JPH10146730A - ナットの自動締付方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ガイド部を持たない汎用のボルトでも適用可能
で、ボルトの姿勢が水平横向きであっても、確実にナッ
トの締付を行うことができるナットの自動締付方法を提
供する。 【解決手段】このナットの自動締付方法は、ワークに突
設されたボルトに対し斜め方向から、先端にナットを挿
通し磁気吸着した供給ロッド２３を、ボルトの先端にむ
けて前進させる。ナットがボルトの先端近傍に達した
時、供給ロッド２３の磁力を遮断すると共に、ボルトの
軸方向前方に位置するナット締付装置１のソケット４の
空気噴出孔４ａから、空気をナットに向けて吹き付け
る。ナットは供給ロッド２３の先端から離れ、ボルトの
先端部に押し付けられ、ナットの穴がボルトの先端部に
略嵌った状態となる。次に、ナット締付装置１のソケッ
ト４が反ねじ込み方向に回転しながら前進し、ソケット
がナットに嵌りナットを反ねじ込み方向に数回回転させ
てナットとソケットの軸線を合わせ、その後、ナット締
付装置１がソケット４をねじ込み方向に回転させてナッ
トをボルトに螺合させ、ナットを締め付け駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ナット供給装置の
供給ロッドによりナットをワークのボルト先端位置まで
供給し、ナット締付装置を用いてナットを自動的に締め
つけるナットの自動締付方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、機械部品の自動組立工程などで使
用されるナット締付方法として、部品上に立設されたボ
ルトの先端位置に、ナットフィーダによりナットを自動
供給し、ボルトの先端にナットを嵌めた状態で、上方に
位置するナット締付装置の締付けヘッドを下降させ、締
付けヘッドのソケットをナットに嵌合させた状態で、そ
れを回転させてナットの締付けを行う方法が知られてい
る（例えば特開平７−２１４４３３号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のこのナ
ット締付方法は、先端にガイド部を突設したボルトを使
用し、供給ロッドの前進によりボルトの先端に供給した
ナットを、まずそのガイド部にはめ、次にナット締付装
置のソケットをガイド部上のナットに嵌めて、締付装置
を駆動してナットを回しながらボルトにねじ込み締めつ
けるように実施する。このため、ガイド部を上部に設け
た特殊なボルトの締付にしか適用できず、ガイド部を持
たない汎用ボルトの締付には適用できないという問題あ
った。また、上記の締付方法は、鉛直に立設されたボル
トに対しては実施できるが、水平方向つまり横向きに配
置されたボルトに対しては、ナットとボルトの正確な螺
合が難しく、実施が困難であるという問題があった。

【０００４】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、ガイド部を持たない汎用のボルトでも適用可能で、
ボルトの姿勢が水平横向きであっても、確実にナットの
締付を行うことができるナットの自動締付方法を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の自動締付方法は、ワークに突設されたボル
トに対し斜め方向から、先端にナットを挿通し磁気吸着
した供給ロッドを、該ボルトの先端にむけて前進させる
工程と、該ナットが該ボルトの先端近傍に達した時、該
供給ロッドの磁力を遮断すると共に、該ボルトの軸方向
前方に位置するナット締付装置のソケットの空気噴出孔
から、空気を該ナットに向けて吹き付ける工程と、ナッ
ト締付装置のソケットが空気を噴出すると共に反ねじ込
み方向に回転しながら前進し、該ソケットが該ナットに
嵌り該ナットを反ねじ込み方向に数回回転させてナット
とソケットの軸線を合わせる工程と、該軸線を合わせた
状態で、ナット締付装置が該ソケットをねじ込み方向に
回転させて該ナットをボルトに螺合させ、所定の締付ト
ルクに達するまでナットを締め付け駆動する工程と、所
定の締付トルクに達した時、該ソケットの回転を停止
し、該ソケットを後退させる工程と、から構成される。

【０００６】ここで、ナット供給装置として、ナットと
ワッシャーの両方を一度にその供給ロッドに挿通させて
供給可能なものを使用すれば、その供給ロッドは、その
先端にナットと共にワッシャーを挿通させて供給し、ボ
ルトにワッシャーとナットを嵌めて締め付けることがで
きる。

【０００７】

【作用・効果】このナット自動締付方法では、先ず、ワ
ークに突設されたボルトに対し斜め方向から、先端にナ
ットを挿通し磁気吸着した供給ロッドを、ボルトの先端
にむけて前進させる。次に、ナットがボルトの先端近傍
に達した時、供給ロッドの磁力を遮断すると共に、ボル
トの軸方向前方に位置するナット締付装置のソケットの
空気噴出孔から、空気をナットに向けて吹き付ける。こ
れにより、ナットは供給ロッドの先端から離れ、ボルト
の先端部に押し付けられ、ナットの穴がボルトの先端部
に略嵌った状態となる。

【０００８】次に、ナット締付装置のソケットが空気を
噴出すると共に反ねじ込み方向に回転しながら前進し、
ソケットがナットに嵌りナットを反ねじ込み方向に数回
回転させてナットとソケットの軸線を合わせる。そし
て、その軸線を合わせた状態で、ナット締付装置がソケ
ットをねじ込み方向に回転させてナットをボルトに螺合
させ、所定の締付トルクに達するまでナットを締め付け
駆動する。そして、所定の締付トルクに達した時、ソケ
ットの回転を停止し、ソケットを後退させる。

【０００９】このように、ナット供給装置の供給ロッド
の前進により、ナットをボルトの先端位置に供給し、ボ
ルトの軸方向前方に位置するナット締付装置のソケット
の空気噴出孔から、空気をナットに向けて吹き付けなが
ら、ソケットをナットに向けて前進させるため、ガイド
部を持たない汎用のボルトでも、また、ボルトが水平横
向きの場合でも、ナットの穴をボルトの先端に確実に嵌
めることができる。さらに、ソケットがナットに嵌入し
たときナットを反ねじ込み方向に数回回転させてナット
とソケットの軸線を合わせるため、ナットを正確にボル
トに螺合させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１１】図１は本発明の締付方法を実施する装置の
構成を示している。１はナット締付装置であり、水平に
設置されたガイドレール２上に、回転駆動部３の支持部
３ａを移動可能に係合させ、回転駆動部３の前部には、
ナットに嵌合するソケット４が回転可能に取り付けられ
る。

【００１２】このナット締付装置１は、ワークＹに水平
横方向に取り付けられたボルトＢの中心軸上に、回転駆
動部３とソケット４を設け、それらを前進させてナット
Ｎにソケット４を嵌合させる。ガイドレール２の後方に
エアシリンダ８が設置され、そのピストンロッドが支持
部３ａに連結され、エアシリンダ８の駆動により回転駆
動部３がソケット４と共に軸方向に移動する。ソケット
４内には前方にむけて空気を噴出する空気噴出孔４ａが
設けられる。

【００１３】回転駆動部３は、モータ７と、モータ７の
回転軸に電磁クラッチ６を介して取り付けられた減速機
５とからなり、減速機５の出力軸にソケット４が連結さ
れる。また、回転駆動部３にはトルクセンサ（図示せ
ず）が設けられ、所定の締付トルクを検出した時、電磁
クラッチ６を切り離す。また、回転駆動部３内には、空
気噴出孔４ａに空気を送るための空気通路が設けられ、
そこに空気管９が接続される。

【００１４】ナット供給装置２０は、ボルトＢの斜め上
方に設置され、斜め上方からボルトＢの先端に向けて前
進させる供給ロッド２３を有し、その供給ロッド２３先
端の挿通部２３ａにナットＮとワッシャーＷを挿通さ
せ、ボルトＢの位置まで供給する構造である。

【００１５】このナット供給装置２０は、基本的には、
流体圧シリンダ２１の先端に固定された筒状のロッドホ
ルダー２２と、ロッドホルダー２２内に摺動可能に挿入
され流体圧シリンダ２１のピストンロッド２４の先端に
連結された供給ロッド２３と、ロッドホルダー２２の先
端のカバー筒２６内に取付けられた電磁コイル２５と、
カバー筒２６の先端に固定され内部にナットＮとワッシ
ャーＷの保持通路２７ａを設けたヘッドブロック２７
と、を備えて構成される。

【００１６】供給ロッド２３は、磁性体で形成され、電
磁コイル２５内を貫通して配設されると共に、電磁コイ
ル２５の励磁により磁化される。供給ヘッド２３の先端
部にはナットＮとワッシャーＷに串刺しのように挿通さ
れる挿通部２３ａが設けられる。

【００１７】カバー筒２６の先端に固定されたヘッドブ
ロック２７内には、供給ロッド２３が進入可能で、ナッ
トＮとワッシャーＷを保持する保持通路２７ａがロッド
２３の軸方向に沿って形成される。また、ヘッドブロッ
ク２７内には保持通路２７ａに向けて上方からナット用
の第一供給通路２７ｂとワッシャー用の第二供給通路２
７ｃが連通して形成される。ヘッドブロック２７の下側
に、ベースプレート１０が保持通路２７ａの底壁を形成
するように固定される。ヘッドブロック２７は、複数の
ブロック片に分けて形成し、内部に保持通路や供給通路
を形成した状態に組み付けることができる。

【００１８】ベースプレート１０における保持通路２７
ａの中間部には矩形孔が形成される。この矩形孔は、保
持通路２７ａ内に供給されたナットＮとワッシャーＷの
間を分ける位置に設けられ、その矩形孔には下方から仕
切り板１１が進入可能に配設される。仕切り板１１は、
ベースプレート１０の下側にブラケット１３を介して取
付けた流体圧シリンダ１２のピストンロッドの先端に固
定され、矩形孔内から保持通路２７ａ内に進入する。

【００１９】ヘッドブロック２７の前端にブラケット１
６が取付けられ、そこに扉１４が保持通路７ａの前端を
閉じるように設けられる。扉１４はその上部がブラケッ
ト１６に対し軸１５を介して上下に開閉可能軸支され、
閉鎖方向に付勢するばねが取付けられる。扉１４にはロ
ッド２３の挿通部２３ａを通す凹部が形成される。

【００２０】ヘッドブロック２７の上部には第一供給通
路２７ｂと第二供給通路２７ｃが開口し、第一供給通路
２７ｂにはシュート１８を介してナット用の供給ホース
３０が接続され、第二供給通路２７ｃにはシュート１９
を介してワッシャー用の供給ホース３１が接続される。
供給ホース３０は図示しないナット用の分離供給装置に
接続され、供給ホース３１は図示しないワッシャー用の
分離供給装置に接続される。

【００２１】次に、上記構成のナット供給装置２０とナ
ット締付装置１を使用して、ワークＹに突設された水平
横向きのボルトＢに、ナットＮを送って締めつける締付
方法を説明する。

【００２２】先ず、ナット用の分離供給装置からはナッ
トＮが分離・整列状態で供給ホースを送られ、シュート
１８を通してヘッドブロック２７内の第一供給通路２７
ｂに供給され、ワッシャー用の分離供給装置からはワッ
シャーＷが分離・整列状態で供給ホースを送られ、シュ
ート１９を通してヘッドブロック２７内の第二供給通路
２７ｃに供給される。そして、１個ののナットＮと１個
のワッシャーＷが保持通路２７ａ内に並行に並んで位置
する。

【００２３】この状態で、図示しないスイッチがオンさ
れると、ロッド用の流体圧シリンダ２１がピストンロッ
ド２４を押出し作動すると共に、仕切り板用の流体圧シ
リンダ１２がピストンロッドを引き戻し作動し、同時
に、電磁コイル２５に通電を行って励磁する。

【００２４】このとき、電磁コイル２５の励磁により供
給ロッド２３が磁化された状態で前進し、その先端の挿
通部２３ａが先ずナットＮを貫通して磁着し、仕切り板
１１が保持通路２７ａ外に引き出されているため、次
に、ワッシャーＷを貫通して磁着する。そして、供給ロ
ッド２３の前進力で前方の扉１４を開き、供給ロッド２
３は、その先端の挿通部２３ａにナットＮ及びワッシャ
ーＷを串刺しにして磁着した状態で斜め下方のワークＹ
のボルトＢの先端に向けて前進する。

【００２５】供給ロッド２３がその前進端、つまり挿通
部２３ａの先端がボルトＢの先端近傍に到達したとき、
流体圧シリンダ２１が停止し、電磁コイル２５の通電が
オフされて励磁が停止される。このとき、ほぼ同時にボ
ルトＢの前方に位置するナット締付装置のソケット４の
空気噴出孔４ａから、空気がボルトＢの先端に向けて噴
出し、この空気の噴出により、挿通部２３ａからワッシ
ャーＷとナットＮが離れて、ボルトＢの先端に嵌まり込
む。

【００２６】次に、流体圧シリンダ２１が引き戻し作動
して供給ヘッド２３が引き戻され、同時にナット締付装
置１のエアシリンダ８が押し出し作動し、回転駆動部３
がソケットを反ねじ込み方向に低速で回転させ、同時に
ソケット４の空気噴出孔４ａから空気を噴出しながら、
回転駆動部３及びソケット４が前進する。そして、ソケ
ット４がナットＮに嵌り、ナットＮを反ねじ込み方向に
数回回転させてナットＮとソケット４の軸線を合わせ
る。

【００２７】次に、その軸線を合わせた状態で、空気の
噴出が停止され、回転駆動部３がソケット４をねじ込み
方向に回転させてナットＮをボルトＢに螺合させ、所定
の締付トルクに達するまでナットＮを締め付け駆動す
る。そして、所定の締付トルクに達した時、回転駆動部
３はソケット４の回転を停止し、エアシリンダ８が引き
戻し作動してソケット４を後退させ、ナットの締付を終
了する。

【００２８】このように、ナット供給装置２０の供給ロ
ッド２３の前進により、ナットＮをボルトＢの先端位置
に供給し、ボルトＢの軸方向前方に位置するナット締付
装置１のソケット４の空気噴出孔４ａから、空気をナッ
トＮに向けて吹き付けながら、ソケット４をナットＮに
向けて前進させるため、ガイド部を持たない汎用のボル
トでも、また、ボルトＢが水平横向きの場合でも、ナッ
トＮの穴をボルトＢの先端に確実に嵌めることができ
る。さらに、ソケット４がナットに嵌入したときナット
を反ねじ込み方向に数回回転させてナットとソケットの
軸線を合わせるため、ナットを正確にボルトに螺合させ
ることができる。

【００２９】なお、上記実施例では、ナットとワッシャ
ーの両方を供給できるナット供給装置を用いてナットと
ワッシャーをボルトに嵌めたが、ナットのみをボルトに
嵌めて締めつけることもできる。また、上記では、水平
横向きのボルトに対しナットを嵌めて締め付けたが、図
６に示すように、ボルトＢが上向きに突設された場合で
も、ナット締付装置をボルトの真上に位置させ、ソケッ
ト４を昇降させれば、ナットＮ及びワッシャーＷを、上
記と同様に、ワーク上のボルト２５に嵌め込み締め付け
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施する装置の一実施例を示す正
面図である。

【図２】ナット供給装置の断面図である。

【図３】ボルトにナットを嵌める工程を示す部分断面図
である。

【図４】ボルトにナットを嵌める工程を示す部分断面図
である。

【図５】ナットを締め付ける工程を示す図１に対応した
正面図である。

【図６】他の実施例のボルトにナットを嵌める工程を示
す部分断面図である。

【符号の説明】

１−ナット締付装置 ３−回転駆動部 ４−ソケット ４ａ−空気噴出孔 ２０−ナット供給装置 ２３−供給ヘッド ２３ａ−挿通部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークに突設されたボルトに対し斜め方
   向から、先端にナットを挿通し磁気吸着した供給ロッド
   を、該ボルトの先端にむけて前進させる工程と、 該ナットが該ボルトの先端近傍に達した時、該供給ロッ
   ドの磁力を遮断すると共に、該ボルトの軸方向前方に位
   置するナット締付装置のソケットの空気噴出孔から、空
   気を該ナットに向けて吹き付ける工程と、 ナット締付装置のソケットが空気を噴出すると共に反ね
   じ込み方向に回転しながら前進し、該ソケットが該ナッ
   トに嵌り該ナットを反ねじ込み方向に数回回転させてナ
   ットとソケットの軸線を合わせる工程と、 該軸線を合わせた状態で、ナット締付装置が該ソケット
   をねじ込み方向に回転させて該ナットをボルトに螺合さ
   せ、所定の締付トルクに達するまでナットを締め付け駆
   動する工程と、 所定の締付トルクに達した時、該ソケットの回転を停止
   し、該ソケットを後退させる工程と、 を含むことを特徴とするナットの自動締付方法。
2. 【請求項２】 前記供給ロッドは、その先端にナットと
   共にワッシャーを挿通させて供給し、前記ボルトにワッ
   シャーとナットを嵌めて締め付けることを特徴とする請
   求項１記載のナットの自動締付方法。