JPH0635090B2 - ワッシャ・ナットの供給締付装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はたとえばエンジンの組立時におけるワッシャ
・ナットの供給締付装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

エンジンの組立ラインにおいて、第１図に示すように、
ボデー１に貫挿されたボルト２にギヤ３を固定する場合
には、ボルト２にギヤ３を嵌合してキー４によって係合
させる。つぎに、ボルト２に舌付ワッシャ５を嵌合し、
その舌部６をギヤ３の係止穴７に係止して回り止めす
る。さらに、上記ボルト２にナット８を螺合し、これを
締付けることにより舌付ワッシャ５を介してギヤ３をボ
デー１に固定している。

しかしながら、ボルト２はボデー１に対して回転自在で
あるため、このボルト２に嵌合されたギヤ３もボルト２
と一体に回転自在である。したがって、ボルト２にナッ
ト８を螺合して締付ける際にボルト２とギヤ３とが一体
に回転してしまうためボルト２を回転不能にロックした
状態でナット８を締付ける必要がある。しかも、これら
の作業は従来は手作業で行なわれているため、作業能率
が悪く、また、ナット８の締付強度が弱く弛緩すること
があるという欠点がある。

〔発明の目的〕

この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、ギヤを嵌合したボルトに対して舌付
ワッシャの供給およびナットの締付けを自動的に行なう
ことができ、しかも、ギヤおよびボルトを回り止めして
アームにかかる力が極めて小さい状態で強固に締付ける
ことができるワッシャ・ナットの供給締付装置を提供し
ようとするものである。

〔発明の概要〕

この発明はロボットのアームに設けたヘッドにワッシャ
供給機構およびナット供給締付機構を設け、ワッシャ供
給機構によって舌付ワッシャをボルトに嵌合するととも
にその舌部をギヤの係止穴に係止し、上記ナット供給締
付機構によって上記ギヤおよびボルトを回り止めした状
態でナットをボルトに締付けるようにしたことにある。

〔発明の実施例〕

以下、この発明を図面に示す一実施例にもとづいて説明
する。第２図中１１はロボットで、１２はアームであ
る。アーム１２の先端部にはヘッド１３が設けられてい
る。このヘッド１３は回動部１３ａと昇降部１３ｂとか
らなっていて、回動部１３ａはアーム１２に対して駆動
機構１４によって回動可能であるとともに昇降部１３ｂ
はサーボモータ１５によって上下動可能に構成されてい
る。そして、このヘッド１３には後述するワッシャ供給
機構１６、ナット供給締付機構１７およびねじロック剤
塗布機構１８が設けられている。

つぎに、上記ワッシャ供給機構１６について第３図にも
とづき説明する。１９は上記ヘッド１３の昇降部１３ｂ
に垂直に取付けられたシリンダで、このシリンダ１９に
はピストンロッド２０が設けられている。このピストン
ロッド２０の先端にはブラケット２１が取付けられ、こ
のブラケット２１にはベアリング２２を介して主軸２３
の上端部が回転自在に固定されている。そして、この主
軸２３は上記ピストンロッド２０と平行に垂下し、その
中途部はヘッド１３の貫通孔２４を貫通して下方へ突出
している。さらに、上記主軸２３の中途部にはスプライ
ンで嵌合したスリーブ２５，２５が嵌着されており、こ
れらスリーブ２５，２５は上記ヘッド１３の貫通孔２４
に設けた軸受２６，２６に回転自在に軸支されている。
また、上記一方のスリーブ２５のフランジ部２７には取
付ねじ２８によってプーリ２９が一体に取付けられてい
る。そして、このプーリ２９はベルト３０を介して正逆
回転可能な駆動モータ３１のプーリ３２に連動してお
り、この駆動モータ３１によって主軸２３が正逆回転す
るようになっている。また、主軸２３の芯部にはエヤー
通路３３が軸方向に亘って穿設されており、この上端部
は回転ジョイント３４を介してエヤー供給源（図示せ
ず）に連通しているとともに下端部は主軸２３に着脱可
能に取付けられるチャック３５に連通している。

このチャック３５は第４図ないし第６図に示すように、
主軸２３の下端部に嵌着される接続筒３６を有してお
り、この下端部の固定台３７には径の異なるシリンダ３
７ａ，３７ｂが同心的にかつ隣接して設けられている。
そして、これらシリンダ３７ａ，３７ｂにはピストン38
a,３８ｂが往復運動自在に設けられ、上記接続筒３６の
エヤー供給口３９から供給されるエヤー圧によって左右
方向へ押し拡げられるようになっている。また、上記ピ
ストン３８ａ，３８ｂの外端部にはそれぞれチャック爪
４０ａ，40ｂの上端部が取付ねじ４１，４１によって固
定されており、これらは上記固定台３７に設けたガイド
ピン４２，４２によって左右方向に往復運動自在に構成
されている。また、上記チャック爪４０ａ，４０ｂの両
側部には外方に突出する一対のばね受けピン４３ａ，４
３ｂが突設され、これらばね受けピン４３ａ，４３ｂ間
には復帰ばね４３，４３が張設されている。そして、こ
れらチャック爪４０ａ，４０ｂは復帰ばね４３，４３に
よって常に開く方向すなわちピストン３８ａ，３８ｂが
接近する方向に付勢されているとともに、そのチャック
爪４０ａ，４０ｂの下端には舌付ワッシャ５をチャッキ
ングする爪部44ａ，４４ｂが設けられている。さらに、
チャッ爪４０ａと４０ｂとの間には上記固定台３７に対
して回転自在に軸支したピニオン４４が設けられ、この
ピニオン４４に対向するチャック爪４０ａ，４０ｂの内
面にはピニオン４４と噛合するラック４５ａ，４５ｂが
刻設されている。そして、チャック爪４０ａ，４０ｂの
いずれか一方の往復運動がラック４５ａ，４５ｂとピニ
オン４４との機械的連動によって他方に伝達され、チャ
ック爪４０ａ，４０ｂが同期して往復運動するようにな
っている。

また、上記ナット供給締付機構１７は第７図および第８
図に示すように構成されている。すなわち、５０はヘッ
ド１３にＺ軸方向にスライド自在に設けたＺテーブル
で、このＺテーブル５０には昇降台５１が一体に設けら
れている。この昇降台５１はヘッド１３に取付けられた
エヤシリンダ５２によって昇降するようになっており、
この昇降台５１の上面にはナットランナ５３の駆動部５
４が固定されている。この駆動部５４の回転軸５５には
継手部材５６を介してスプライン軸受５７が設けられ、
このスプライン軸受５７にはスプライン軸５８が上下方
向スライド自在に挿入されている。そして、このスプラ
イン軸５８はその上端部と継手部材５６との間に介在さ
れたコイルスプリング５９によって常に下方へ付勢され
ており、この下端部にはソケット６０が一体に連結され
ている。したがって、上記回転軸５５の回転は継手部材
５６を介してスプライン軸受５７に伝達し、さらにスプ
ライン軸５８を介してソケット６０に伝達するようにな
っている。また、ソケット６０内には空洞部６１が設け
られ、この下端部にはナット８と係合するナット係合穴
６２が設けられている。さらに、このナット係合穴６２
の奥部には空洞部６１内でスライド自在なスライダ６３
に取付けられたナット吸着用のマグネット６４が設けら
れ、このスライダ６３はスプリング６５によって常に下
方へ付勢されている。

さらに、上記スプライン軸受５７の外周にはベアリング
を介して回転筒６６が嵌合されている。そして、この回
転筒６６の下端部には中空軸６７の上端部が上下動自在
に挿入されている。この中空軸６７はコイルスプリング
６８によって常に下方へ付勢されているとともに、回転
筒６６の下端に設けたストッパ６９によってその突出長
が規制されている。また、中空軸６７は上記ソケット６
０の外側に嵌合しており、その下端部にはギヤ３と噛合
する円筒状の回り止め部７０が取付ねじによって交換可
能に取付けられている。

一方、上記回転筒６６はベアリング７１を介して支持筒
７２に支持されており、この支持筒７２は上記昇降台５
１に固定された固定板７３に取付けられている。そし
て、この固定板７３には正逆回転可能な回転アクチュエ
ータからなる駆動モータ７４が取付けられ、この回転軸
74ａには駆動ギヤ７５が嵌着されている。この駆動ギヤ
７５は上記回転筒６６に嵌着された従動ギヤ７６に噛合
されており、回転筒６６を正逆回転させるようになって
いる。さらに、上記固定板７３にはストッパ片７７が一
体に突設され、これは回転筒６６の外周に設けた切欠部
７８内に突出している。この切欠部７８はストッパ片７
７に当接して回転角を規制する衝止部材７９，７９によ
って切欠幅が設定されており、また、回転筒６６にはフ
ォトセンサ８０，８０に対向する回転角検出板８１が取
着されている。なお、８２は中空軸６７に設けた透孔
で、８３は近接スイッチであり、回り止め部７０がギヤ
３に噛合してコイルスプリング６８の復元力によって落
ち込んだときを検出するようになっている。

また、上記ねじロック剤塗布機構１８は第３図および第
９図に示すように構成されている。すなわち、８５はヘ
ッド１３に立設された取付板で、この取付板８５の上端
部にはヒンジ部８６を介してエヤーシリンダ８７の上端
部が回動自在に枢着されている。そして、このエヤーシ
リンダ８７のピストンロッド８８にはほぼＬ字状のブラ
ケット８９が回動自在に枢着され、このブラケット８９
にはねじロック剤塗布ノズル９０が取付けられている。
さらに、ブラケット８９の折曲部には枢支ピン９１が設
けられ、この枢支ピン９１は上記取付板８５のガイド部
９２にスライド自在なスライダ９３に回動自在に枢着さ
れている。そして、上記エヤシリンダ８７によってブラ
ケット８９を回動しながら下降させることによりねじロ
ック剤塗布ノズル９０をボルト２に導びき、ボルト２に
ねじロック剤を塗布するようになっている。

つぎに、上述のように構成されたワッシャ・ナット供給
締付装置の作用について説明する。第１図に示すよう
に、ボデー１に貫挿されたボルト２にギヤ３を嵌合する
とともにキー４によって結合する。この状態で、上記ボ
ルト２に舌付ワッシャ５を供給する場合にはアーム１２
を回動させてワッシャ供給機構１６をボルト２に対向さ
せる。この場合、チャック３５にはエヤー通路３３から
供給されるエヤー圧によってピストン３８ａ，３８ｂが
左右方向に押し拡げられている。したがって、チャック
爪４０ａ，４０ｂはピニオン４４と噛合するラック４５
ａ，４５ｂが互いに交叉方向へスライドしてその爪部４
４ａ，４４ｂ間に舌付ワッシャ５がチャッキングされて
いる。そこで、シリンダ１９によってピストンロッド２
０を下降すると、主軸２３は下降し、その下端部のチャ
ック３５にチャッキングされた舌付ワッシャ５はボルト
２に嵌合される。舌付ワッシャ５がボルト２に嵌合し、
その下面がギヤ３の上面に接触すると駆動モータ３１が
駆動する。したがって、プーリ３２が正逆回転し、ベル
ト３０を介してプーリ２９に伝達するため主軸２３およ
びチャック３５が正逆回転する。このため、チャック３
５にチャッキングされた舌片ワッシャ５がギヤ３上を摺
動し、その舌部６がギヤ３の係止穴７に対向すると舌片
６が係止穴７に係止してギヤ３と結合する。ボルト２に
対する舌付ワッシャ５の供給が完了すると、シリンダ３
７ａ，３７ｂに供給されていたエヤーは停止し、ピスト
ン３８ａ，３８ｂは復帰ばね４３，４３によって引き寄
せられ、チャック爪４０ａ，４０ｂは交叉する方向にス
ライドしてその爪部４４ａ，４４ｂが開放する。したが
って、舌付ワッシャ５は爪部４４ａ，４４ｂから外れ、
チャック３５は主軸２３とともに上昇する。つぎに、ね
じロック剤塗布機構１８のエヤーシリンダ８７が作動
し、ピストンロッド８８が下降すると、ブラケット８９
は下降し下端部で回動する。そして、ねじロック剤塗布
ノズル９０が上記ボルト２に近接したところでねじロッ
ク剤塗布ノズル９０からねじロック剤を注出すると、ね
じロック剤はボルト２に塗布される。ねじロック剤の塗
布が完了すると、エヤーシリンダ８７によってねじロッ
ク剤塗布ノズル９０は上昇する。つぎに、アーム１２を
回動させてナット供給締付機構１７をボルト２に対向さ
せる。この場合、ナットランナ５３のソケット６０には
予めナット８が係合され、このナット８はマグネット６
４によって磁気吸着されており、このソケット６０の外
側には回り止め部７０が嵌合している。この状態で、エ
ヤーシリンダ５２によって昇降台５１が下降すると、ソ
ケット６０内のナット８はボルト２の先端に当接する。
そしてさらに昇降台５１が下降すると、ソケット６０及
びスプライン軸５８はともにスプリング５９の復元力に
よって没入するため回り止め部７０がギヤ３に当接す
る。この場合、回り止め部７０はギヤ３と噛合できるよ
うに内歯が形成されているが、位相ずれによって未噛合
のまま上面に当接している。そこで、駆動モータ７４が
駆動し、駆動ギヤ７５が正逆回転すると、その回転力は
従動ギヤ７６を介して回転筒６６に伝達する。したがっ
て、回転筒６６と係合している中空軸６７を介して回り
止め部７０が正逆回転し、ギヤ３と位相が一致すると、
コイルスプリング６８の復元力によって落ち込む。すな
わち、ギヤ３に回り止め部７０が係合し、透孔８２が近
接スイッチ８３と非対向になると、駆動モータ７４が停
止する。また、このとき、回転筒６６の切欠部７８内に
突出しているストッパ片７７は衝止部材７９，７９に対
向しているため、回転筒６６の回転角は規制され、中空
軸６７も一定回転角以上は回転しない。そこで、ナット
ランナ５３を駆動すると、回転軸５５は回転し、スプラ
イン軸５８を介してソケット６０が回転する。したがっ
て、ソケット６０内のナット８はボルト２にねじ込ま
れ、ギヤ３は舌付ワッシャ５を介してナット８によって
締付固定される。このとき、ギヤ３は中空軸６７の回り
止め部７０によって回転不能にロックされているため、
ナット８の締付け時に加わるトルクは中空軸６７、回転
筒６６を介して固定板７３に伝達して昇降台５１に伝わ
るため、ストッパ片７７により回転トルクを相殺でき、
締付強度を向上させることができる。

ナット８の締付けが完了すると、ナットランナ５３は停
止し、エヤーシリンダ５２によって昇降台５１が上昇す
るためソケット６０はナット８から抜出し、回り止め部
７０はギヤ３から抜去する。そして、ワッシャ・ナット
の供給締付作業が完了する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、ロボットのア
ームに設けたヘッドにワッシャ供給機構およびナット供
給締付機構を設け、ワッシャ供給機構のチャックによっ
て舌付ワッシャをボルトに嵌合するとともにその舌部を
ギヤの係止穴に係止し、ナット供給締付機構によってギ
ヤおよびボルトを回り止めした状態にロックしてナット
を締付けるようにしたことを特徴とする。したがって、
ワッシャ・ナットの供給およびナットの締付作業の自動
化を図ることができ、また、ナットを強固に締付けるこ
とができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は被締付部品の分解断面図、第２図ないし第９図
はこの発明の一実施例を示すもので、第２図は装置全体
の側面図、第３図はワッシャ供給機構の縦断側面図、第
４図はチャックの一部切欠した側面図、第５図は第４図
のＶ−Ｖ線に沿う断面図、第６図は第５図の下面図、第
７図はナット供給締付機構の縦断側面図、第８図は第７
図のVIII−VIII線に沿う断面図、第９図はねじロック剤
塗布機構の正面図である。 １……ボデー、２……ボルト、３……ギヤ、５……舌付
ワッシャ、６……舌部、７……係止穴、８……ナット、
１１……ロボット、１２……アーム、１３……ヘッド、
１６……ワッシャ供給機構、１７……ナット供給締付機
構、１９……シリンダ、２３……主軸、３５……チャッ
ク、３１……駆動モータ、５３……ナットランナ、６０
……ソケット、６７……中空軸、７０……回り止め部、
７４……駆動モータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボデーに対して貫挿されたボルトにギヤを
   嵌合し、このボルトに舌付ワッシャを嵌合してその舌部
   をギヤに係止したのちナットで締付固定するようにした
   ワッシャ・ナットの供給締付装置において、ロボット
   と、このロボットのアームに設けたヘッドと、このヘッ
   ドに設けたワッシャ供給機構およびナット供給締付機構
   とからなり、上記ワッシャ供給機構を、シリンダによっ
   て昇降自在であるとともに駆動モータによって正逆回転
   自在な主軸と、この主軸の下端部に設けられ主軸ととも
   に昇降および回転し舌付ワッシャを上記ボルトに供給し
   てその舌部をギヤに係止するチャックとから構成し、上
   記ナット供給締付機構を、ナットランナの回転軸に設け
   られナットを磁気吸着するソケットと、このソケットの
   外側に回転自在に嵌合され下端部に上記ギヤと噛合する
   回り止め部を有するとともにギヤに対して回り止め部が
   係止したとき回転不能にロックされる中空軸と、この中
   空軸を正逆回転させる駆動モータとから構成したことを
   特徴とするワッシャ・ナットの供給締付装置。