー２０、自動ビス締めユニット３０および止水栓取り
出し装置４０によって構成されている。

【０００６】前記止水栓金具の位置決め固定装置１は次
のように構成されている。止水栓載置台２は、止水栓の
第１ナット（グランドナットとも称する）５１の対角の
長さより僅かに広い幅のスリット２ｓを一端開口状に形
成したもので、ベッドｂ上にその開口端が装置の手前側
となるように前後方向に取れ付けられている。そして、
仮組み立て状態の止水栓金具Ｗを倒立状にしてその第１
ナット５１をスリット２ｓに間挿しその基部のフランジ
５１ｆを該載置台２上に載置してそのスリット２ｓの奥
端にまで移送すると、その止水栓の第１ナット等の中心
軸が、上方に装着される後記のナットランナー２０の軸
芯と一致するようになされている（図２）。さらに、こ
の載置台２は図５に示すように止水栓金具Ｗが位置決め
載置される位置の下面に逆凹状の切り欠き部２ａがあ
り、したがつて載置台２のその部分は薄板状２ｂとなっ
ている。

【０００７】この載置台２の下部切り欠き部２ａに装置
の左右方向から対向状に、かつそのセンターを前後方向
にずらして一対のエアシリンダー３ａ、３ｅが装着さ
れ、それぞれのスピンドルにはクランプ腕３ｆ、３ｇが
接合されている。このクランプ腕３ｆ、３ｇには図４に
示すようにその先端の片側（対向するクランプ腕側）に
切り欠き部３ｂがありＬ字型壁面３ｃ、３ｄを形成して
いる。このクランプ腕３ｆ、３ｇがエアシリンダ３ａ、
３ｅにより前進したとき、その切り欠き部の側面３ｃ、
３ｃが載置台２の下方に突出している止水栓金具の第１
ナット又は第２ナットの対辺に接触状に前進して該ナッ
トを双方で挟持し、さらに一方のクランプ腕３ｆの切り
欠き部奥壁面３ｄが該ナットの一方の対角に接触して他
方の対角頂点を前記スリット２ｓの端面に押圧し、該ワ
ークを正常な作業位置に保持するようになっている（図
４）。

【０００８】さらに前記クランプ腕３ｆ、３ｇの下方に
は、ワーク昇降用のフォーク４を取り付けた前後進用エ
アシリンダー５およびそのシリンダー５を昇降させるエ
アシリンダー６（図５）が装置されている。このエアシ
リンダー５によって前進するフォーク４がワークＷのス
ピンドル５３を挟持するようしてその上面に第２ナット
５２を載置し、次いで昇降用エアシリンダー６で該ワー
クＷを上昇させ、また降下して元の位置に復帰させる。

【０００９】ナットランナー２０は、前記載置台２の所
定位置決め部に載置されたワークＷの中心軸上にその軸
芯が一致し、かつ、コラム２１に設けたガイドレール２
２にガイド枠２０ａ、２０ａと挟着板１３とにより摺動
可能に取り付けられ、その挟着板１３から延伸された腕
杆１４にエアシリンダ１２のスピンドルが固着され、上
下動可能になっている。そのねじ締め作動の要部構成は
次のとおりである。すなわち、主軸２３は回転駆動装置
（モーター）２４にカップリング２５および電磁クラッ
チ２６を介して接続され、その主軸２３の下端に穿設し
たガイド穴２３ａにはその内周に数条のスプライン溝２
３ｂ、２３ｂを形成しており、さらにガイド穴２３ａの
奥端中心に雌ねじ２３ｃを穿設している。

【００１０】他方、前記ガイド穴２３ａおよびスプライ
ン溝２３ｂ、２３ｂに摺動自在に嵌合挿通するボス２７
ａおよびそのボスの周縁にスプライン凸条２７ｂ、２７
ｂを形成し、かつ、その下面にワークＷの筺体５０を挟
持する逆Ｕ字型溝を形成したソケット２７ｃを有する筺
体保持部材２７が、その中心軸を貫通する通孔２７ｅに
ボルト２８を挿通し、該ボルト外径に嵌挿した圧縮バネ
２９の圧力に抗して前記ガイド穴２３ａに一部嵌合した
状態で該ボルトにより取り付けられている（図５）。し
たがって筺体保持部材２７の下部（又は主軸２３の上
方）から押圧力が加われば前記のバネ２９を押圧してガ
イド穴２３ａとボス２７ａとの嵌合量が多くなる構成に
なっている。また、この逆Ｕ字型ソケット２７ｃにはポ
リアミド、ポリアセタール、ポリカーボネートなどのプ
ラスチックで成形した断面Ｕ字型の緩衝部材２７ｐが溝
側を下向きに嵌着されておりワークＷとの接触における
緩衝作用をなしている。この筺体保持部材２７の外径両
側面には位置検出センサー１６と、そのセンサー１６が
あらかじめ決められた位置を検出すると同時に回転を止
めるブレーキ装置１７が装着されており、前記のソケッ
ト２７ｃの溝が常に一定の方向を保って停止するように
なっている。この主軸２３には回転トルクを感知するセ
ンサー２３ｓが装着されて常に一定のトルクでネジ締め
付けが行われる。１０は制御盤である。

【００１１】このナットランナー２０は、本装置の裏面
側上方に装着したエアシリンダー１２により上下動がな
され、降下したときには前記の筺体保持部材２７でワー
クＷの胴部を挟持する。ナットランナー２０下降限度は
ネジ調整の可能なストッパー１５で支持して決められ
る。

【００１２】ベッドＢの下方に装着されている自動ビス
締めユニット３０において、回転駆動装置３１はエアシ
リンダー３２によって上下方向に可動に取り付けられて
おり、その回転駆動装置３１にはユニバーサルジョイン
ト３３を介してドライバ軸３４が連結されている。その
ドライバ軸３４の先端には止水栓金具５０のハンドル締
め付け用ねじ５５の頭部の形状に適合したマイナスまた
はプラスの突起又は六角のボックスレンチ等のドライバ
３５が取り替え自在に取り付けられる。さらに、この自
動ビス締めユニット３０の制御回路にはねじ締め付けト
ルク制御装置が組み込まれている。したがってドライバ
３５に一定のトルク圧力が感知されると回動を停止し該
回転駆動装置３１を後退させる。なお、この自動ビス締
めユニット３０は市販されているものを利用することも
可能である。

【００１３】移送装置４０は、ベッドＢ上にあって２個
のエアシリンダー４１、４２と排出板４３とで構成され
ている。この排出板４３はワークＷを移送するためにシ
リンダー４１の先端に装着されており、該シリンダー４
１のスピンドルが伸長したとき載置板２上のワークＷの
後方（止水栓の側面）を支えるに十分な長さに形成され
ており、その形状は単なる平板状でも、またワークＷの
側面形状にフィットする円弧状としてもよい。そしてこ
のエアシリンダー４１は、それと直角方向に装着したエ
アシリンダー４２によってベッドＢの前後方向に移動
し、前記ワーク載置台２に載置されてねじ締め作業の完
了したワークＷ（止水栓）を該載置台２の前端にまで移
送するようになっている。

【作用】

【００１４】本発明に係る止水栓ねじ締め装置は、以上
の構造になるもので、次にその使用方法および作用を説
明する。まず、作業者は図３の示すように止水栓の各部
品、すなわちそれぞれガスケットを介して第１ナット５
１に第２ナット５２を仮螺合し、これに弁（図示してい
ない）を挿着したスピンドル５３を該ナット５１の中心
軸穴に下方より挿通し、該第１ナットの下方の雄ねじ５
１ａを止水栓筺体５０の胴部雌ねじ５０ａに仮螺合し、
次いでスピンドル５３の先端にハンドル５４を嵌合し、
該スピンドル先端に座金を介してビス５５を仮螺合す
る。そして、このように仮組み付けされたワークＷを倒
立状にし、ワーク載置台２のスリット２ｓ間に第１ナッ
ト５１を間挿し、かつ、そのナット基部に設けられたフ
ランジ５１ｆを該載置台２上に架け渡し状に載置して最
奥端に移送する。そして本発明ねじ締め装置の一端に設
置した始動ボタン（図示していない）により制御回路に
信号を与える。その後の工程は自動制御される。

【００１５】前記始動ボタンを押すことによってシーケ
ンス回路が働き、回転駆動モーター２４およびエアシリ
ンダー１２が作動する。このエアシリンダー１２によっ
てナットランナー２０があらかじめ調整されたストロー
クを下降してその一端がストッパー１５に当たり停止す
る。このとき逆Ｕ字型ソケット２７ｃには載置台２上の
ワークの筺体胴部５０が挿入された状態となる。なお、
この筺体保持部材２７の下面逆Ｕ字型溝をもつソケット
２７ｃはその溝の間隔を筺体５０の外形より若干大きく
し、また、上部のスプライン２３ａ、２７ｂの噛合歯を
数ｍｍのクリアランスをもって形成しており、したがっ
て主軸２３と筺体保持部材２７との間でいくらかの回動
が可能で、ワークＷの載置位置、載置角度があらかじめ
決められた位置より若干ずれていてもソケット２７ｃが
自ら回動してワークＷを挟着できるようになっている。

【００１６】次に、このナットランナーが降下限度に到
達したことをストッパー１５により感知して次の工程に
移る。載置台２の下部に左右方向から対向状に装置した
一対のエアシリンダー３ａ，３ｅが作動してクランプ腕
３ｆ、３ｇをワークＷの第１ナット５１の対辺に沿って
突出させ、該クランプ腕でこれを挟持する（図６（ａ）
中心線より左図）。この場合、仮螺合された第１ナット
５１の対辺がどのような角度にあっても一対のクランプ
腕３ｆ、３ｇの前進中にその側壁３ｃ、３ｃがナットの
角度を修正（ナットを回動）して挟持する。そして、ク
ランプ腕３ｆ、３ｇが前進限度に達すると第１ナットは
あらかじめ決められた位置に正しく固定されると共に次
工程へシーケンスが進められる。

【００１７】次に、上部のナットランナー２０が作動す
る。すなわち、電磁クラッチ２６が作動してモーター２
４の回転を主軸２３に伝導し、筺体保持部２３が回動す
る。したがって筺体５０の上部（図６では下部）に設け
た雌ねじに第１ナット５１の雄ねじが締め込まれること
になる（図６（ａ）中心線より右図）。ナットランナー
２０の制御回路に組み込まれたトルクセンサー１１が所
定のトルクを感知するとクラッチ２５、２５は切り離さ
れ、クランプ腕３ｆ、３ｇが後退する。

【００１８】次いで、エアシリンダー５の作動によって
ワーク保持用フォーク４が前進し、ワークＷのスピンド
ル５３をそのフォーク間に挟さみ込むようにしてそのフ
ォーク上に第２ナット５２を載置し、クランプ腕３ｆ、
３ｇで該ナットを挟持し得る位置にまでエアシリンダー
６によって上昇させる。これによってワークＷ全体が上
昇し筺体保持部材２７を持ち上げることになるが、この
筺体保持部材２７と主軸２３との結合が前記のようにそ
の嵌合部すなわちボス２７ａとガイド穴２３ａとの結合
がバネ２９の圧力に抗し軸方向に摺動自在に形成されて
いるので何ら支障なくワークＷは上昇する。そして、前
記一対のクランプ腕３ｆ、３ｇがその第２ナット５２の
対辺に沿って前進してこれを挟持する（図６（ｂ）中心
線より左図）。次いで、前記と同様に上部のナットラン
ナー２０における電磁クラッチ２６が作動してモーター
２４の回転が筺体保持部材２７に伝導され、該筺体保持
部材２７が回動して第１ナット５１に第２ナット５２を
締め付ける（図６（ｂ）中心線より右図）。そして、ト
ルクセンサー１１が所定のトルクを感知すると電磁クラ
ッチ２６は切り離される。

【００１９】次いで、クランプ腕３ｆ、３ｇが後退し、
ワーク保持フォーク４が下降して第１ナットの下部フラ
ンジ５１ｆ部が載置台２上に載置され、再びクランプ腕
３ｆ、３ｇが前進して第１ナット５１を挟持する（図６
（ｃ）中心線より右図）。次に、下部の自動ビス締めユ
ニット３０が上昇し、そのドライバヘッド３５をビス５
５の頭部くぼみに係合させて回転する。このビス５５
（又はナット）を締め付けることによってハンドル５４
がスピンドル５３に固定され（図６（ｃ）中心線より右
図）、さらにそのスピンドル５３が回転しそのスピンド
ルに装着された弁体を筺体５０内の所定位置にまで挿通
する。この動作の完了をトルクセンサー（図示していな
い）で感知して回転駆動装置３１の回転を停止し、自動
ビス締めユニット３０が下降する。

【００２０】次にクランプ腕３ｆ、３ｇが後退し、エア
シリンダー１２により上部のナットランナー２０がガイ
ド２２に沿って摺動上昇する。したがってワークＷの筺
体５０がその逆Ｕ字型ソケット２７ｃによる被覆を解か
れる。ナットランナーの上昇限において筺体保持部材２
７は回動させ、逆Ｕ字型ソケット２７ｃが所定の方向に
停止するよう位置センサー１６で検知してブレーキ装置
１７でその回転を停止させる。一方、エアシリンダー４
１によりそれに付設された止水栓排出板４３が突出して
ワークＷの後面に接し、別のエアシリンダー４２によっ
て前記のエアシリンダー４１と共にワークＷは載置台２
上を摺動し前方にまで押し出される。その後、該排出板
４３は初期の位置に復帰する。

【００２１】以上で１回のシーケンス制御が終了し、次
いで作業者はねじ締めの完了したワークＷを手で取り出
し、仮組み立てされた次の止水栓金具Ｗを所定位置に載
置する。そして、始動ボタンを押すことにより、次回の
ねじ締め工程が前記の通り繰り返されることになる。

【００２２】

【発明の効果】上述のとおり、本発明の止水栓用ねじ締
め装置は、止水栓の第１、第２ナットおよびハンドル取
り付け用ビスを全自動で、かつ、所定のトルクに締め付
けができることになり、苛酷なナット締めの作業を作業
者から解放し、また、未熟者による止水栓の組み立て作
業も可能になる。さらに、ナット、ビス類の締め付け力
が一定するために不良製品が少なくなり、作業時間が短
縮され、したがってコストダウンが図れる。

【００２３】逆Ｕ字型ソケットの挟持間隔の異なる筺体
保持部材を数種用意しておけば、寸法の異なった数種の
止水栓のねじ締め付けに対応できることになり、一台で
数種類の止水栓の自動組み立てが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る自動ねじ締め装置の正面
図である。

【図２】自動ねじ締め装置のベッド上を示した一部省略
の平面図である。

【図３】仮組み付けされた止水栓金具と載置台、クラン
プ腕、ねじ締めユニットの関係を示す一部断面の正面図
である。

【図４】止水栓のグランドナットの載置角度の補正とク
ランプを示す平面図である。

【図５】ネジ締め付け機構部の要点を示したもので
（ａ）は一部断面の側面図、（ｂ）は筺体保持部の底面
図、（ｃ）は（ａ）図のＡ−Ａ断面図ある。

【図６】止水栓のグランドナット、パッキン押さえナッ
トおよびハンドル固定用ねじを締め付ける状況を示す側
面図である。

【符号の説明】

１ 位置決め装置 ２ 載置台 ３ クランプ腕 ４ フォーク １０ 制御盤 ２０ ナットランナー ２１ コラム ２２ ガイド ２３ 主軸 ２４ 回転駆動装置 ２５ カップリング ２６ 電磁クラッチ ２７ 筺体保持部材 ３０ 自動ビス締めユニット ４０ 止水栓取り出し装置 ４３ 排出板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁体を挿着したスピンドルとグランドナ
   ット、パッキン押えナット、ハンドルおよびハンドル固
   定ビスを備えた仮組み立て状態の止水栓金具を倒立状に
   載置する位置決め載置台と、その載置台下部にあって止
   水栓のグランドナット又はパッキン押えナットを挟持す
   る一対のクランプ腕と、パッキン押えナット部を載置し
   て止水栓金具を昇降させる昇降フォークと、載置台の上
   方にあって上下動をなし、かつ、電磁クラッチを介して
   回転駆動装置に接続され、所定のトルクをもって回転す
   る筺体保持部を有するナットランナーと、載置台の下方
   にあって、止水栓のハンドル固定用ビス又はナットを一
   定トルクで締め付けて該ハンドルをスピンドルに固定す
   ると同時に該スピンドルに挿着した弁を筺体内所定位置
   に装入する自動ねじ締めユニットと上記三種のねじ締め
   が終了した止水栓金具を載置台の一端にまで排出し、そ
   の後初期位置に復帰するワーク排出板と、から構成した
   止水栓の自動ねじ締め装置。
2. 【請求項２】 グランドナットとパッキン押さえナット
   およびスピンドルへのハンドル固定用ねじの三種のねじ
   を順次一台の機械で自動締め付けすることに特徴を有す
   る請求項１記載の止水栓の自動ねじ締め装置。