JPH10249653A - ボルト挿入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、ワークから離れた地点よりボルトを
該ワークのボルト孔に対して確実に挿入させることがで
きるボルト挿入装置を提供する。 【解決手段】本発明は、予めワーク３のボルト挿通孔４
にガイドピン２１ｂを挿通させて、ワーク３を位置決
め、その後ワーク上方に在る仮置き台３２ａ，３２ｂ
で、ガイドピン２１ｂの挿通端と、供給されるボルト５
とを、両者を径方向から挟んで軸心同士が合致するよう
直列に位置決め、このボルト３の頭部を押え具４３で押
えて、ボルト両端を挟持したまま、開放する仮置き台３
２ａ，３２ｂを通じて、ボルト５を挟持したまま、ガイ
ドピン２１ｂを戻し、ガイドピン２１ｂに位置決めされ
ているボルト５をそのまま、ワーク３のボルト孔４に差
し込ませるようにすることにより、ワークから離れた地
点からの挿入が余儀なくされる状況で、確実、かつスム
ースにボルト５をボルト孔３を挿入させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワーク、例えばエ
ンジンのシリンダヘッドに、ボルトを組み込むボルト挿
入装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レシプロエンジンを組み立てる工場のラ
インでは、動弁機構が組み付いたシリンダヘッドを搬送
の途中で一旦、停止させ、この間においてシリンダヘッ
ドのヘッド固定用ボルト孔にヘッドボルトを挿入させ、
このボルトの挿入が終えると、シリンダブロックが供給
されるラインに合流させ、シリンダヘッド被せ装置で、
シリンダヘッドをシリンダブロックの頭部に被せて、ヘ
ッド固定工程に進ませている。

【０００３】こうしたラインで行われるシリンダヘッド
（ワークに相当）に対するヘッドボルトの挿入には、図
１３に示されるようにパーツフィーダａに整列したヘッ
ドボルトｂの頭部をチャック機構ｃ（ボルト供給機構）
でチャッキングして、このヘッドボルトｂ（以下、単に
ボルトという）をラインｄ上で位置決められているシリ
ンダヘッドｅの上方に送り、この位置から下方に待機し
ているシリンダヘッドｅのヘッド固定用ボルト孔ｆ（ボ
ルト挿通孔に相当、以下、単にボルト孔という）へ、ヘ
ッドボルトｂを導入させる方法が用いられている。な
お、図１３中、ｇはシリンダブロック、ｈは同シリンダ
ブロックｇを搬送するライン、ｉはシリンダヘッドｅを
シリンダブロックｇの頭部に被せるヘッド被せ装置を示
す。

【０００４】ところで、図１４に示されるようにシリン
ダヘッドｅは、シリンダヘッドｅの上面から退避した位
置にシリンダヘッド取付用のボルト孔ｆの入口があり、
またこの入口の周辺にはロッカーアーム、ロッカシャフ
トといった動弁機構ｋを構成する各種部品や点火プラグ
（図示しない）をガイドするためのガイドパイプ（図示
しない）が組み付けられているので、ボルトｆの挿入に
は制約が課せられる。

【０００５】すなわち、ボルトｂの先端部がボルト孔ｆ
へ到達する位置までチャック機構ｃを下降させて、ボル
トｂを保持しているチャック部ｊを開動作すると、チャ
ック部ｊがボルト孔ｆの入口周辺に在る動弁部品や点火
プラグのガイドパイプと干渉して、ボルトｂの挿入が容
易に行えない。

【０００６】そこで、この制約を回避するため、従来、
図１４（ａ）に示されるように動弁部品や点火プラグの
ガイドパイプと干渉しないようなシリンダヘッド上方の
位置で、チャック部ｊを開動作させることが行われてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このチャッ
ク部ｊが開閉できる位置は、ボルト先端がボルト孔ｆの
入口付近に達していないで、ボルトｆは開くチャック部
ｊから落下してボルト孔ｄの入口へ到達することとな
る。

【０００８】このため、ボルト孔ｄに対するボルトｂの
入り方にばらつきが生じ、例えば図１４（ｂ）に示され
るようにボルト全体が傾いた状態でボルト孔ｆに組み付
いたり、図示はしないがボルトｂがシリンダヘッドｅに
組み付かなかったりするなどの挿入不良が生じることが
あった。

【０００９】それ故、ボルト挿入工程の後、人手によ
り、挿入不良となったボルトｄを挿入し直すことが余儀
なくされ、この作業工数がエンジンの組み立てラインの
生産効率を低減させたり、多くの人手を費やす結果とな
っている。

【００１０】特にボルトに嵌まっているワッシャー（図
示しない）がボルトｂから抜けたようなときには、それ
を組み付け直すために時間を費やすだけでなく、かなり
面倒な作業が強いられる。

【００１１】そのため、チャック部ｊの開閉がワーク近
くで行えないような特異な位置，形状のワークに対し
て、良好にボルトｂの挿入が行える装置が要望されてい
る。本発明は上記事情に着目してなされたもので、その
目的とするところは、ワークから離れた地点からでも確
実にボルトを該ワークのボルト孔に対して挿入させるこ
とができるボルト挿入装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載したボルト挿入装置は、ワークのボル
ト挿通孔へボルトを誘導するためのガイドピンを挿通さ
せるピン挿通機構と、ボルト挿通孔と組み合うボルト
を、ボルト挿通孔を挿通したガイドピンの挿通端に、軸
心が合致するよう当接位置決めする位置決め機構と、位
置決めされたボルトをガイドピンと共に軸心方向両端か
ら挟持する押え部材と、挿通したガイドピンをガイドと
して、押え部材でボルトの両端を挟持しながらボルトを
ボルト挿通孔へ差込ませる差込み機構とを有して構成し
たことにある。

【００１３】この請求項１のボルト挿入装置によると、
ワークから離れた地点からボルトを搬送しワークのボル
ト挿通孔にボルトを挿入するときは、まず、例えばワー
クのボルト挿通孔にガイドピンを挿通し、つぎにこのガ
イドピンの挿通端に、仮置き台装置におかれたボルトを
位置決め機構で軸心同士が合致するように直列に並べ
る。

【００１４】ついで、この位置決めされたボルトを押え
部材とガイドピンの挿通端とで両端から挟持する。この
後、差込み機構で、ガイドピンを戻す（図１１で下方）
とともに押え部材を進ませ、下降するガイドピンをガイ
ドとして押え部材およびガイドピンとでボルトの両端を
挟持しながらワークに設けられたボルト挿通孔へボルト
を差し込む。

【００１５】このとき、ボルトとボルト挿通孔との両者
は、ガイドピンを介して、互いに位置決めされているか
ら、ボルトは先端からワークのボルト挿通孔へスムーズ
に差し込まれることになり、ワークから離れた地点から
でも、確実にワークのボルト挿通孔へ挿入される。

【００１６】この結果、ボルトを供給する機構とワーク
との制約で生じていたボルトの挿入不良の発生、さらに
は同挿入不良を是正するのに必要な作業を省くことがで
きるようになる。

【００１７】請求項２に記載のボルト挿入装置は、上記
目的に加え、一度に多くのボルトをワークのボルト挿通
孔に挿入させることを実現させるために、ワークに所定
の配置で設けられた複数のボルト挿通孔へボルトを誘導
するための複数のガイドピンを一度に挿通させるピン挿
通機構と、ボルト挿通孔と組み合うボルトを、各ボルト
挿通孔を挿通した各ガイドピンの挿通端に、軸心が合致
するよう当接位置決めする位置決め機構と、位置決めさ
れた各ボルトを各ガイドピンと共に軸心方向両端から一
度に挟持する押え部材と、挿通した各ガイドピンをガイ
ドとして、各押え部材で各ボルトの両端を挟持しながら
各ボルトを一度にボルト挿通孔へ差込ませる差込み機構
とを有して構成したことにある。

【００１８】請求項３に記載のボルト挿入装置は、上記
目的に加え、供給されるボルトの挿入ばらつきに関わら
ず同ボルトを最適にボルト挿通孔へ差し込ませるため
に、請求項１または請求項２に記載した位置決め機構
を、ガイドピンの導入される位置に設けられ一対のブロ
ックから構成される仮置き台と一対のブロックを互いに
接離可能にする接離機構とを有して構成され、一対のブ
ロックが、供給されるボルトを受ける凹面とこの凹面の
頂部に連通する位置決め用の通孔とを形成し、かつ凹面
および通孔が径方向に互いに接離するとともに、接離機
構が、一対のブロックを全閉位置、全開位置、さらには
その中間位置に可動させ、中間位置では、ボルトの軸部
が通孔の一方端から凹面をガイドとして通孔内に導入さ
れるとともに、通孔の他方端からガイドピンの挿通端が
通孔内に導入され、全閉位置では、ガイドピンの挿通端
とボルトの軸部とが、一対のブロックによる挟み付けに
より同軸となるように位置決められ、全開位置では、通
孔内を挟持されたボルトおよび押え部材が貫通するよう
にしたことにある。

【００１９】この請求項３のボルト挿入装置によると、
仮置き台を中間位置にしておき、ボルト供給機構から受
け取ったボルトの軸部とボルト挿通孔を挿通したガイド
ピンの挿通端とを通路の両側から導入させる。

【００２０】このとき、ボルト供給機構からボルトを受
け取る仮置き台の凹面は、略円錐状をなしているから、
たとえ通孔から位置ずれ（ばらつき）たままボルトを受
けても、ボルト先端は凹面でガイドされながら通孔へ導
かれるので、常に仮置き台の通孔内には所定の姿勢でボ
ルトが差し込まれる。

【００２１】ついで、仮置き台を全閉させ、直列に並ぶ
ガイドピンの挿通端とボルトの軸部とを、ブロックの通
孔内面による径方向からの挟み付けにより位置決める。
これにより、ワークのボルト挿通孔に位置決めされてい
るガイドピンに対して、ボルトが互いに軸心同士が合致
するように位置決められる。

【００２２】この後、押え部材が、ボルトのもう一方の
端部を押え、位置決められているボルトを両端から挟持
する。ついで、仮置き台が全開して、通孔内で挟持され
たボルトおよび押え部材が貫通するようになる。

【００２３】これにより、供給されるボルトの挿入ばら
つきに関わらず、同ボルトを最適にボルト挿通孔へ差し
込める。請求項４に記載のボルト挿入装置は、上記目的
に加え、各ボルト長の異なるボルトが混在していても、
複数のボルトを一度にワークのボルト挿通孔に挿入させ
ることを実現するために、請求項２または請求項３に記
載のガイドピンに、各ボルト長の差を許容する差動機構
を設けたことにある。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図１ないし図１２
に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。図１は、
レシプロエンジンの組立ラインの一部を示していて、図
中１は例えばコンベア装置から構成されたシリンダヘッ
ド用の搬送路である。

【００２５】この搬送路１は、動弁機構２、点火プラグ
のガイドパイプ（図示しない）の組み付けを終えたシリ
ンダヘッド３（本願のワークに相当）を搬送させる。な
お、シリンダヘッド３は例えば気筒が並ぶ方向を搬送方
向とほぼ平行にして搬送されるものである。

【００２６】この搬送路１の途中には、ヘッドボルト５
を挿入するための作業ステーションＡが設けられてい
る。なお、６は作業ステーションＡにシリンダヘッド３
を停止させるためのストッパー装置である。

【００２７】この作業ステーションＡの周囲には、本発
明の要部となるヘッドボルト挿入装置７（本願のボルト
挿入装置に相当）が設けられている。このヘッドボルト
挿入装置７は、ロボット装置８のアーム部先端に設けた
チャック機構８ａ（ボルト供給機構）によって搬送路１
から離れた地点に在るパーツフィーダ９からチャキング
され、作業ステーションＡへ運ばれてきたヘッドボルト
５を受け取り、これを作業ステーションＡに停止してい
るシリンダヘッド３に対向させ離れた地点から同シリン
ダヘッド３のヘッド固定用ボルト孔４に挿入させるもの
である。

【００２８】具体的には、ヘッドボルト挿入装置７は、
作業ステーションＡを挟んで下側に設置したピン挿通装
置１０、上側に設置した仮置き台装置３０（本願の位置
決め機構に相当）、さらに上側に設けた移動式のボルト
押え装置４０とを組み合わせて構成される。

【００２９】そして、これら各装置のうち、ピン挿通装
置１０の構造が図２に示され、仮置き台装置３０の構造
が図４に示され、ピン挿通機構４０の構造が図５に示さ
れている。

【００３０】詳しくは、ピン挿通装置１０はつぎのよう
になっている。すなわち、図１中１１は作業ステーショ
ンＡの周囲に設置されたヘッドボルト挿入装置の架台で
ある。

【００３１】この架台１１は、例えば作業ステーション
Ａを囲むように配置された複数の柱部材１２と、これら
柱部材１２に支持されて搬送路１の直下およびそれから
下側に離れた部位にそれぞれ設けられた２段の支持プレ
ート１３ａ，１３ｂとを有して構成されている。

【００３２】このうち下段に配置された支持プレート１
３ｂの下面中央には、搬送方向に並ぶ２つのエアーシリ
ンダ１４ａ，１４ｂが上向きに設置されている。そし
て、これらエアーシリンダ１４ａ，１４ｂの進退杆１５
ｂ（片側しか図示せず）が、支持プレート１３ｂを摺動
自在に貫通して上方へ延びている（図２に図示）。

【００３３】これら進退杆１５ｂの先端部には、後述す
るボルト長調整用の差動機構１６を収容したフレーム１
７がそれぞれ設けてある。なお、２つの在る差動機構１
６、フレーム１７は、区別するために搬送方向後側の機
構、フレームについては語尾に「ａ」を加えた番号を用
い、搬送方向前側の機構、フレームについては語尾に
「ｂ」を加えた番号を用いる。

【００３４】このうちフレーム１７ａは、例えば上下一
対の矩形のプレート１９ａ，１９ｂの相互間を複数本の
支柱１９ｃで連結して構成される。また同様にフレーム
１７ｂも上下一対の矩形のプレート２０ａ，２０ｂの相
互間を複数本の支柱２０ｃで連結して構成されている。
そして、各下側のプレート１９ｂ，２０ｂがそれぞれ先
の進退杆１５ａ，１５ｂに連結してある。

【００３５】また各フレーム１７ａ，１７ｂの上側のプ
レート１９ａ，２０ａからは、作業ステーションＡにシ
リンダヘッド３を位置決めたときのボルト孔位置と対応
した地点から、それぞれ長尺なガイドピン２１ａ，２１
ｂが突き出ている。

【００３６】具体的には、プレート２０ａからは３気筒
用のシリンダヘッド３に形成されているヘッド固定用ボ
ルト孔４の個数に応じた８本のガイドピン２１ｂが上方
へ突出し、プレート１９ａからは３気筒用のシリンダヘ
ッド３と４気筒用のシリンダヘッド３の差分の本数、例
えば２本のガイドピン２１ａが上方へ突き出ている。な
お、ガイドピン２１ａ，２１ｂは、いずれもヘッド固定
用ボルト孔４に内径に対応した外径をもつピン部材を用
いてある。

【００３７】そして、各ガイドピン２１ａ、２１ｂの先
端側は、上側の支持プレート１３ａ，１３ｂに設けたガ
イドブッシュ２１ｃを摺動自在に貫通し、作業ステーシ
ョンＡの直下で待機している。

【００３８】これにより、作業ステーションＡに３気筒
用のシリンダヘッド３が停止したときは、エアーシリン
ダ１４ｂを伸長側に作動させて、各ガイドピン２１ｂの
先端部をシリンダヘッド３の各ヘッド固定用ボルト孔４
を通し、上方に所定距離、突出させることにより、該３
気筒用のシリンダヘッド３を所定位置に位置決められる
ようにしてある。また作業ステーションＡに４気筒用の
シリンダヘッド３が停止したときは、２つのエアーシリ
ンダ１４ａ，１４ｂを同様に伸長側に作動させて、各ガ
イドピン２１ａ，２１ｂの先端部を各ヘッド固定用ボル
ト孔４を通し、上方に所定距離、突出させることによ
り、該４気筒用のシリンダヘッド３を所定位置に位置決
められるようにしてある。

【００３９】一方、図１に示されるように搬送路１を挟
む支持プレート１３ａの両側全体からは、搬送路上方に
向かって一対のフレーム板２２が突き出ている（片側の
一部分しか図示せず）。なお、これらフレーム板２２
は、例えば一対の略平行なプレートを用いてある。

【００４０】そして、これらプレートのうち、作業ステ
ーションＡを挟むプレート部分２２ａ間には、上記仮置
き台装置３０が設けてある。仮置き台装置３０は、図４
に示されるようにプレート部分２２ａ，２２ａ間に所定
の間隔で架設された複数本、例えば４本のガイドバー３
１と、これらガイドバー３１に摺動自在に嵌挿されて、
ヘッド固定用ボルト孔４が２列に並ぶ２つの地点に配置
された接離式の仮置き台３２ａ，３２ｂとを有してい
る。なお、ガイドバー３１の両端は、プレート部分２２
ａ，２２ａに固定された支持板３１ａで、支持プレート
１３ａ，１３ｂに支持させてある。

【００４１】仮置き台３２ａ，３２ｂは、いずれも全体
が搬送路１とは直角な方向に接離可能な帯形ブロック３
３ａ，３３ｂより構成されている。これら帯形ブロック
３３ａ，３３ｂの分離面のうち、各ヘッド固定用ボルト
孔４と対応する部位には、それぞれ上下方向に貫通する
ボルト位置決め孔３４が形成されている。

【００４２】各ボルト位置決め孔３４は、帯形ブロック
相互が密接するに伴い上側に形成される略円錐形の凹面
３４ａと、同じく下側に形成される凹面３４ａの頂部と
連通する位置決め用の通孔３４ｂとの組み合わせから構
成してある。なお、通孔３４ｂはいずれもガイドピン２
１ａ，２１ｂの外径と対応した内径を有している。

【００４３】こうした各仮置き台３２ａ，３２ｂが、２
列に並ぶボルト位置決め孔３４（シリンダヘッド３）の
列中心から同時に接離するよう、同じ向きの帯形ブロッ
ク同士を連結杆３５で連結してある。

【００４４】また外側に配置された帯形ブロック３３
ａ，３３ｂは、各支持板３１ａに設置した一対のエアー
シリンダ３６（接離機構に相当）から延びている進退杆
３６ａに連結され、これらエアーシリンダ３６の作動に
よって、対の帯形ブロック３３ａ，３３ｂを、全閉位
置、全開位置、さらにはその中間位置、具体的には全閉
位置から２mm程度開いた中間位置といった３モードで接
離させるようにしてある。

【００４５】そして、中間位置のとき、帯形ブロック３
３ａ，３３ｂに形成される円錐状の凹面３４ａにて、チ
ャック機構８ａで運ばれてきたヘッドボルト５を受け取
り、該円錐状の凹面３４ａをガイドとして、ヘッドボル
ト５の軸部５ｂを通孔３４ｂ内へ導けるようにしてい
る。と共にこの通孔３４ｂの下側からは、ヘッド固定用
ボルト孔４を挿通してきたガイドピン２１ａ，２１ｂの
挿通端を受け入れて、ヘッドボルト５とガイドピン２１
ａ，２１ｂとを直列に並ばせるようにしてある。

【００４６】また全閉位置の帯形ブロック３３ａ，３３
ｂにて、通孔３４ｂ内で直列に並んでいるガイドピン２
１ａ，２１ｂの挿通端とヘッドボルト５の軸部５ｂと
を、同時に帯形ブロック３３ａ，３３ｂの通孔内面で挟
み付けて、ガイドピン２１ａ，２１ｂとヘッドボルト５
との軸心を合致させるようにしてある。

【００４７】こうした仮置き台３２ａ，３２ｂの接離動
作により、ヘッド固定用ボルト孔４を挿通した各ガイド
ピン２１ａ，２１ｂの先端に対して、ヘッドボルト５を
直列に位置決められるようにしている。

【００４８】他方、図１に示されるようにフレーム板２
２の上端部には、同端部全体に渡り取着した一対のフラ
ンジ状の支持座２３を用いて、搬送路１の搬送方向に延
びる一対のガイドレール２４が据え付けてある。

【００４９】このガイドレール２４には、摺動ガイド２
５ａを介して、一対の台プレート２５が移動自在に設け
られている。そして、この台プレート２５を用いて、上
記ボルト押え装置４０が移動自在に据え付けてある。

【００５０】このボルト押え装置４０について説明すれ
ば、２６は台プレート２５，２５間に架設された上方向
へ突き出る逆凹形のカバーである。このカバー２６の上
部壁には、倒立状態でエアーシリンダ４１が据え付けて
あり、そのエアーシリンダ４１の進退杆４１ａがカバー
２６内へ摺動自在に突き出ている。

【００５１】この進退杆４１ａの先端部には、図５に示
されるようにカバー２６内の天井側に収容されたプレー
ト状のホルダー４２が取着されている。このホルダー４
２の各部、すなわち各ヘッド固定用ボルト孔４に対応す
る部位には、ボルト押え具４３（押え部材に相当）が下
向きに取り付けられている。

【００５２】このボルト押え具４３は、例えばホルダー
４２の下面から所定距離、突き出た細杆部４３ａと、こ
の細杆部４３ａの下端部に形成された、ヘッドボルト５
の頭部と嵌挿自在なボルト嵌挿部４３ｂとを組み合わせ
て構成される。なお、図５中、４３ｃはボルト嵌挿部４
３ｂをなすボルト頭部と挿脱自在な凹部を示す。

【００５３】そして、エアーシリンダ４１の作動によ
り、このボルト押え具４３を、仮置き台３２ａ，３２ｂ
より高い待機位置と、シリンダヘッド３の上面近くのボ
ルト差し込み位置との間の範囲内で所定に昇降させるよ
うにしてある。

【００５４】またカバー２６の搬送方向上流側の端部に
は、支持座２３，２３間に据え付けた横向きエアーシリ
ンダ４５の進退杆４５ａが連結されていて、エアーシリ
ンダ４５の伸長動作により、各ボルト押え具４３を、図
１中に示す作業ステーションＡから離れた待機位置か
ら、図７（ｃ）に示す作業ステーションＡ上、シリンダ
ヘッド３のボルト孔位置と合致する地点（位置決め位
置）まで移動させるようにしてある。

【００５５】これにより、仮置き台３２ａ，３２ｂでヘ
ッドボルト５とガイドピン２１ａ，２１ｂとの位置決め
を終えた後、仮置き台３２ａ，３２ｂの上方からボルト
押え具４３を下降させることにより、ボルト嵌挿部４３
ｂで仮置き台２１ａ，２１ｂから上方に突き出ているヘ
ッドボルト５の頭部を嵌挿させつつ下方へ押し付けるよ
うにしてある。

【００５６】この押し付けにより、位置決めされたヘッ
ドボルト５の両端をガイドピン２１ａ，２１ｂとボルト
嵌挿部４３ｂとにて挟持するようにしている。そして、
仮置き台３２ａ，３２ｂの全開動作と、エアーシリンダ
１４ａ，１４ｂとエアーシリンダ４１との協同によるボ
ルト下降動作とを行うことにより、ヘッドボルト５が両
端から挟持されたまま、ボルト押え具４３と一緒に、全
開している帯形ブロック３３ａ，３３ｂ間を通過して、
ヘッドボルト５をヘッドボルト５の先端からヘッド固定
用ボルト孔４内へ導けるようにしてある。

【００５７】こうした駆動装置の制御が、制御部４６
（例えばマイクロコンピュータより構成されるもの）に
設定され、ヘッドボルト５を位置決め挟持後、下方に戻
るガイドピン２１ａ，２１ｂをガイドとしてヘッドボル
ト５をヘッド固定用ボルト孔４に差し込ませる差し込み
装置４７を構成している。

【００５８】またこの制御部４６には、作業ステーショ
ンＡで一旦、停止したシリンダヘッド３の種類（３気筒
あるいは４気筒）に応じて機器を使い分けて、順次、仮
置き台３２ａ，３２ｂを中間位置で開にする工程、ガイ
ドピン２１ａ，２１ｂを挿通させる工程、ヘッドボルト
５を仮置き台３２ａ，３２ｂに受け渡す工程、仮置き台
３２ａ，３２ｂを全閉にする工程、ボルト押え具４３で
ヘッドボルト５を両端から挟持させる工程、仮置き台３
２ａ，３２ｂを全開にする工程、ヘッドボルト５をヘッ
ド固定用ボルト孔４へ差し込む工程を行わせる機能が設
定してある。

【００５９】他方、前述の差動機構１６ａ，１６ｂは、
ワーク機種の違いにより異なるボルト長が混在する複数
本のヘッドボルト５を取り扱うときに有効に機能する機
構である。

【００６０】これら差動機構１６ａ，１６ｂの構造が図
２および図３に示されている。差動機構１６ａ，１６ｂ
は、同様の構造が採用されているので、このうち３気筒
と４気筒との双方の位置決めをなすガイドピン２１ｂに
付いている差動機構１６ｂの構造についてだけを説明す
ることにする。

【００６１】差動機構１６ｂには、例えばシーソ式のリ
ンク機構でボルト長の差を許容する構造が用いられてい
る。具体的には、プレート２０ａの下面中央には、中央
部に支点部５０ａを有し、両端部に搬送方向に沿って均
等に延びるレバー部５０ｂを有したシーソ形のリンク５
０が据え付けてある。またプレート２０ａを摺動自在に
貫通している各ガイドピン２１ｂの端部は、搬送路１の
搬送方向と直角方向に並ぶ２つのガイドピン２１ｂを１
組として、中央に支点部５２ａを有するシーソ形のリン
ク５２の端部でそれぞれ支えてある。

【００６２】そして、各レバー部５０ｂの端部に形成さ
れているフォークエンド５０ｃと、搬送方向と直角な向
きで隣合う２つのリンク５２との３者が、シーソ形のリ
ンクを構成する略十字状のピン部材５３で回動自在に連
結され、差動機構１６ｂの全体を構成している。

【００６３】こうした３段のシーソ機構の階層的な組み
合わせにより、例えばガイドピン２１ｂのうちの１つの
ガイドピン２１ｂの突出量が、他のヘッドボルト５とは
異なるヘッドボルト５の使用によって変わったとする
と、その変位を、まず、ガイドピン間に在るリンク５２
の支点部５２ａを支点とした回動変位によって許容し、
これで許容しきれないと、つぎのリンク間に在るピン部
材５３の中間の支点部５３ａを支点とした回動変位によ
って許容し、さらにこれで許容しきれないと、ピン部材
間に在る５０の支点部５０ａを支点とした回動変位によ
って許容するようにしてある。

【００６４】なお、詳細には説明しないが、差動機構１
６ａにはガイドピン２１ａ，２１ａの端部相互を１段の
シーソ形のリンクで支える構造が採用され、同様にボル
ト長の差を許容できるようにしてある。

【００６５】但し、図１中、６０は搬送路１と合流する
ように設けられたシリンダブロック搬送用の搬送路、６
１は搬送路１と搬送路６０との合流部に設けられ、作業
ステーションＡにおいてヘッドボルト５の組み付けを終
えたシリンダヘッド３をシリンダブロック６２に被せる
ためのヘッド被せ装置を示す。

【００６６】つぎに、このように構成されたヘッドボル
ト挿入装置７の作用を、図６〜図１１に示されている各
工程に沿って説明する。例えば３気筒用のシリンダヘッ
ド３にヘッドボルト５を組み付けるとする。

【００６７】このときには、図１に示されるように搬送
路１から３気筒用のシリンダヘッド３が搬送される。つ
いで、制御部４６の指令により、ストッパー装置６が作
動し、図６（ａ）に示されるようにワークを停止させる
ためのストッパー部６ａが搬送路１から上方へ突き出
て、搬送されてくるシリンダヘッド３を作業ステーショ
ンＡの部位で停止させ、作業ステーションＡの直下で待
機しているガイドピン端に合致させ、ヘッド固定用ボル
ト孔４を位置決める。

【００６８】このとき、図６（ｂ）および図９（ａ）に
示されるように作業ステーションＡの上方に位置決めら
れている各仮置き台３２ａ，３２ｂは、若干、例えば隙
間δが２mm程度、開いている（中間開き）。

【００６９】ついで、停止信号の出力に伴い、制御部４
６は、ピン挿通装置１０のエアーシリンダ１４ｂを伸長
動作させ、８本のガイドピン２１ｂを一度に上昇させ
る。これにより、図６（ｃ）および図９（ｂ）に示され
るように各ガイドピン２１ｂは、ヘッド固定用ボルト孔
４を挿通して、シリンダヘッド３の上方へ突き出てく
る。

【００７０】ここで、動弁機構２や点火プラグのガイド
パイプなどと干渉しないシリンダヘッド３の上方の、各
ヘッド固定用ボルト孔４と対応する各地点には、中間開
きにしてある仮置き台３２ａ，３２ｂの各通孔３４ｂが
位置決めされているから、ヘッド固定用ボルト孔４を挿
通したガイドピン２１ｂの挿通端は、通孔３４ｂの下側
から挿入される。

【００７１】そして、この挿通端が、通孔３４ｂ内に若
干、挿通されると、エアーシリンダ１４ｂの作動が停止
する。この挿入終了信号が出力されると、制御部４６
は、ロボット装置８およびチャック機構８ａのチャック
部８ｂを作動させて、パーツフィーダ９からヘッドボル
ト５を所定の配列でチャックキングして取り出し、図７
（ａ）および図９（ｃ）に示されるように仮置き台３２
ａ，３２ｂの上面に形成された凹面直上に各ヘッドボル
ト５の軸端を位置決めた後、チャック機構８ａを開放動
作させる。

【００７２】そして、この動作を繰り返して、仮置き台
３２ａ，３２ｂの全ての凹面４３ａにヘッドボルト５を
受け渡す。なお、受け渡しを終えると、チャック機構８
ａは戻る。

【００７３】このとき、仮置き台３２ａ，３２ｂの上側
にはシリンダヘッド３の動弁部品など干渉する部分が無
いので、同仮置き台３２ａ，３２ｂに最も近い地点から
ヘッドボルト５の受け渡しを行える上、ヘッドボルト５
を受け取る凹面３４ａは略円錐形状をなしているから、
たとえ若干、通孔３４ｂとの間で位置ずれ（ばらつき）
が生じていたとしても、チャック機構８ａのチャック部
から落下したヘッドボルト５は、図９（ｃ）中の二点鎖
線で示されるように所定の姿勢を保ちつつ凹面３４ａで
ガイドされて通孔３４ｂへ導かれていく。

【００７４】これにより、ヘッドボルト５の軸部５ａ
は、図７（ｂ）および図１０（ａ）に示されるようにガ
イドピン端と突き当たるまで通孔３４ｂ内に導入されて
いく。すると、各通孔３４ｂ内には、所定の姿勢、すな
わち仮置き台３２ａ，３２ｂから頭部が上方へ突き出た
直立の姿勢で、ヘッドボルト５が差し込まれる。

【００７５】ヘッドボルト５の受け渡しを終えると、制
御部４６は、エアーシリンダ３６，３６を伸長動作させ
て、仮置き台３２ａ，３２ｂの隙間δを０、すなわち図
７（ｃ）および図１０（ｂ）に示されるように帯形ブロ
ック３３ａ，３３ｂ同士を密接させる（全閉）。

【００７６】ここで、ヘッドボルト５の外径はガイドピ
ン２１ｂの外径と対応した径寸法であり、通孔３４ｂの
内径はガイドピン２１ｂの外径と対応した径寸法である
から、通孔３４ｂ内で直列に並んでいるガイドピン２１
ｂの挿通端とヘッドボルト５の軸部５ａとは、通孔３４
ｂの内面による挟み付けにより、互い軸心同士が合致す
るように位置決められる。なお、図中Ａはこのときの軸
心を示す。

【００７７】これにより、ヘッド固定用ボルト孔４を位
置決めているガイドピン２１ｂに対して、ヘッドボルト
５が同軸になるよう位置決められる。仮置き台３２ａ，
３２ｂの全閉動作を終えると、制御部４６はエアーシリ
ンダ４５を伸長動作させて、図７（ｃ）および図１０
（ｃ）に示されるようにボルト押え具４３を仮置き台３
２ａ，３２ｂの直上へ移動させて、ボルト押え具４３を
各ガイドピン２１ｂの延長上に位置決める。

【００７８】これにより、ボルト押え具４３のボルト嵌
挿部４３ａは、仮置き台３２ａ，３２ｂの上側へ突き出
ているヘッドボルト５の頭部に位置決められていく。こ
の位置決めを終えると、制御部４６はエアーシリンダ４
１を所定量、伸長動作させ、図８（ａ）に示されるよう
にボルト嵌挿部４３ａをボルト頭部に嵌挿させながら押
圧していく。

【００７９】これにより、ヘッドボルト５は、通路３４
ｂ内でガイドピン２１ｂと位置決められたまま、ガイド
ピン２１ｂとボルト嵌挿部４３ａとによって両端（頭部
と軸端）が挟持される。

【００８０】このとき、ボルト長が異なる種類のヘッド
ボルト５も、他のヘッドボルト５と共にシリンダヘッド
３に組み込むことが行われても、差動機構１６により、
ボルト長の異なるヘッドボルトを含め、全てのヘッドボ
ルト５が適切に挟持される。

【００８１】すなわち、例えば図１０（ｃ）中の二点鎖
線のようにねじ長が短いヘッドボルト５ａを混在させ
て、他のヘッドボルト５と共に一度に組み込もうとする
ときを考える。

【００８２】このときには、ねじ長の短いヘッドボルト
５ａにボルト嵌挿部４３ａが突き当たる間、他のヘッド
ボルト５ａはボルト嵌挿部４３ａで押圧されて、下側へ
ずれる。

【００８３】すると、ねじ長の差がヘッド３段の階層的
なリンク５０，５２，５３に入力され、リンク変位によ
り該差が各ガイドピン２１ｂに均等に分散されていく。
これにより、ねじ長の短いヘッドボルト５ａと組み合う
ガイドピン２１ｂは通孔３４ｂ内で上昇側にずれ、他の
ヘッドボルト５と組み合うガイドピン２１ｂは通孔３４
ｂ内で下降側にずれるという挙動が起きて、全て同一な
ボルト長のヘッドボルト５のときと同様、均等な挟持力
で挟持させることになる。

【００８４】こうしたヘッドボルト５（５ａ）の挟持を
終えると、制御部４６はエアーシリンダ３６，３６を収
縮側に作動させて、図８（ｂ）および図１１（ａ）に示
されるように仮置き台３２ａ，３２ｂを全開位置、すな
わち帯形ブロック３３ａ，３３ｂ間を大きく離間させ
て、ヘッドボルト５およびボルト押え具４３を通すのに
必要な通路を確保する。

【００８５】ついで、制御部４６は、エアーシリンダ１
４ｂを収縮動作させると同時にエアーシリンダ４１を伸
長動作させて、図８（ｃ）および図１１（ｂ）に示され
るようにガイドピン２１ｂを下方に戻すとともにボルト
押え具４３を進ませ、戻るガイドピン２１ｂをガイドと
してヘッドボルト５（５ａ）の両端を挟持しながら、シ
リンダヘッド３のヘッド固定用ボルト孔４へヘッドボル
ト５（５ａ）を差し込む。

【００８６】このとき、ヘッドボルト５（５ａ）とヘッ
ド固定用ボルト孔４との両者は、ガイドピン２１ｂを介
して、互いに位置決めされているから、ヘッドボルト５
は先端からヘッド固定用ボルト孔４へスムースに差込ま
れる。なお、ヘッドボルト５（５ａ）を差し込んだ後、
図１１（ｃ）に示されるようにボルト押え具４３および
ガイドピン２１ｂは、元の位置に戻る。

【００８７】これにより、シリンダヘッド３のボルト挿
入部が特異な位置，形状であっても、すなわちヘッド固
定用ボルト孔４の入口がシリンダヘッド３の上面から退
避した位置にあり、この入口の周辺にロッカーアーム、
ロッカシャフトといった動弁機構２を構成する各種部品
や点火プラグをガイドするガイドパイプが組み込まれる
ことが要因となって、シリンダヘッド３（ワーク）から
離れた地点からボルト挿入が余儀なくされても、確実に
同地点からシリンダ３のヘッド固定用ボルト孔４へヘッ
ドボルト５（５ａ）を挿入することができる。

【００８８】この結果、ボルト供給装置とワークとの制
約が原因で生じていたヘッドボルト５（５ａ）の挿入不
良の発生、さらには同挿入不良を是正する作業をなくす
ことができる。特に複数本のガイドピン２１ｂの挿通端
にヘッドボルト５（５ａ）を一度に位置決めるようにし
たので、一度で多くのヘッドボルト５（５ａ）をシリン
ダヘッド３のヘッド固定用ボルト孔４に挿入させる作業
が実現でき、効率的である。

【００８９】しかも、円錐形の凹面４３ａと位置決め用
の通孔４３ｂを有する接離形の仮置き台３２ａ，３２ｂ
を採用して、チャック機構８ａから位置ずれしたままの
ヘッドボルト５（５ａ）を受けても、凹面４３ａによる
傾斜面で位置ずれを補正して通孔４３ｂへボルト先端に
導くようにしたので、チャック機構８ａから供給される
ヘッドボルト５（５ａ）の挿入ばらつきに関わらず、常
に最適にヘッドボルト５（５ａ）をヘッド固定用ボルト
孔４へ差し込むことができる。

【００９０】そのうえ、ガイドピン２１ｂに差動機構１
６を設けて、ボルト長の差を許容できる構造にしたの
で、たとえエンジン機種の違いになどによりボルト長
（ねじ長）の異なるヘッドボルト５ａが混在することが
あっても、同一のヘッドボルト５を採用したときと変わ
らず、一度の作業で複数本のヘッドボルト５（５ａ）を
シリンダヘッド３のヘッド固定用ボルト孔４に差し込む
ことができる。

【００９１】むろん、４気筒用のシリンダヘッド３にヘ
ッドボルト５（５ａ）を挿入する場合でも、エアーシリ
ンダ１４ａの昇降動作（エアーシリンダ１４ｂと同期）
によるガイドピン２１ａの昇降が加わるだけで他の工程
は同じであるので、同様な効果をもたらすことはいうま
でもない。

【００９２】なお、ヘッドボルト５（５ａ）の組み込み
を終えたシリンダヘッド３は、図１に示される矢印のよ
うに再び搬送路１で搬送されてライン合流部に導かれ、
該合流部に在るヘッド被せ装置６１で、シリンダブロッ
ク搬送用の搬送路６０から送られてくるシリンダブロッ
ク６２の頭部に被せられる（エンジン本体の組立）。

【００９３】図１２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の
実施形態を示す。本実施形態は、第１の実施形態のよう
に始めに仮置き台３２ａ，３２ｂにヘッドボルト誘導用
のガイドピン２１ｂを挿入させた後、ヘッドボルト５を
挿入させて、双方の位置決めを行うのではなく、図１２
（ａ）に示すシリンダヘッド３の直上に在る中間開きの
仮置き台３２ａ，３２ｂに対し、図１２（ｂ），（ｃ）
に示されるようにヘッドボルト５を通孔４３ｂ内に挿入
させた後で、ガイドピン２１ｂを反対側から挿入させ
て、図１０（ａ）に示されるように帯形ブロック３３の
通孔３４ｂ内にヘッドボルト５とガイドピン２１ｂとを
直列に並べるようにしたものである。

【００９４】このようにすると、チャック機構８ａから
仮置き台３２ａ，３２ｂに受け渡されるヘッドボルト５
は、そのほとんどが仮置き台３２ａ，３２ｂの通孔３４
ｂ内に収容され、上方に突き出る量が低減するから、た
とえ第１の実施形態においてボルト頭部がチャック機構
８ａのボルト受け渡し位置と交錯するような長いボルト
長のヘッドボルト５を使用することがあっても、ヘッド
ボルト５がチャック機構８ａのチャック部８ｂと干渉す
るおそれはなくなり、ボルト長に関わらず、同じ仮置き
台３２ａ，３２ｂを用いて、ヘッドボルト５とガイドピ
ン２１ｂと直列に位置決めることができるという効果を
もたらす。

【００９５】但し、図１２（ａ）〜（ｃ）において、上
述した第１の実施形態を同じ部分には同一符号を付して
その説明を省略した。なお、本発明を、シリンダヘッド
にヘッドボルトを挿入するボルト挿入装置に適用した
が、これに限らず、他のワークにボルトを挿入するボル
ト挿入装置に適用してもよく、要はワークから離れた地
点から、同ワークに形成されたボルト挿通孔にボルトを
挿入することが求められるボルト挿入装置であれば適用
してよい。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明によれば、ワークから離れた地点から、確実にボルト
を該ワークのボルト孔に対して挿入させることができ
る。この結果、ボルトを供給する供給装置とワークとの
制約で生じていたボルトの挿入不良の発生、さらには同
挿入不良によるライントラブルを是正するのに必要な作
業をなくすことができる。

【００９７】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の発明の効果に加え、一度に多くのボルトをワークのボ
ルト挿通孔に挿入させることができ、作業効率を向上さ
せることができるといった効果を奏する。

【００９８】請求項３に記載の発明によれば、請求項
１、請求項２の発明の効果に加え、供給されるボルトの
挿入ばらつきに関わらず同ボルトを最適にボルト挿通孔
へ差し込ませることができるといった効果を奏する。

【００９９】請求項４に記載の発明によれば、請求項
２、請求項３の発明の効果に加え、ワークへの挿入ボル
トにボルト長の異なるボルトが混在していても、複数の
ボルトを一度の作業でワークのボルト挿通孔に挿入させ
ることができるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態のボルト挿入装置を、
シリンダブロックにシリンダヘッドを被せるエンジンの
組立ラインの一部と共に示す斜視図。

【図２】同ボルト挿入装置を構成するピン挿入装置、長
さの異なるボルト長を調整する差動機構の構造を説明す
るための斜視図。

【図３】同差動装置の各部の構造を説明するための分解
斜視図。

【図４】ボルト挿入装置を構成する仮置き台装置の構造
を、開閉状態と共に説明するための斜視図。

【図５】ボルト挿入装置を構成するボルト押え装置の構
造を、全体がスライドした状態およびボルト押え具が下
降した状態と共に説明するための斜視図。

【図６】作業ステーションにシリンダヘッドを位置決
め、その後の、ボルト誘導用のガイドピンを同シリンダ
ヘッドのボルト孔を通じてそのヘッド上方に在る仮置き
台の通孔に差し込むまでの工程を説明するための図。

【図７】同仮置き台にボルトを受け渡して、該仮置き台
の内部でボルトをガイドピンとを直列に位置決めるまで
の工程を説明するための図。

【図８】同位置決めたボルトの両端をガイドピンとボル
ト押え具とで挟持して、同挟持状態を保ったまま、シリ
ンダヘッドのボルト孔へ差し込ませるまでの工程を説明
するための図。

【図９】ガイドピンを同シリンダヘッドのボルト孔を通
じてそのヘッド上方に在る仮置き台の通孔に差し込むま
での工程を部品内部から説明するための断面図。

【図１０】同仮置き台の内部で、ボルトとガイドピンと
を直列に位置決めるまでの工程を部品内部から説明する
ための断面図。

【図１１】同位置決めたボルトの両端をガイドピンとボ
ルト押え具とで挟持して、同挟持状態を保ったまま、シ
リンダヘッドのボルト孔へ差し込ませるまでの工程を部
品内部から説明するための断面図。

【図１２】本発明の第２の実施形態の要部となる、異な
る手順でガイドピンとボルトとを位置決めるまでの工程
を説明するための図。

【図１３】従来、シリンダヘッドのボルト孔にボルトを
挿入するボルト挿入装置を説明するための斜視図。

【図１４】同ボルト挿入装置でボルトが挿入されるとき
に生じる挿入不良を説明するための断面図。

【符号の説明】

２…動弁機構 ３…シリンダヘッド（ワーク） ４…ヘッド固定用ボルト孔（ボルト孔） ５…ヘッドボルト（ボルト） ６…ストッパー装置 ７…ヘッドボルト挿入装置（ボルト挿入装置） ８ａ…チャック機構（ボルト供給機構） ９…パーツフィーダ １０…ピン挿通装置（ピン挿通機構） １６…差動機構 ２１ａ，２１ｂ…ガイドピン ３０…仮置き台装置（位置決め機構） ３２ａ，３２ｂ…接離式の仮置き台 ３３ａ，３３ｂ…帯形ブロック ３４ａ…略円錐形の凹面 ３４ｂ…位置決め用の通孔 ３６…エアーシリンダ（接離機構） ４０…移動式のボルト押え装置（ボルト押え機構） ４３…ボルト押え具（押え部材） ４７…差し込み装置 ５０，５１…リンク ５３…十字状のピン部材 Ａ…作業ステーション。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークに設けられたボルト挿通孔へボル
   トを誘導するためのガイドピンを挿通させるピン挿通機
   構と、 前記ボルト挿通孔と組み合うボルトを、前記ボルト挿通
   孔を挿通したガイドピンの挿通端に、軸心が合致するよ
   うに当接位置決めする位置決め機構と、 前記位置決めされたボルトを前記ガイドピンと共に軸心
   方向両端から挟持する押え部材と、 前記挿通したガイドピンをガイドとして、前記押え部材
   で前記ボルトの両端を挟持しながら前記ボルトを前記ボ
   ルト挿通孔へ差込ませる差込み機構と、 を具備したことを特徴とするボルト挿入装置。
2. 【請求項２】 ワークに所定の配置で設けられた複数の
   ボルト挿通孔へボルトを誘導するための複数のガイドピ
   ンを一度に挿通させるピン挿通機構と、 前記ボルト挿通孔と組み合うボルトを、前記各ボルト挿
   通孔を挿通した各ガイドピンの挿通端に、軸心が合致す
   るように当接位置決めする位置決め機構と、 前記位置決めされた各ボルトを前記各ガイドピンと共に
   軸心方向両端から一度に挟持する押え部材と、 前記挿通した各ガイドピンをガイドとして、前記各押え
   部材で前記各ボルトの両端を挟持しながら前記各ボルト
   を一度に前記各ボルト挿通孔へ差込ませる差込み機構
   と、 を具備したことを特徴とするボルト挿入装置。
3. 【請求項３】 前記位置決め機構は、 前記ガイドピンの挿通端が導入される位置に設けられ一
   対のブロックから構成される仮置き台と前記一対のブロ
   ックを互いに接離可能にする接離機構とを有して構成さ
   れ、 前記一対のブロックが、供給されるボルトを受ける凹面
   とこの凹面の頂部に連通する位置決め用の通孔とを形成
   し、かつ前記凹面および前記通孔が径方向に互いに接離
   するとともに、 前記接離機構が、前記一対のブロックを全閉位置、中間
   位置、さらに全開位置に可動させ、 前記中間位置では、前記ボルトの軸部が前記通孔の一端
   から前記凹面をガイドとして前記通孔内に導入されると
   ともに、前記通孔の他端から前記ガイドピンの挿通端が
   前記通孔内に導入され、 前記全閉位置では、前記ガイドピンの挿通端と前記ボル
   トの軸部とが、前記一対のブロックによる挟み付けによ
   り、同軸となるように位置決められ、 前記全開位置では、前記通孔内を前記挟持されたボルト
   および前記押え部材が貫通することを特徴とする請求項
   １または請求項２に記載のボルト挿入装置。
4. 【請求項４】 前記ガイドピンには、各ボルト長の差を
   許容する差動機構が設けられていることを特徴とする請
   求項２または請求項３に記載のボルト挿入装置。