JPH0780733A - ボルト供給締付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】種々のワークに対するボルト締め付け作業全体
の効率化が容易に遂行されるとともに、装置構成の簡素
化および該装置の設置スペースの削減を可能にする。 【構成】パーツフィーダ４６から順次供給されてくるボ
ルト４７を、所定の受け渡し姿勢で保持する供給機構４
８と、この供給機構４８のボルト受け渡し位置とワーク
Ｗのボルト締め付け位置とに移動可能な締付機構５０と
を備える。締付機構５０は、ボルト受け渡し位置で供給
機構４８から受け取ったボルト４７をソケット部８２に
対して保持するためのクランプ手段８４と、このボルト
４７を前記ソケット部８２と一体的に回転させ、該ボル
ト４７をワークＷに締め付けるための回転手段８６とを
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パーツフィーダから順
次供給されてくるボルトを、ワークの所定の部位に自動
的に締め付けるためのボルト供給締付装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車用エンジンの組立ライン
において、このエンジンを構成するシリンダブロックや
シリンダヘッド等のワークにボルトを締め付ける作業が
行われている。

【０００３】この種の作業では、単一のワークに対して
多数のボルトを締め付ける必要があるため、該作業の効
率化および自動化を図ることが要請されている。そこ
で、特開平４−５３６３４号公報に開示されているよう
に、ボルト自動供給仮締装置を取り付けたロボットが配
設され、このロボットを制御して前記ボルト自動供給仮
締装置の作用下にワークのねじ穴にボルトを自動供給す
るとともに仮締めし、さらに前記ボルト自動供給仮締装
置の下流に配設されたボルト締付機によって、前記仮締
めされたボルトを所定の締付トルクで締め付けるように
構成されたボルト自動供給締付システム及びボルト自動
供給仮締装置が採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
技術では、パーツフィーダにボルトシュータを介して直
接接続されたボルト自動供給仮締装置と、ワークに仮締
めされたボルトを所定の締付トルクで締め付けるボルト
締付機とを備えるため、ボルト自動供給締付システム全
体が大型化してしまうとともに、ボルト締め付け作業全
体の効率化が容易に達成されないという問題がある。

【０００５】しかも、ワークの形状が複雑な場合や複数
のボルトが前記ワークの種々の部位に締め付けられる場
合、それぞれのボルトに応じて複数台のボルト自動供給
仮締装置およびボルト締付機を用意しなければならず、
ボルト自動供給締付システム全体が一層大型化しかつ複
雑化するという問題が指摘されている。さらに、ボルト
自動供給仮締装置が配置される仮締ステーションと、ボ
ルト締付機が配置される本締ステーションとが、搬送方
向上流側から下流側に向かって順次設けられているた
め、特に複数台のボルト自動供給仮締装置およびボルト
締付機が使用される際、ワーク組立ライン全長が相当に
長尺化するという不具合が生ずる。

【０００６】本発明は、この種の問題を解決するための
ものであり、種々のワークに対するボルト締め付け作業
全体の効率化が容易に遂行されるとともに、装置構成の
簡素化および該装置の設置スペースの削減が可能なボル
ト供給締付装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、パーツフィーダから順次供給されてく
るボルトを、所定の受け渡し姿勢で保持する供給機構
と、前記供給機構のボルト受け渡し位置とワークのボル
ト締め付け位置とに移動可能な締付機構と、を備え、前
記締付機構は、前記ボルト受け渡し位置で該供給機構か
ら受け取った前記ボルトを、ソケット部に対して保持す
るためのクランプ手段と、前記ボルトを前記ソケット部
と一体的に回転させ、該ボルトを前記ワークに締め付け
るための回転手段と、を有することを特徴とする。

【０００８】また、前記ワークをラインに沿って各締め
付けステーションに順次搬送するための搬送機構と、前
記各締め付けステーションに設けられた前記供給機構お
よび前記締付機構に対応して前記ワークを位置決めする
ためのワークストッパと、前記ワークを前記搬送機構と
前記ワークストッパとの間で移送するための昇降機構
と、を備えることが好ましい。

【０００９】

【作用】上記の本発明に係るボルト供給締付装置では、
パーツフィーダから順次供給されてくるボルトが、供給
機構を介して所定の受け渡し姿勢で保持されると、締付
機構が前記供給機構のボルト受け渡し位置に移動して前
記ボルトをそのソケット部で受け取るとともに、クラン
プ手段によって該ボルトが保持される。次いで、締付機
構が、ワークのボルト締め付け位置に移動し、回転手段
の作用下にボルトとソケット部とが一体的に回転され、
該ボルトが前記ワークの所定の部位に締め付けられる。
このため、パーツフィーダから供給されてくるボルト
を、単一の締付機構によりワークの所定の部位に締め付
けることができ、前記ボルト締め付け作業全体の効率化
が容易に遂行されるとともに、ボルト供給締付装置自体
の構成が簡素化かつ小型化する。

【００１０】また、ラインに沿って設けられた各締め付
けステーションに、供給機構、締付機構およびワークス
トッパが配置されていると、形状の複雑なワークや多数
のボルトが種々の方向に締め付けられるワークが用いら
れる際、このワークに対して所望のボルトを自動的かつ
効率的に締め付けることが可能になる。これにより、種
々のワークに対するボルト締め付け作業がより効率的に
遂行される。

【００１１】

【実施例】本発明に係るボルト供給締付装置について実
施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明
する。

【００１２】図１において、参照数字１０は、本実施例
に係るボルト供給締付装置を示す。このボルト供給締付
装置１０は、シリンダヘッドであるワークＷを矢印Ａ方
向に延びるラインに沿って第１ステーションＳ１乃至第
６ステーションＳ６に順次搬送するための搬送機構１２
を備える。第１ステーションＳ１は、ワーク投入用ステ
ーションであり、この第１ステーションＳ１から機種検
出用ステーションである第２ステーションＳ２までの間
は、ローラコンベア１４が設けられる。

【００１３】第３ステーションＳ３および第４ステーシ
ョンＳ４は、それぞれ締め付けステーションを構成して
おり、この第３ステーションＳ３から移載ステーション
である第６ステーションＳ６までの間は、三基のワーク
搬送手段１６が設けられる。各ワーク搬送手段１６は、
シリンダ１８から水平方向に延びるロッド２０に連結さ
れた往復板体２２に一体的に固着されており、このワー
ク搬送手段１６は、鉛直方向に向かって装着されるシリ
ンダ２４を備える。各シリンダ２４から上方に延びるロ
ッド２６に載置台２８が固定されるとともに、この載置
台２８にそれぞれ一対のガイドバー３０が連結される。

【００１４】第２ステーションＳ２には、ローラコンベ
ア１４により搬送されてきたワークＷの機種を検出する
ための機種検出ユニット３２が配設されるとともに、第
３ステーションＳ３乃至第５ステーションＳ５には、ワ
ークＷを上昇させて各ワークストッパ３４に当接支持さ
せるための昇降機構３６が配設される。各昇降機構３６
は、鉛直方向に長尺な昇降シリンダ３８を備え、各昇降
シリンダ３８から上方に延びるロッド４０に昇降台４２
が固着される。昇降台４２と載置台２８とは、図２に示
すように、互いに嵌まり合うように構成されており、ワ
ークＷがこの昇降台４２および載置台２８に対して同時
に載置される。

【００１５】搬送機構１２の上方には、水平方向に平行
な床板４４が配置され、この床板４４の上面に複数台の
パーツフィーダ４６が載置されるとともに、前記床面４
４の下面には、第３ステーションＳ３および第４ステー
ションＳ４に対応して配置され各パーツフィーダ４６か
ら順次供給されてくるボルト４７を、所定の受け渡し姿
勢で保持する供給機構４８と、この供給機構４８のボル
ト受け渡し位置とワークＷのボルト締め付け位置とに移
動可能な締付機構５０と、第３ステーションＳ３乃至第
５ステーションＳ５に対応して配置され昇降台４２によ
って上昇されたワークＷを位置決め保持するためのワー
クストッパ３４とが固着される。

【００１６】供給機構４８は、第３ステーションＳ３お
よび第４ステーションＳ４に対応してそれぞれ二台ずつ
配置されるボルト供給部５４を備える。図３および図４
に示すように、ボルト供給部５４は、パーツフィーダ４
６に連結される板状ボルトシュータ５６を有し、このボ
ルトシュータ５６の先端側に整列手段５８と退避手段６
０とが設けられる。整列手段５８は、シリンダ６２に連
結されてボルト４７の搬送方向（矢印Ｂ方向）に交差す
る方向（矢印Ｃ方向）に進退自在な楔部材６４を備え、
この楔部材６４の先端に凹部６６が形成される。退避手
段６０は、シリンダ６８に連結されて矢印Ｂ方向に進退
自在なロッド７０を備え、このロッド７０に固着される
板体７２にスライドベース７４が装着される。このスラ
イドベース７４は、ボルトシュータ５６に沿って進退可
能であり、その先端両側にアーム部７６ａ、７６ｂが設
けられるとともに、このアーム部７６ａ、７６ｂの先端
にボルト位置決め用突起７８ａ、７８ｂが形成される。

【００１７】締付機構５０は、二種類の異なるワークＷ
に対応してそれぞれ第３および第４ステーションＳ３、
Ｓ４に二台ずつ配置される締付ユニット８０ａ、８０ｂ
を備える。図５乃至図７に示すように、締付ユニット８
０ａは、ボルト受け渡し位置で供給機構４８から受け取
ったボルト４７をソケット部８２に対して保持するため
のクランプ手段８４と、前記ボルト４７をこのソケット
部８２と一体的に回転させて該ボルト４７をワークＷの
所定の部位に締め付けるための回転手段８６とを有す
る。

【００１８】締付ユニット８０ａを構成する基板８８
は、床板４４に固着されたシリンダ９０から下方に延び
るロッド９２に連結されて揺動自在であり、この基板８
８の下面に固定されたガイド部材９４には、シリンダ９
６に連結されて、図５中、矢印Ｄ方向に進退可能な移動
本体９８が支持される。移動本体９８には、回転手段８
６を構成するモータ１００が固定され、このモータ１０
０の駆動軸１０２にカップリング部材１０４を介して軸
体１０６が連結されるとともに、回転軸１０８が、この
軸体１０６に対し一体的に回転可能にかつスプリング１
１０を介してフローチング状態で支持される。回転軸１
０８には、ソケット部８２が同軸的に固着され、このソ
ケット部８２の先端にボルト４７の頭部穴形状に対応し
たレンチ部１１２が固定される。

【００１９】クランプ手段８４は、移動本体９８に装着
されるシリンダ１１４を備え、このシリンダ１１４から
延びるロッド１１６にリンク１１８ａ、１１８ｂの一端
が揺動自在に連結される。リンク１１８ａ、１１８ｂの
他端は、移動本体９８に揺動自在に支持されており、こ
のリンク１１８ａ、１１８ｂの下端側にリンク片１２０
ａ、１２０ｂの一端が係合し、このリンク片１２０ａ、
１２０ｂの他端がクランプ爪１２２ａ、１２２ｂの後端
に係合する（図７参照）。クランプ爪１２２ａ、１２２
ｂは、その後端側を揺動自在に支持されており、その先
端がソケット部８２からレンチ部１１２の先端まで延び
て互いに近接する方向に屈曲する。

【００２０】締付ユニット８０ａは、単一のボルト４７
をワークＷに締め付けるように構成されているが、この
ワークＷの機種によっては二台以上併設して基板８８に
装着することができる。一方、締付ユニット８０ｂは、
二台以上併設されているが、その構成は締付ユニット８
０ａと同様であり、その詳細な説明は省略する。

【００２１】第５ステーションＳ５には、ワークストッ
パ３４に保持されたワークＷに所望のボルト４７が締め
付けられているか否かを検出するためのボルト検出ユニ
ット１２４が配設される。このボルト検出ユニット１２
４は、例えば、近接スイッチ等を備えている。第６ステ
ーションＳ６には、ボルト締め付け終了後のワークＷを
次工程に送り出すための搬送台１２６が設けられる。

【００２２】次に、このように構成されるボルト供給締
付装置１０の動作について説明する。

【００２３】まず、ワークＷが第１ステーションＳ１に
搬入されると、ローラコンベア１４の作用下にこのワー
クＷが第２ステーションＳ２に搬送され、機種検出ユニ
ット３２により前記ワークＷの機種が検出される。これ
により、締付機構５０を構成する締付ユニット８０ａ、
８０ｂのいずれを使用するかが決定される。以下、締付
ユニット８０ａが使用される場合について説明する。

【００２４】そこで、ワーク搬送手段１６を構成する載
置台２８および昇降機構３６を構成する昇降台４２にワ
ークＷが同時に載置されると、この昇降機構３６の昇降
シリンダ３８が駆動され、昇降台４２が前記ワークＷを
載置した状態で上昇して該ワークＷを第１ステーション
Ｓ１に対応して配置されたワークストッパ３４により位
置決め保持する。

【００２５】この第１ステーションＳ１では、所定のパ
ーツフィーダ４６からボルト供給部５４を構成するボル
トシュータ５６にボルト４７が順次供給されており、最
先端のボルト４７は、スライドベース７４の突起７８
ａ、７８ｂと楔部材６４とに位置決め支持されている。
そして、締付ユニット８０ａを構成するシリンダ９０が
駆動されてロッド９２が下方に延びると、基板８８が揺
動してレンチ部１１２がボルト供給部５４のボルトシュ
ータ５６に保持されている最先端のボルト４７に対応し
て位置決めされる。

【００２６】次いで、シリンダ９６が駆動されて移動本
体９８がボルト４７側に移動するとともに、モータ１０
０が駆動されて駆動軸１０２、軸体１０６、回転軸１０
８がよびソケット部８２を介してレンチ部１１２が回転
し、このレンチ部１１２が前記ボルト４７の頭部穴（例
えば、六角穴）に嵌合する。このため、スライドベース
７４に載置されていたボルト４７が、レンチ部１１２に
保持されてこのスライドベース７４から上方に持ち上げ
られた後、退避手段６０を構成するシリンダ６８の作用
下にロッド７０および板体７２を介して前記スライドベ
ース７４が矢印Ｂ方向とは反対方向に移動する。従っ
て、スライドベース７４がボルト４７の下方から離間
し、シリンダ９６が前記と逆方向に駆動されて移動本体
９８がボルト供給部５４から離間すると、ボルト４７が
レンチ部１１２と一体的に前記ボルト供給部５４から取
り出される。

【００２７】その際、クランプ手段８４を構成するシリ
ンダ１１４が駆動され、ロッド１１６が前方に延びる
と、リンク１１８ａ、１１８ｂが前方に揺動し、リンク
片１２０ａ、１２０ｂを介してクランプ爪１２２ａ、１
２２ｂの先端が互いに近接する方向に揺動し、これによ
りボルト４７が保持されている。

【００２８】一方、ボルト供給部５４では、退避手段６
０を構成するシリンダ６８の作用下にスライドベース７
４が矢印Ｂ方向（図３参照）に移動する。さらに、整列
手段５８を構成するシリンダ６２の作用下に楔部材６４
が内方に移動してボルトシュータ５６上のボルト４７
が、スライドベース７４の先端側に移動して突起７８
ａ、７８ｂに当接して位置決めされる。その後、シリン
ダ６２を介して楔部材６４が前進して単一のボルト４７
を受け渡し位置に配置させておく。

【００２９】そこで、シリンダ９０が駆動されて基板８
８がワークＷに対応して略水平姿勢に位置決めされた
後、シリンダ９６の作用下に移動本体９８がこのワーク
Ｗ側に移動するとともに、モータ１００の作用下にレン
チ部１１２が回転してボルト４７が前記ワークＷの所定
の孔部に締め付けられる。ここで、クランプ手段８４を
構成するシリンダ１１４の作用下にリンク１１８ａ、１
１８ｂが後方に揺動されてクランプ爪１２２ａ、１２２
ｂがボルト４７から離間し、このボルト４７の締め付け
作業に干渉することを防止する。

【００３０】第３ステーションＳ３において、締付ユニ
ット８０ａによるボルト４７の締め付け作業が終了した
後、昇降シリンダ３８が駆動されて昇降台４２が下降
し、ワークＷがこの昇降台４２と載置台２８とに同時に
載置される。さらに、ワーク搬送手段１６を構成するシ
リンダ２４が駆動され、載置台２８と一体的にワークＷ
が所定の高さまで上昇された状態で、シリンダ１８の作
用下に各ワーク搬送手段１６が一体的に矢印Ａ方向に移
動して、前記ワークＷを載置するワーク搬送手段１６が
第４ステーションＳ４に移動する。

【００３１】そして、シリンダ２４が駆動されて載置台
２８が下降し、ワークＷが、この載置台２８と第４ステ
ーションＳ４の昇降台４２とに同時に載置されると、昇
降シリンダ３８が駆動され、ワークＷが上昇してワーク
ストッパ３４に位置決めされる。この第４ステーション
Ｓ４では、第３ステーションＳ３と同様に、締付ユニッ
ト８０ａを介してワークＷの所定の孔部にボルト４７が
締め付けられ、このボルト締め付け終了後のワークＷ
は、一旦下降されてワーク搬送手段１６に載置される。

【００３２】ワークＷは、ワーク搬送手段１６を介して
第５ステーションＳ５に搬送され、この第５ステーショ
ンＳ５で上昇されて位置決めされた状態で、ボルト検出
ユニット１２４により所定のボルト４７が締め付けられ
ているか否かの検査が自動的に遂行される。そして、第
５ステーションＳ５で下降されたワークＷは、ワーク搬
送手段１６の作用下に第６ステーションＳ６に搬送さ
れ、さらに搬送台１２６を介して次工程に送り出され
る。

【００３３】このように本実施例では、締付機構５０
が、パーツフィーダ４６から供給されて供給機構４８に
より位置決めされたボルト４７を受け取った後、ワーク
Ｗに対応して移動し、さらにこのボルト４７を回転させ
ながら前記ワークＷの所定の部位に締め付けている。こ
のため、単一の締付機構５０によってボルト４７の締め
付け作業が確実に遂行され、仮締めと本締めとをそれぞ
れ異なる装置により行う従来のものに比べ、ボルト締め
付け作業全体の効率化が容易に可能になるとともに、ボ
ルト供給締付装置１０自体の構成が一挙に簡素化すると
いう効果が得られる。

【００３４】さらに、本実施例では、図１に示すよう
に、第１ステーションＳ１乃至第６ステーションＳ６を
有しており、ボルト締付用として第３ステーションＳ３
と第４ステーションＳ４とが搬送方向に沿って設けられ
ている。そして、この第３および第４ステーションＳ
３、Ｓ４には、それぞれ異なる機種のワークＷに対応し
て締付ユニット８０ａ、８０ｂが装着されている。従っ
て、種々の異なるワークＷに対してボルト締め付け作業
を自動的かつ効率的に行うことができるという利点があ
る。しかも、仮締めと本締めとが個別に行われる従来の
装置では、搬送方向に沿って仮締め装置と本締め装置と
が併設されるのに対し、本実施例では、単一の締付ユニ
ット８０ａ（または８０ｂ）を配設するだけでよく、ボ
ルト供給締付装置１０の搬送方向（矢印Ａ方向）の長さ
を有効に短尺化し得るという効果がある。

【００３５】

【発明の効果】本発明に係るボルト供給締付装置によれ
ば、以下の効果が得られる。

【００３６】パーツフィーダから順次供給されてくるボ
ルトが供給機構により位置決めされると、締付機構がボ
ルト受け渡し位置に移動してこのボルトを保持し、さら
にボルト締め付け位置に移動してワークの所定の部位に
前記ボルトを締め付けることができる。このため、単一
の締付機構によりボルトを確実に締め付けることが可能
になり、ボルト締め付け作業全体の効率化が容易に遂行
されるとともに、ボルト供給締付装置自体の構成が簡素
化する。

【００３７】また、ラインに沿って設けられた各締め付
けステーションに、供給機構、締付機構およびワークス
トッパが配置されていると、形状の複雑なワークや多数
のボルトが種々の方向に締め付けられるワークが用いら
れる際、このワークに対して所望のボルトを自動的かつ
効率的に締め付けることが可能になる。これにより、種
々のワークに対するボルト締め付け作業がより効率的に
遂行されるとともに、従来の仮締め用装置と本締め用装
置とを併設するものに比べてボルト供給締付装置全体が
一挙に小型化するという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るボルト供給締付装置の全体構成説
明図である。

【図２】前記ボルト供給締付装置を構成する搬送機構の
要部斜視説明図である。

【図３】前記ボルト供給締付装置を構成する供給機構の
斜視図である。

【図４】前記供給機構の一部断側面図である。

【図５】前記ボルト供給締付装置を構成する締付機構の
一部縦断側面図である。

【図６】前記締付機構の正面図である。

【図７】前記締付機構の一部断面平面図である。

【符号の説明】

１０…ボルト供給締付装置 １２…搬送機構 １４…ローラコンベア １６…ワーク搬
送手段 １８…シリンダ ２８…載置台 ４２…昇降台 ４６…パーツフ
ィーダ ４７…ボルト ４８…供給機構 ５０…締付機構 ５６…ボルトシ
ュータ ５８…整列手段 ６０…退避手段 ６２…シリンダ ６４…楔部材 ７４…スライドベース ８０ａ、８０ｂ
…締付ユニット ８２…ソケット部 ８４…クランプ
手段 ８６…回転手段 ９０…シリンダ １００…モータ １１２…レンチ
部 １２２ａ、１２２ｂ…クランプ爪

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パーツフィーダから順次供給されてくるボ
   ルトを、所定の受け渡し姿勢で保持する供給機構と、 前記供給機構のボルト受け渡し位置とワークのボルト締
   め付け位置とに移動可能な締付機構と、 を備え、 前記締付機構は、前記ボルト受け渡し位置で該供給機構
   から受け取った前記ボルトを、ソケット部に対して保持
   するためのクランプ手段と、 前記ボルトを前記ソケット部と一体的に回転させ、該ボ
   ルトを前記ワークに締め付けるための回転手段と、 を有することを特徴とするボルト供給締付装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のボルト供給締付装置におい
   て、前記ワークをラインに沿って各締め付けステーショ
   ンに順次搬送するための搬送機構と、 前記各締め付けステーションに設けられた前記供給機構
   および前記締付機構に対応して前記ワークを位置決めす
   るためのワークストッパと、 前記ワークを前記搬送機構と前記ワークストッパとの間
   で移送するための昇降機構と、 を備えることを特徴とするボルト供給締付装置。