ボルト締付装置
【課題】ボルトの頭部における上面に加工誤差がある場合であってもボルトの締付不良の発生を防止できるボルト締付装置及びボルト締付方法を提供する。
【解決手段】ボルト締付装置１は、モータ１１と回転主軸１２とソケット１３とソケットガイド１４とを備えている。ソケットガイド１４を下降させるガイド下降手段３３と、ガイド穴１６２を有するボルトガイド１６とを備えている。ボルトガイド１６は、ガイド部１６１を合わせてガイド穴１６２を形成している。複数のガイド部１６１は、ソケットガイド１４に保持されたボルト７の頭部７１を受ける。ソケットガイド１４の下端によってテーパ内壁面１６３が押されてガイド穴１６２を拡径させるよう構成してある。
【解決手段】ボルト締付装置１は、モータ１１と回転主軸１２とソケット１３とソケットガイド１４とを備えている。ソケットガイド１４を下降させるガイド下降手段３３と、ガイド穴１６２を有するボルトガイド１６とを備えている。ボルトガイド１６は、ガイド部１６１を合わせてガイド穴１６２を形成している。複数のガイド部１６１は、ソケットガイド１４に保持されたボルト７の頭部７１を受ける。ソケットガイド１４の下端によってテーパ内壁面１６３が押されてガイド穴１６２を拡径させるよう構成してある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルトの締付不良の発生を防止することのできるボルト締付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製品等のボルト締付穴にボルトを締め付けるためのボルト締付装置としては、ボルトの頭部に係合するソケットと、このソケットの先端側に配されたボルトチャックとを有するものが知られている。このようなボルト締付装置において、供給装置から供給されたボルトは、ボルトチャックにて一端保持される。次いで、このボルトを、先端側に前進させるソケットによって吸着する。そして、ボルトチャックを開放し、ソケットをさらに下降させた後、回転させて、ボルトの締付けを行っている。
【０００３】
特許文献１には、ソケットが、マグネットの吸着力によりボルトを吸着するボルト締付装置が示されている。
また、特許文献２には、ボルトを垂直に立てるボルトチャックと、エア吸引装置の吸引力によりボルトを吸着するソケットとを有するボルト締付装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０２４８２号公報
【特許文献２】特開２０００−５２１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ボルトの頭部における上面は、その製造時の成形誤差により、軸部に対して垂直に形成されていないことがある。そのため、特許文献１において、上記マグネットでボルトの頭部における上面を吸着したとき、ソケットに対してボルトが垂直に吸着されないことがある。この場合、ボルト締付穴に対してボルトが傾いた状態で締め付けられることになり、ボルトの締付不良を生じるおそれがある。
この問題は、特許文献２においてエア吸引装置の吸引力によってボルトを吸着する場合にも同様に生じる。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、ボルトの頭部における上面の精度が低い場合であってもボルトの締付不良の発生を防止できるボルト締付装置及びボルト締付方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、モータによって回転する回転主軸と、
該回転主軸に装着され、ボルトの頭部に嵌合しボルトを保持する嵌合凹部を下端部に有するソケットと、
該ソケットをその軸方向に下降させるソケット下降手段と、
上記ソケットを挿通可能な円筒形状を有するソケットガイドと、
該ソケットガイドを上記ソケットの軸方向に下降させるガイド下降手段と、
下方に向けて縮径するガイド穴を有するボルトガイドとを備えており、
上記ソケットの上記嵌合凹部には、ボルトを保持するためのボルト保持手段を有しており、
上記ボルトガイドは、複数のガイド部を合わせて上記ガイド穴を形成しており、
上記複数のガイド部は、上記ガイド穴のテーパ内壁面に、上記ボルト保持手段により上記嵌合凹部に保持されたボルトの頭部を受け、上記ガイド下降手段によって下降させる上記ソケットガイドの下端によって上記テーパ内壁面が押されて上記ガイド穴を拡径させるよう構成してあることを特徴とするボルト締付装置にある（請求項１）。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明に記載のボルト締付装置を用いて、ボルト締付対象におけるボルト締付穴へボルトを締め付ける方法であって、
上記ボルトガイドにおける上記ガイド穴のテーパ内壁面に、上記ソケットガイド内に配置されたボルトの頭部を受ける動作と、
上記シリンダによって上記ソケットガイドを下降させ、該ソケットガイドの下端によって上記ガイド穴のテーパ内壁面を押すことによって、該ガイド穴を拡径する動作と、
上記ソケット下降手段によって上記ボルト締付装置及び上記ソケットを下降させるとともに、上記モータによる上記回転主軸の回転によって上記ソケットを回転させ、該ソケットの上記嵌合凹部にボルトの頭部を嵌合させて、該ボルトを上記ボルト締付穴へ締め付ける動作とを行うことを特徴とするボルト締付方法にある（請求項３）。
【発明の効果】
【０００９】
ボルト締付穴へのボルトの締付を行う際には、ボルトガイドをボルト締付対象の表面に配置する。このとき、ボルトガイドのガイド穴をボルト締付穴の真上に位置させておく。そして、ソケット下降手段によって、ボルト締付装置をボルト締付位置へ移動させると共に、ボルト締付装置へボルトを供給する。こうして、ボルトは、ソケットのボルト保持手段によって保持され、このソケットの嵌合凹部に頭部を嵌合されて回転主軸の回転によって、ボルト締付穴へ締め付けられる。
【００１０】
ところで、ボルトの頭部における上面が成形誤差等によって、その軸部に対して垂直に形成されていない場合、この頭部の上面がソケットの嵌合凹部のボルト保持手段に保持されたとき、ボルトはソケット及びボルト締付穴に対して斜めに傾くことになる。これに対し、本発明においては、斜めに傾いたボルトは、ソケットによって上方から押されるときに、その頭部の底面をボルトガイドのテーパ内壁面に当接させる。このとき、斜めに傾いたボルトは、頭部の底面を基準にして、ガイド穴のテーパ内壁面及びボルト締付穴に対して垂直に立てられる。これにより、ボルトの頭部における上面がその軸部に対して垂直でない場合においても、ボルト締付穴に対するボルトの締付不良の発生を防止することができる。
【００１１】
また、ボルトガイドは、ソケットガイドの下端によってテーパ内壁面が押されてガイド穴を拡径させる。これにより、テーパ内壁面にボルトを押し付けないようにすることができる。そのため、ボルトの座面に傷が付くことを防止し、これによってもボルトの締付不良の発生を防止することができる。更にソケットの外周或いは、ボルトがフランジ付きボルトの場合フランジ部の外周が、締付中にテーパ内壁面と擦れ合うことが無い。そのため、正確な締付を行うことが出来る。
【００１２】
第２の発明のボルト締付方法によれば、第１の発明のボルト締付装置を用いて、ボルトの締付不良の発生を防止することができる。
【００１３】
このように、本発明によれば、ボルトの頭部における上面の加工精度が低い場合であってもボルトの締付不良の発生を防止できるボルト締付装置及びボルト締付方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１における、ボルト締付装置を示す説明図。
【図２】実施例１における、ボルト締付装置を示す要部拡大図。
【図３】実施例１における、ソケットを示す要部拡大図。
【図４】実施例１における、閉状態のボルトガイドを示す説明図。
【図５】実施例１における、開状態のボルトガイドを示す説明図。
【図６】図４のＡ−Ａ線矢視における要部拡大図。
【図７】実施例１における、ボルト締付装置にボルトを供給した状態を示す要部拡大図。
【図８】実施例１における、ソケットによりボルトを吸着した状態を示す要部拡大図。
【図９】実施例１における、閉状態のボルトチャックを示す要部拡大図。
【図１０】実施例１における、開状態のボルトチャックを示す要部拡大図。
【図１１】実施例１における、ボルトをボルトガイドによって受けた状態を示す要部拡大図。
【図１２】実施例１における、ソケットとマグネットに吸着されたボルトを示す説明図。
【図１３】図１２のボルトをボルトガイドによって受けた状態を示す説明図。
【図１４】実施例１における、ボルトとソケットが嵌合した状態を示す要部拡大図。
【図１５】実施例１における、ソケットガイドによりボルトガイドを押し開いた状態を示す要部拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１の発明において、上記ソケットガイドの上方には、ボルト供給パイプから供給されるボルトを、その軸部を下方に向けて保持するボルトチャックが、上記ソケットガイドと同心上に配設してあり、
上記ボルト保持手段は、上記ソケットの上記嵌合凹部内においてバネを圧縮変形させて上記嵌合凹部内へ退避可能に配されたマグネットからなり、
上記ボルトチャックは、該ボルトチャックに保持するボルトの頭部を、上記移動装置によって上方から下降する上記ソケットの上記マグネットに吸着させ、上記ボルトを吸着した状態の上記ソケットを挿通させるよう構成してあることが好ましい（請求項２）。この場合には、上記ボルト供給パイプから供給されたボルトを上記ボルトチャックによって一旦保持することで、ボルトが上記ソケットガイド内に落下することを防止できる。そして、ソケットは、上記ボルトチャックに保持されたボルトの頭部を上記マグネットに吸着し、上記ボルトチャックを通って下降する。これにより、上記ソケットの上記マグネットへのボルトの吸着を安定させることができる。
また、上記ボルト保持手段に上記のごとくマグネットを用いることにより、シンプルな構成で、かつ設備費用の増大を抑えることができる。
【実施例】
【００１６】
（実施例１）
本発明の実施例にかかるボルト締付装置１及びボルト締付方法について、図１〜図１５を用いて説明する。
本例のボルト締付装置１は、図１に示すごとく、モータ１１によって回転する回転主軸１２と、
該回転主軸１２に装着され、ボルト７の頭部７１に嵌合しボルト７を保持する嵌合凹部１３１を下端部に有するソケット１３と、該ソケット１３をその軸方向に下降させるソケット下降手段２とを有している。また、ボルト締付装置１は、ソケット１３を挿通可能な円筒形状を有するソケットガイド１４と、上記ソケットガイド１４を上記ソケット１３の軸方向に下降させるガイド下降手段３と、下方に向けて縮径するガイド穴１６２を有するボルトガイド１６とを備えている。
【００１７】
ソケット１３の上記嵌合凹部１３１には、ボルト７を保持するためのボルト保持手段を有している。また、ボルトガイド１６は、複数のガイド部１６１を合わせて上記ガイド穴１６２を形成している。
上記複数のガイド部１６１は、上記ガイド穴１６２のテーパ内壁面１６３に、上記ボルト保持手段により上記嵌合凹部１３１に保持されたボルト７の頭部７１を受け、上記ガイド下降手段３によって下降させる上記ソケットガイド１４の下端によって上記テーパ内壁面１６３が押されて上記ガイド穴１６２を拡径させるよう構成してある。
【００１８】
以下、本例に示すボルト締付装置１について、詳細に説明する。
本例においては、ボルト締付対象８が配された側を下方とし、その反対側を上方とする。また、ソケット１３において、ボルト締付対象８に対向する側を先端とし、その反対側を基端とする。
また、図２に示すごとく、本例のボルト締付対象８は、ボルト締付穴８１に隣り合う位置に、ボルト締付装置１側に向かって突出した突出部８２が形成されている。
【００１９】
ボルト締付装置１は、３次元に移動可能な移動装置（図示略）に取り付けられている。ボルト締付装置１は、図１に示すごとく、モータ１１によって回転する回転主軸１２と、該回転主軸１２に装着され、下端部にボルト７の頭部７１に嵌合する嵌合凹部１３１を有するソケット１３と、ソケット１３をその軸方向に移動させるソケット下降手段２とを備えている。また、ボルト締付装置１は、ソケット１３の下方に配されるボルト供給パイプ１４３と、ボルト供給パイプ１４３の下方に配されたボルトチャック１５と、ボルトチャック１５の下方に配されたソケットガイド１４と、該ソケットガイド１４の下方でボルト締付対象８の表面に配されたボルトガイド１６とを備えている。
【００２０】
モータ１１の先端部には、回転主軸１２を配してあり、モータ１１と回転主軸との間は、カップリング部１２１と、フローティング部１２２とを介して連結してある。カップリング部１２１は、モータ１１の軸線とボルト締付穴８１の軸線との間の心ずれを吸収し、回転主軸１２及びソケット１３の損傷を防止するものである。また、フローティング部１２２は、回転主軸１２を下方に向かって付勢するスプリング１２３を有しており、該スプリング１２３を縮めながら収縮させることで、ソケット１３とボルト７頭部７１との嵌合におけるソケット１３の推力を発生するよう構成されている。
【００２１】
回転主軸１２の先端部には、図２及び図３に示すごとく、棒形状を有するソケット１３を設けてあり、該ソケット１３の先端部には、ボルト７の頭部７１の六角形形状に嵌合する六角柱状の嵌合凹部１３１が形成してある。該嵌合凹部１３１には、ボルト７を保持するためのボルト保持手段を設けてある。本例におけるボルト保持手段は、嵌合凹部１３１の下端近傍に吸着面を位置させたマグネット１３３により構成されている。該マグネット１３３は、バネ１３２を圧縮変形させて嵌合凹部１３１内へ退避することができる。該マグネット１３３は、マグネットホルダー１３４を介してソケット１３に保持されており、ソケット１３は、マグネット１３３によりボルト７を吸着することができる。
【００２２】
モータ１１、回転主軸１２及びソケット１３は一体に連結されており、保持金具２４を介してソケット下降手段２の垂直スライド部２１に連結されている。
ソケット下降手段２は、図１に示すごとく、回転主軸１２の軸線方向と平行に配された垂直レール２３と、該垂直レール２３上を移動可能に構成された垂直スライド部２１と、該垂直スライド部２１を移動させる垂直駆動源２２とからなる。本例における垂直スライド部２１の垂直駆動源２２には、エアシリンダを用いており、垂直スライド部２１に固定されたモータ１１、回転主軸１２及びソケット１３を、垂直レール２３上において往復移動可能に構成してある。尚、垂直駆動源２２に用いられる駆動源は、エアシリンダに限られるものではなく、サーボモータや液圧シリンダ等の種々のものを用いることができる。
【００２３】
図１に示すごとく、ソケット１３の下方には、ボルト供給装置（図示略）から送出されたボルト７を、後述するボルトチャック１５に供給するボルト供給パイプ１４３を配してある。該ボルト供給パイプ１４３は、図７に示すごとく、ボルトチャック１５のチャック保持部１５２に対してパイプ回動軸１４４を介して回動可能に配設してある。ボルト供給パイプ１４３は、その先端がボルトチャック１５の上方に位置するように、スプリング１４５より付勢されており、下降するソケット１３に押されることによりスプリング１４５の付勢力に抗して、ボルト供給パイプ１４３を回動させてボルト供給パイプ１４３の先端をボルトチャック１５の外側に移動させるよう構成されている。
【００２４】
図１に示すごとく、ボルト供給パイプ１４３の下方には、ボルト供給パイプ１４３から供給されたボルト７の軸部７２を下方に向けて保持するボルトチャック１５を配してある。該ボルトチャック１５は、後述するソケットガイド１４の上方に、ソケットガイド１４と同心上に配設してある。ボルトチャック１５は、図９及び図１０に示すごとく、一対のチャック爪１５１と、該チャック爪１５１を保持するチャック保持部１５２とを有しており、一対のチャック爪１５１は、それぞれチャック回動軸を介してチャック保持部１５２に回動可能に保持されている。
【００２５】
ボルトチャック１５は、一対のチャック爪１５１を閉じ合せた状態において、先端側に向かって縮径しており、先端にボルト７の軸部７２を挿通する軸部挿通穴１５３が形成される保持状態（図９）と、チャック爪１５１が開きボルト７を保持しない開放状態（図１０）とに切換え可能に構成されている。チャック爪１５１は、通常保持状態となるようにスプリング１５４により付勢されている。このスプリング１５４は、一対のチャック爪１５１を閉状態としボルト７を保持するためのものである。したがって、スプリング１５４の付勢力は、後述するボルトガイドにエアシリンダにより付与される付勢力に比べて小さく、チャック爪１５１を容易に開状態とすることができる。
【００２６】
図１及び図２に示すごとく、ボルトチャック１５の下方には、ソケット１３を挿通するソケットガイド１４を配してある。ソケットガイド１４は、円筒形状を有するソケット挿通部１４１と、該ソケット挿通部１４１の上端から上方に延びるソケットガイド固定部１４２とからなる。ソケットガイド１４は、ソケットガイド固定部１４２によりチャック保持部１５２に保持されている。
【００２７】
上記のごとく、ボルト供給パイプ１４３とソケットガイド１４は、ボルトチャック１５のチャック保持部１５２に固定されており、チャック保持部１５２は、保持金具３４を介して、ガイド下降手段３の下降スライド部３１と連結されている。すなわち、ボルト供給パイプ１４３と、ソケットガイド１４と、ボルトチャック１５は一体に固定されると共に、ガイド下降手段３により移動可能に配されている。
【００２８】
ガイド下降手段３は、図２に示すごとく、ソケット１３の移動方向と平行に配された下降レール３２と、該下降レール３２上を移動可能に構成された下降スライド部３１と、該下降スライド部３１を移動させる下降駆動源３３とからなる。本例における下降駆動源３３は、空気圧によって構成されたエアシリンダを用いており、下降スライド部３１に一体に固定されたボルト供給パイプ１４３と、ソケットガイド１４と、ボルトチャック１５とを、下降レール３２上において往復移動可能に構成してある。尚、下降駆動源３３は、エアシリンダに限られるものではなく、サーボモータや液圧シリンダ等の種々のものを用いることができる。
【００２９】
図１に示すごとく、ソケットガイド１４の下方には、ボルトガイド１６を配してある。ボルトガイド１６は、図４〜図６に示すごとく、下方に向かって縮径するテーパ内壁面１６３を形成したガイド穴１６２を有しており、該ガイド穴１６２は、一対のガイド部１６１を合わせることで形成される。すなわち、一対のガイド部１６１には、それぞれ、ガイド穴１６２を中心軸を含む平面によって半分に分割した形状の凹部を形成してあり、一対のガイド部１６１を合わせることで１つのガイド穴１６２が形成されるよう構成してある。
【００３０】
ボルトガイド１６は、図２に示すごとく、ガイド穴１６２がボルト締付穴８１の真上に位置するようにボルト締付対象８の表面に配置される。一対のガイド部１６１には、エアシリンダ１６４からなる付勢手段を設けてあり、一対のガイド部１６１を合わせる方向に付勢している。エアシリンダ１６４により一対のガイド部１６１にかかる付勢力は、上述したフローティング部１２２のスプリング１２３の付勢力がテーパ内壁面１６３に加わった場合においても、一対のガイド部１６１を合わせた状態とする大きさに設定してある。尚、付勢手段は、エアシリンダに限られるものではなく、ガスダンパやスプリング等、種々の付勢手段を用いることができる。
【００３１】
上記のごとく構成されたボルト締付装置１におけるボルト締付方法について説明する。
ボルト締付装置１は、上記の３次元移動装置により、ボルト締付穴８１の上方へと配置される。そして、図７に示すごとく、ボルト供給装置からボルト供給パイプ１４３を介して、ボルトチャック１５の内側にボルト７が供給される。このとき、ボルトチャック１５は、図９に示すごとく、一対のチャック爪１５１が閉じた保持状態にあり、先端に形成された軸部挿通穴１５３にボルト７の軸部７２が挿通され、該軸部７２を下方に向けてボルト７を保持する。次いで、図８に示すごとく、ソケット下降手段２によりソケット１３の先端がボルトチャック１５の内側に位置するように下降させ、ソケット１３先端の嵌合凹部１３１に配したマグネット１３３によりボルト７を吸着保持する。このとき、ボルトチャック１５の上方に配されたボルト供給パイプ１４３は、下降するソケット１３に押され、付勢力に抗してパイプ回動軸１４４において回動し、ボルト供給パイプ１４３の先端がボルトチャック１５の外側の位置に配される。
【００３２】
図１０に示すごとく、ボルト７を吸着保持したソケット１３は、ソケット下降手段２によって下降し、ボルトチャック１５にかかるスプリング１５４の付勢力に抗してチャック爪１５１を押し広げ、ボルトチャック１５を開放状態とすると共に、ボルトチャック１５の内側へ挿通される。そして、ソケット１３は、ボルトチャック１５の下方に配されたソケットガイド１４のソケット挿通部１４１の内側に挿通される。このとき、図１２に示すごとく、ボルト７の頭部における上面が軸部７２に対して傾いて形成されている場合、ボルトは、ソケット１３のマグネット１３３に傾いて吸着される。
【００３３】
次いで、図１１に示すごとく、ボルト７の頭部７１をボルトガイド１６のガイド穴１６２におけるテーパ内壁面１６３に受けられる位置までソケット１３が下降させる。ボルト７は、頭部７１をテーパ内壁面１６３によって受けることによって、ボルト７の頭部における底面を基準として姿勢が矯正され、ボルト７が垂直に配される。また、図１３に示すごとく、ボルト７の頭部における上面が軸部７２に対して傾いて形成された場合においても、ボルトガイド１６によりボルト７を垂直に配することができる。
【００３４】
そして、ソケット１３は、嵌合凹部１３１とボルト７の頭部７１とが嵌合する位置までソケット下降手段２によって下降される。このとき、ソケット１３の嵌合凹部１３１とボルト７の頭部７１とが嵌合していない場合には、上述したフローティング部１２２が収縮する。そして、フローティング部１２２が収縮した状態で、モータ１１によってソケット１３を回転させると、ソケット１３の嵌合凹部１３１とボルト７の頭部７１とが嵌合する位置でフローティング部１２２が伸張し、図１４に示すごとく、ソケット１３の嵌合凹部１３１とボルト７の頭部７１とが嵌合する。このとき、ボルト７の頭部７１に押されたマグネット１３３はバネ１３２を圧縮させて、嵌合凹部１３１の内側へと退避する。
【００３５】
次いで、図１５に示すごとく、ガイド下降手段３によってソケットガイド１４を下降させ、該ソケットガイド１４の下端によってガイド穴１６２のテーパ内壁面１６３を押して、該ガイド穴１６２を拡径する。ソケット１３の嵌合凹部１３１とボルト７の頭部７１とが嵌合することにより、ソケット１３の回転がボルト７へと伝達され、ボルト７はボルト締付穴８１へと締め付けられる。
【００３６】
次に、本例のボルト締付装置１及び締付方法の作用効果について説明する。
ボルト締付穴８１へのボルト７の締付を行う際には、ボルトガイド１６をボルト締付対象８の表面に配置する。このとき、ボルトガイド１６のガイド穴１６２をボルト締付穴８１の真上に位置させておく。そして、上記移動装置によって、ボルト締付装置１をボルト締付位置へ移動させると共に、ボルト締付装置１へボルト７を供給する。こうして、ボルト７は、ソケット１３のマグネット１３３に吸着し、このソケット１３の嵌合凹部１３１に頭部を嵌合されて回転主軸１２の回転によって、ボルト締付穴８１へ締め付けられる。
【００３７】
ところで、ボルト７の頭部における上面が成形誤差等によって、その軸部７２に対して垂直に形成されていない場合、この頭部の上面がソケット１３の嵌合凹部１３１内のマグネット１３３に吸着されたとき、ボルト７はソケット１３及びボルト締付穴８１に対して斜めに傾くことになる。これに対し、本発明においては、斜めに傾いたボルト７は、ソケット１３によって上方から押されるときに、その頭部の底面をボルトガイド１６のテーパ内壁面１６３に当接させる。このとき、斜めに傾いたボルト７は、頭部の底面を基準にして、ガイド穴１６２のテーパ内壁面１６３及びボルト締付穴８１に対して垂直に立てられる。これにより、ボルト７の頭部における上面がその軸部７２に対して垂直でない場合においても、ボルト締付穴８１に対するボルト７の締付不良の発生を防止することができる。
【００３８】
また、ボルトガイド１６は、ソケットガイド１４の下端によってテーパ内壁面１６３が押されてガイド穴１６２を拡径させる。これにより、テーパ内壁面１６３にボルト７を押し付けないようにすることができる。その為、ボルト７の座面に傷が付くことを防止し、これによってもボルト７の締付不良の発生を防止することができる。
【００３９】
また、ソケットガイド１４の上方には、ボルト供給パイプ１４３から供給されるボルト７を、その軸部７２を下方に向けて保持するボルトチャック１５が、ソケットガイド１４と同心上に配設してあり、ボルトチャック１５は、該ボルトチャック１５に保持するボルト７の頭部を、上記移動装置によって上方から下降するソケットのマグネット１３３に吸着させ、ボルト７を吸着した状態のソケットを挿通させるよう構成してある。
【００４０】
そのため、ボルト供給パイプ１４３から供給されたボルト７をボルトチャック１５によって一旦保持することで、ボルト７がソケットガイド１４内に落下することを防止できる。そして、ソケットは、ボルトチャック１５に保持されたボルト７の頭部をマグネット１３３に吸着し、ボルトチャック１５を通って下降する。これにより、ソケットのマグネット１３３へのボルト７の吸着を安定させることができる。
また、上記ボルト保持手段に上記のごとくマグネット１３３を用いることにより、シンプルな構成で、かつ設備費用の増大を抑えることができる。
【００４１】
このように、本例によれば、ボルト７の頭部における上面の精度が低い場合であってもボルト７の締付不良の発生を防止できるボルト締付装置１及びボルト締付方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１ ボルト締付装置
１１ モータ
１２ 回転主軸
１３ ソケット
１３１ 嵌合凹部
１３２ バネ
１３３ マグネット
１４ ソケットガイド
１４１ ソケット挿通部
１６ ボルトガイド
１６１ ガイド部
１６２ ガイド穴
１６３ テーパ内壁面
２ ソケット下降手段
３ ガイド下降手段
７ ボルト
７１ 頭部
８ ボルト締付対象
８１ ボルト締付穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルトの締付不良の発生を防止することのできるボルト締付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製品等のボルト締付穴にボルトを締め付けるためのボルト締付装置としては、ボルトの頭部に係合するソケットと、このソケットの先端側に配されたボルトチャックとを有するものが知られている。このようなボルト締付装置において、供給装置から供給されたボルトは、ボルトチャックにて一端保持される。次いで、このボルトを、先端側に前進させるソケットによって吸着する。そして、ボルトチャックを開放し、ソケットをさらに下降させた後、回転させて、ボルトの締付けを行っている。
【０００３】
特許文献１には、ソケットが、マグネットの吸着力によりボルトを吸着するボルト締付装置が示されている。
また、特許文献２には、ボルトを垂直に立てるボルトチャックと、エア吸引装置の吸引力によりボルトを吸着するソケットとを有するボルト締付装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０２４８２号公報
【特許文献２】特開２０００−５２１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ボルトの頭部における上面は、その製造時の成形誤差により、軸部に対して垂直に形成されていないことがある。そのため、特許文献１において、上記マグネットでボルトの頭部における上面を吸着したとき、ソケットに対してボルトが垂直に吸着されないことがある。この場合、ボルト締付穴に対してボルトが傾いた状態で締め付けられることになり、ボルトの締付不良を生じるおそれがある。
この問題は、特許文献２においてエア吸引装置の吸引力によってボルトを吸着する場合にも同様に生じる。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、ボルトの頭部における上面の精度が低い場合であってもボルトの締付不良の発生を防止できるボルト締付装置及びボルト締付方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、モータによって回転する回転主軸と、
該回転主軸に装着され、ボルトの頭部に嵌合しボルトを保持する嵌合凹部を下端部に有するソケットと、
該ソケットをその軸方向に下降させるソケット下降手段と、
上記ソケットを挿通可能な円筒形状を有するソケットガイドと、
該ソケットガイドを上記ソケットの軸方向に下降させるガイド下降手段と、
下方に向けて縮径するガイド穴を有するボルトガイドとを備えており、
上記ソケットの上記嵌合凹部には、ボルトを保持するためのボルト保持手段を有しており、
上記ボルトガイドは、複数のガイド部を合わせて上記ガイド穴を形成しており、
上記複数のガイド部は、上記ガイド穴のテーパ内壁面に、上記ボルト保持手段により上記嵌合凹部に保持されたボルトの頭部を受け、上記ガイド下降手段によって下降させる上記ソケットガイドの下端によって上記テーパ内壁面が押されて上記ガイド穴を拡径させるよう構成してあることを特徴とするボルト締付装置にある（請求項１）。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明に記載のボルト締付装置を用いて、ボルト締付対象におけるボルト締付穴へボルトを締め付ける方法であって、
上記ボルトガイドにおける上記ガイド穴のテーパ内壁面に、上記ソケットガイド内に配置されたボルトの頭部を受ける動作と、
上記シリンダによって上記ソケットガイドを下降させ、該ソケットガイドの下端によって上記ガイド穴のテーパ内壁面を押すことによって、該ガイド穴を拡径する動作と、
上記ソケット下降手段によって上記ボルト締付装置及び上記ソケットを下降させるとともに、上記モータによる上記回転主軸の回転によって上記ソケットを回転させ、該ソケットの上記嵌合凹部にボルトの頭部を嵌合させて、該ボルトを上記ボルト締付穴へ締め付ける動作とを行うことを特徴とするボルト締付方法にある（請求項３）。
【発明の効果】
【０００９】
ボルト締付穴へのボルトの締付を行う際には、ボルトガイドをボルト締付対象の表面に配置する。このとき、ボルトガイドのガイド穴をボルト締付穴の真上に位置させておく。そして、ソケット下降手段によって、ボルト締付装置をボルト締付位置へ移動させると共に、ボルト締付装置へボルトを供給する。こうして、ボルトは、ソケットのボルト保持手段によって保持され、このソケットの嵌合凹部に頭部を嵌合されて回転主軸の回転によって、ボルト締付穴へ締め付けられる。
【００１０】
ところで、ボルトの頭部における上面が成形誤差等によって、その軸部に対して垂直に形成されていない場合、この頭部の上面がソケットの嵌合凹部のボルト保持手段に保持されたとき、ボルトはソケット及びボルト締付穴に対して斜めに傾くことになる。これに対し、本発明においては、斜めに傾いたボルトは、ソケットによって上方から押されるときに、その頭部の底面をボルトガイドのテーパ内壁面に当接させる。このとき、斜めに傾いたボルトは、頭部の底面を基準にして、ガイド穴のテーパ内壁面及びボルト締付穴に対して垂直に立てられる。これにより、ボルトの頭部における上面がその軸部に対して垂直でない場合においても、ボルト締付穴に対するボルトの締付不良の発生を防止することができる。
【００１１】
また、ボルトガイドは、ソケットガイドの下端によってテーパ内壁面が押されてガイド穴を拡径させる。これにより、テーパ内壁面にボルトを押し付けないようにすることができる。そのため、ボルトの座面に傷が付くことを防止し、これによってもボルトの締付不良の発生を防止することができる。更にソケットの外周或いは、ボルトがフランジ付きボルトの場合フランジ部の外周が、締付中にテーパ内壁面と擦れ合うことが無い。そのため、正確な締付を行うことが出来る。
【００１２】
第２の発明のボルト締付方法によれば、第１の発明のボルト締付装置を用いて、ボルトの締付不良の発生を防止することができる。
【００１３】
このように、本発明によれば、ボルトの頭部における上面の加工精度が低い場合であってもボルトの締付不良の発生を防止できるボルト締付装置及びボルト締付方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１における、ボルト締付装置を示す説明図。
【図２】実施例１における、ボルト締付装置を示す要部拡大図。
【図３】実施例１における、ソケットを示す要部拡大図。
【図４】実施例１における、閉状態のボルトガイドを示す説明図。
【図５】実施例１における、開状態のボルトガイドを示す説明図。
【図６】図４のＡ−Ａ線矢視における要部拡大図。
【図７】実施例１における、ボルト締付装置にボルトを供給した状態を示す要部拡大図。
【図８】実施例１における、ソケットによりボルトを吸着した状態を示す要部拡大図。
【図９】実施例１における、閉状態のボルトチャックを示す要部拡大図。
【図１０】実施例１における、開状態のボルトチャックを示す要部拡大図。
【図１１】実施例１における、ボルトをボルトガイドによって受けた状態を示す要部拡大図。
【図１２】実施例１における、ソケットとマグネットに吸着されたボルトを示す説明図。
【図１３】図１２のボルトをボルトガイドによって受けた状態を示す説明図。
【図１４】実施例１における、ボルトとソケットが嵌合した状態を示す要部拡大図。
【図１５】実施例１における、ソケットガイドによりボルトガイドを押し開いた状態を示す要部拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１の発明において、上記ソケットガイドの上方には、ボルト供給パイプから供給されるボルトを、その軸部を下方に向けて保持するボルトチャックが、上記ソケットガイドと同心上に配設してあり、
上記ボルト保持手段は、上記ソケットの上記嵌合凹部内においてバネを圧縮変形させて上記嵌合凹部内へ退避可能に配されたマグネットからなり、
上記ボルトチャックは、該ボルトチャックに保持するボルトの頭部を、上記移動装置によって上方から下降する上記ソケットの上記マグネットに吸着させ、上記ボルトを吸着した状態の上記ソケットを挿通させるよう構成してあることが好ましい（請求項２）。この場合には、上記ボルト供給パイプから供給されたボルトを上記ボルトチャックによって一旦保持することで、ボルトが上記ソケットガイド内に落下することを防止できる。そして、ソケットは、上記ボルトチャックに保持されたボルトの頭部を上記マグネットに吸着し、上記ボルトチャックを通って下降する。これにより、上記ソケットの上記マグネットへのボルトの吸着を安定させることができる。
また、上記ボルト保持手段に上記のごとくマグネットを用いることにより、シンプルな構成で、かつ設備費用の増大を抑えることができる。
【実施例】
【００１６】
（実施例１）
本発明の実施例にかかるボルト締付装置１及びボルト締付方法について、図１〜図１５を用いて説明する。
本例のボルト締付装置１は、図１に示すごとく、モータ１１によって回転する回転主軸１２と、
該回転主軸１２に装着され、ボルト７の頭部７１に嵌合しボルト７を保持する嵌合凹部１３１を下端部に有するソケット１３と、該ソケット１３をその軸方向に下降させるソケット下降手段２とを有している。また、ボルト締付装置１は、ソケット１３を挿通可能な円筒形状を有するソケットガイド１４と、上記ソケットガイド１４を上記ソケット１３の軸方向に下降させるガイド下降手段３と、下方に向けて縮径するガイド穴１６２を有するボルトガイド１６とを備えている。
【００１７】
ソケット１３の上記嵌合凹部１３１には、ボルト７を保持するためのボルト保持手段を有している。また、ボルトガイド１６は、複数のガイド部１６１を合わせて上記ガイド穴１６２を形成している。
上記複数のガイド部１６１は、上記ガイド穴１６２のテーパ内壁面１６３に、上記ボルト保持手段により上記嵌合凹部１３１に保持されたボルト７の頭部７１を受け、上記ガイド下降手段３によって下降させる上記ソケットガイド１４の下端によって上記テーパ内壁面１６３が押されて上記ガイド穴１６２を拡径させるよう構成してある。
【００１８】
以下、本例に示すボルト締付装置１について、詳細に説明する。
本例においては、ボルト締付対象８が配された側を下方とし、その反対側を上方とする。また、ソケット１３において、ボルト締付対象８に対向する側を先端とし、その反対側を基端とする。
また、図２に示すごとく、本例のボルト締付対象８は、ボルト締付穴８１に隣り合う位置に、ボルト締付装置１側に向かって突出した突出部８２が形成されている。
【００１９】
ボルト締付装置１は、３次元に移動可能な移動装置（図示略）に取り付けられている。ボルト締付装置１は、図１に示すごとく、モータ１１によって回転する回転主軸１２と、該回転主軸１２に装着され、下端部にボルト７の頭部７１に嵌合する嵌合凹部１３１を有するソケット１３と、ソケット１３をその軸方向に移動させるソケット下降手段２とを備えている。また、ボルト締付装置１は、ソケット１３の下方に配されるボルト供給パイプ１４３と、ボルト供給パイプ１４３の下方に配されたボルトチャック１５と、ボルトチャック１５の下方に配されたソケットガイド１４と、該ソケットガイド１４の下方でボルト締付対象８の表面に配されたボルトガイド１６とを備えている。
【００２０】
モータ１１の先端部には、回転主軸１２を配してあり、モータ１１と回転主軸との間は、カップリング部１２１と、フローティング部１２２とを介して連結してある。カップリング部１２１は、モータ１１の軸線とボルト締付穴８１の軸線との間の心ずれを吸収し、回転主軸１２及びソケット１３の損傷を防止するものである。また、フローティング部１２２は、回転主軸１２を下方に向かって付勢するスプリング１２３を有しており、該スプリング１２３を縮めながら収縮させることで、ソケット１３とボルト７頭部７１との嵌合におけるソケット１３の推力を発生するよう構成されている。
【００２１】
回転主軸１２の先端部には、図２及び図３に示すごとく、棒形状を有するソケット１３を設けてあり、該ソケット１３の先端部には、ボルト７の頭部７１の六角形形状に嵌合する六角柱状の嵌合凹部１３１が形成してある。該嵌合凹部１３１には、ボルト７を保持するためのボルト保持手段を設けてある。本例におけるボルト保持手段は、嵌合凹部１３１の下端近傍に吸着面を位置させたマグネット１３３により構成されている。該マグネット１３３は、バネ１３２を圧縮変形させて嵌合凹部１３１内へ退避することができる。該マグネット１３３は、マグネットホルダー１３４を介してソケット１３に保持されており、ソケット１３は、マグネット１３３によりボルト７を吸着することができる。
【００２２】
モータ１１、回転主軸１２及びソケット１３は一体に連結されており、保持金具２４を介してソケット下降手段２の垂直スライド部２１に連結されている。
ソケット下降手段２は、図１に示すごとく、回転主軸１２の軸線方向と平行に配された垂直レール２３と、該垂直レール２３上を移動可能に構成された垂直スライド部２１と、該垂直スライド部２１を移動させる垂直駆動源２２とからなる。本例における垂直スライド部２１の垂直駆動源２２には、エアシリンダを用いており、垂直スライド部２１に固定されたモータ１１、回転主軸１２及びソケット１３を、垂直レール２３上において往復移動可能に構成してある。尚、垂直駆動源２２に用いられる駆動源は、エアシリンダに限られるものではなく、サーボモータや液圧シリンダ等の種々のものを用いることができる。
【００２３】
図１に示すごとく、ソケット１３の下方には、ボルト供給装置（図示略）から送出されたボルト７を、後述するボルトチャック１５に供給するボルト供給パイプ１４３を配してある。該ボルト供給パイプ１４３は、図７に示すごとく、ボルトチャック１５のチャック保持部１５２に対してパイプ回動軸１４４を介して回動可能に配設してある。ボルト供給パイプ１４３は、その先端がボルトチャック１５の上方に位置するように、スプリング１４５より付勢されており、下降するソケット１３に押されることによりスプリング１４５の付勢力に抗して、ボルト供給パイプ１４３を回動させてボルト供給パイプ１４３の先端をボルトチャック１５の外側に移動させるよう構成されている。
【００２４】
図１に示すごとく、ボルト供給パイプ１４３の下方には、ボルト供給パイプ１４３から供給されたボルト７の軸部７２を下方に向けて保持するボルトチャック１５を配してある。該ボルトチャック１５は、後述するソケットガイド１４の上方に、ソケットガイド１４と同心上に配設してある。ボルトチャック１５は、図９及び図１０に示すごとく、一対のチャック爪１５１と、該チャック爪１５１を保持するチャック保持部１５２とを有しており、一対のチャック爪１５１は、それぞれチャック回動軸を介してチャック保持部１５２に回動可能に保持されている。
【００２５】
ボルトチャック１５は、一対のチャック爪１５１を閉じ合せた状態において、先端側に向かって縮径しており、先端にボルト７の軸部７２を挿通する軸部挿通穴１５３が形成される保持状態（図９）と、チャック爪１５１が開きボルト７を保持しない開放状態（図１０）とに切換え可能に構成されている。チャック爪１５１は、通常保持状態となるようにスプリング１５４により付勢されている。このスプリング１５４は、一対のチャック爪１５１を閉状態としボルト７を保持するためのものである。したがって、スプリング１５４の付勢力は、後述するボルトガイドにエアシリンダにより付与される付勢力に比べて小さく、チャック爪１５１を容易に開状態とすることができる。
【００２６】
図１及び図２に示すごとく、ボルトチャック１５の下方には、ソケット１３を挿通するソケットガイド１４を配してある。ソケットガイド１４は、円筒形状を有するソケット挿通部１４１と、該ソケット挿通部１４１の上端から上方に延びるソケットガイド固定部１４２とからなる。ソケットガイド１４は、ソケットガイド固定部１４２によりチャック保持部１５２に保持されている。
【００２７】
上記のごとく、ボルト供給パイプ１４３とソケットガイド１４は、ボルトチャック１５のチャック保持部１５２に固定されており、チャック保持部１５２は、保持金具３４を介して、ガイド下降手段３の下降スライド部３１と連結されている。すなわち、ボルト供給パイプ１４３と、ソケットガイド１４と、ボルトチャック１５は一体に固定されると共に、ガイド下降手段３により移動可能に配されている。
【００２８】
ガイド下降手段３は、図２に示すごとく、ソケット１３の移動方向と平行に配された下降レール３２と、該下降レール３２上を移動可能に構成された下降スライド部３１と、該下降スライド部３１を移動させる下降駆動源３３とからなる。本例における下降駆動源３３は、空気圧によって構成されたエアシリンダを用いており、下降スライド部３１に一体に固定されたボルト供給パイプ１４３と、ソケットガイド１４と、ボルトチャック１５とを、下降レール３２上において往復移動可能に構成してある。尚、下降駆動源３３は、エアシリンダに限られるものではなく、サーボモータや液圧シリンダ等の種々のものを用いることができる。
【００２９】
図１に示すごとく、ソケットガイド１４の下方には、ボルトガイド１６を配してある。ボルトガイド１６は、図４〜図６に示すごとく、下方に向かって縮径するテーパ内壁面１６３を形成したガイド穴１６２を有しており、該ガイド穴１６２は、一対のガイド部１６１を合わせることで形成される。すなわち、一対のガイド部１６１には、それぞれ、ガイド穴１６２を中心軸を含む平面によって半分に分割した形状の凹部を形成してあり、一対のガイド部１６１を合わせることで１つのガイド穴１６２が形成されるよう構成してある。
【００３０】
ボルトガイド１６は、図２に示すごとく、ガイド穴１６２がボルト締付穴８１の真上に位置するようにボルト締付対象８の表面に配置される。一対のガイド部１６１には、エアシリンダ１６４からなる付勢手段を設けてあり、一対のガイド部１６１を合わせる方向に付勢している。エアシリンダ１６４により一対のガイド部１６１にかかる付勢力は、上述したフローティング部１２２のスプリング１２３の付勢力がテーパ内壁面１６３に加わった場合においても、一対のガイド部１６１を合わせた状態とする大きさに設定してある。尚、付勢手段は、エアシリンダに限られるものではなく、ガスダンパやスプリング等、種々の付勢手段を用いることができる。
【００３１】
上記のごとく構成されたボルト締付装置１におけるボルト締付方法について説明する。
ボルト締付装置１は、上記の３次元移動装置により、ボルト締付穴８１の上方へと配置される。そして、図７に示すごとく、ボルト供給装置からボルト供給パイプ１４３を介して、ボルトチャック１５の内側にボルト７が供給される。このとき、ボルトチャック１５は、図９に示すごとく、一対のチャック爪１５１が閉じた保持状態にあり、先端に形成された軸部挿通穴１５３にボルト７の軸部７２が挿通され、該軸部７２を下方に向けてボルト７を保持する。次いで、図８に示すごとく、ソケット下降手段２によりソケット１３の先端がボルトチャック１５の内側に位置するように下降させ、ソケット１３先端の嵌合凹部１３１に配したマグネット１３３によりボルト７を吸着保持する。このとき、ボルトチャック１５の上方に配されたボルト供給パイプ１４３は、下降するソケット１３に押され、付勢力に抗してパイプ回動軸１４４において回動し、ボルト供給パイプ１４３の先端がボルトチャック１５の外側の位置に配される。
【００３２】
図１０に示すごとく、ボルト７を吸着保持したソケット１３は、ソケット下降手段２によって下降し、ボルトチャック１５にかかるスプリング１５４の付勢力に抗してチャック爪１５１を押し広げ、ボルトチャック１５を開放状態とすると共に、ボルトチャック１５の内側へ挿通される。そして、ソケット１３は、ボルトチャック１５の下方に配されたソケットガイド１４のソケット挿通部１４１の内側に挿通される。このとき、図１２に示すごとく、ボルト７の頭部における上面が軸部７２に対して傾いて形成されている場合、ボルトは、ソケット１３のマグネット１３３に傾いて吸着される。
【００３３】
次いで、図１１に示すごとく、ボルト７の頭部７１をボルトガイド１６のガイド穴１６２におけるテーパ内壁面１６３に受けられる位置までソケット１３が下降させる。ボルト７は、頭部７１をテーパ内壁面１６３によって受けることによって、ボルト７の頭部における底面を基準として姿勢が矯正され、ボルト７が垂直に配される。また、図１３に示すごとく、ボルト７の頭部における上面が軸部７２に対して傾いて形成された場合においても、ボルトガイド１６によりボルト７を垂直に配することができる。
【００３４】
そして、ソケット１３は、嵌合凹部１３１とボルト７の頭部７１とが嵌合する位置までソケット下降手段２によって下降される。このとき、ソケット１３の嵌合凹部１３１とボルト７の頭部７１とが嵌合していない場合には、上述したフローティング部１２２が収縮する。そして、フローティング部１２２が収縮した状態で、モータ１１によってソケット１３を回転させると、ソケット１３の嵌合凹部１３１とボルト７の頭部７１とが嵌合する位置でフローティング部１２２が伸張し、図１４に示すごとく、ソケット１３の嵌合凹部１３１とボルト７の頭部７１とが嵌合する。このとき、ボルト７の頭部７１に押されたマグネット１３３はバネ１３２を圧縮させて、嵌合凹部１３１の内側へと退避する。
【００３５】
次いで、図１５に示すごとく、ガイド下降手段３によってソケットガイド１４を下降させ、該ソケットガイド１４の下端によってガイド穴１６２のテーパ内壁面１６３を押して、該ガイド穴１６２を拡径する。ソケット１３の嵌合凹部１３１とボルト７の頭部７１とが嵌合することにより、ソケット１３の回転がボルト７へと伝達され、ボルト７はボルト締付穴８１へと締め付けられる。
【００３６】
次に、本例のボルト締付装置１及び締付方法の作用効果について説明する。
ボルト締付穴８１へのボルト７の締付を行う際には、ボルトガイド１６をボルト締付対象８の表面に配置する。このとき、ボルトガイド１６のガイド穴１６２をボルト締付穴８１の真上に位置させておく。そして、上記移動装置によって、ボルト締付装置１をボルト締付位置へ移動させると共に、ボルト締付装置１へボルト７を供給する。こうして、ボルト７は、ソケット１３のマグネット１３３に吸着し、このソケット１３の嵌合凹部１３１に頭部を嵌合されて回転主軸１２の回転によって、ボルト締付穴８１へ締め付けられる。
【００３７】
ところで、ボルト７の頭部における上面が成形誤差等によって、その軸部７２に対して垂直に形成されていない場合、この頭部の上面がソケット１３の嵌合凹部１３１内のマグネット１３３に吸着されたとき、ボルト７はソケット１３及びボルト締付穴８１に対して斜めに傾くことになる。これに対し、本発明においては、斜めに傾いたボルト７は、ソケット１３によって上方から押されるときに、その頭部の底面をボルトガイド１６のテーパ内壁面１６３に当接させる。このとき、斜めに傾いたボルト７は、頭部の底面を基準にして、ガイド穴１６２のテーパ内壁面１６３及びボルト締付穴８１に対して垂直に立てられる。これにより、ボルト７の頭部における上面がその軸部７２に対して垂直でない場合においても、ボルト締付穴８１に対するボルト７の締付不良の発生を防止することができる。
【００３８】
また、ボルトガイド１６は、ソケットガイド１４の下端によってテーパ内壁面１６３が押されてガイド穴１６２を拡径させる。これにより、テーパ内壁面１６３にボルト７を押し付けないようにすることができる。その為、ボルト７の座面に傷が付くことを防止し、これによってもボルト７の締付不良の発生を防止することができる。
【００３９】
また、ソケットガイド１４の上方には、ボルト供給パイプ１４３から供給されるボルト７を、その軸部７２を下方に向けて保持するボルトチャック１５が、ソケットガイド１４と同心上に配設してあり、ボルトチャック１５は、該ボルトチャック１５に保持するボルト７の頭部を、上記移動装置によって上方から下降するソケットのマグネット１３３に吸着させ、ボルト７を吸着した状態のソケットを挿通させるよう構成してある。
【００４０】
そのため、ボルト供給パイプ１４３から供給されたボルト７をボルトチャック１５によって一旦保持することで、ボルト７がソケットガイド１４内に落下することを防止できる。そして、ソケットは、ボルトチャック１５に保持されたボルト７の頭部をマグネット１３３に吸着し、ボルトチャック１５を通って下降する。これにより、ソケットのマグネット１３３へのボルト７の吸着を安定させることができる。
また、上記ボルト保持手段に上記のごとくマグネット１３３を用いることにより、シンプルな構成で、かつ設備費用の増大を抑えることができる。
【００４１】
このように、本例によれば、ボルト７の頭部における上面の精度が低い場合であってもボルト７の締付不良の発生を防止できるボルト締付装置１及びボルト締付方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１ ボルト締付装置
１１ モータ
１２ 回転主軸
１３ ソケット
１３１ 嵌合凹部
１３２ バネ
１３３ マグネット
１４ ソケットガイド
１４１ ソケット挿通部
１６ ボルトガイド
１６１ ガイド部
１６２ ガイド穴
１６３ テーパ内壁面
２ ソケット下降手段
３ ガイド下降手段
７ ボルト
７１ 頭部
８ ボルト締付対象
８１ ボルト締付穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータによって回転する回転主軸と、
該回転主軸に装着され、ボルトの頭部に嵌合しボルトを保持する嵌合凹部を下端部に有するソケットと、
該ソケットをその軸方向に下降させるソケット下降手段と、
上記ソケットを挿通可能な円筒形状を有するソケットガイドと、
該ソケットガイドを上記ソケットの軸方向に下降させるガイド下降手段と、
下方に向けて縮径するガイド穴を有するボルトガイドとを備えており、
上記ソケットの上記嵌合凹部には、ボルトを保持するためのボルト保持手段を有しており、
上記ボルトガイドは、複数のガイド部を合わせて上記ガイド穴を形成しており、
上記複数のガイド部は、上記ガイド穴のテーパ内壁面に、上記ボルト保持手段により上記嵌合凹部に保持されたボルトの頭部を受け、上記ガイド下降手段によって下降させる上記ソケットガイドの下端によって上記テーパ内壁面が押されて上記ガイド穴を拡径させるよう構成してあることを特徴とするボルト締付装置。
【請求項２】
請求項１に記載のボルト締付装置において、上記ソケットガイドの上方には、ボルト供給パイプから供給されるボルトを、その軸部を下方に向けて保持するボルトチャックが、上記ソケットガイドと同心上に配設してあり、
上記ボルト保持手段は、上記ソケットの上記嵌合凹部内においてバネを圧縮変形させて上記嵌合凹部内へ退避可能に配されたマグネットからなり、
上記ボルトチャックは、該ボルトチャックに保持するボルトの頭部を、上記移動装置によって上方から下降する上記ソケットの上記マグネットに吸着させ、上記ボルトを吸着した状態の上記ソケットを挿通させるよう構成してあることを特徴とするボルト締付装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のボルト締付装置を用いて、ボルト締付対象におけるボルト締付穴へボルトを締め付ける方法であって、
上記ボルトガイドにおける上記ガイド穴のテーパ内壁面に、上記ソケットガイド内に配置されたボルトの頭部を受ける動作と、
上記シリンダによって上記ソケットガイドを下降させ、該ソケットガイドの下端によって上記ガイド穴のテーパ内壁面を押すことによって、該ガイド穴を拡径する動作と、
上記ソケット下降手段によって上記ボルト締付装置及び上記ソケットを下降させるとともに、上記モータによる上記回転主軸の回転によって上記ソケットを回転させ、該ソケットの上記嵌合凹部にボルトの頭部を嵌合させて、該ボルトを上記ボルト締付穴へ締め付ける動作とを行うことを特徴とするボルト締付方法。
【請求項１】
モータによって回転する回転主軸と、
該回転主軸に装着され、ボルトの頭部に嵌合しボルトを保持する嵌合凹部を下端部に有するソケットと、
該ソケットをその軸方向に下降させるソケット下降手段と、
上記ソケットを挿通可能な円筒形状を有するソケットガイドと、
該ソケットガイドを上記ソケットの軸方向に下降させるガイド下降手段と、
下方に向けて縮径するガイド穴を有するボルトガイドとを備えており、
上記ソケットの上記嵌合凹部には、ボルトを保持するためのボルト保持手段を有しており、
上記ボルトガイドは、複数のガイド部を合わせて上記ガイド穴を形成しており、
上記複数のガイド部は、上記ガイド穴のテーパ内壁面に、上記ボルト保持手段により上記嵌合凹部に保持されたボルトの頭部を受け、上記ガイド下降手段によって下降させる上記ソケットガイドの下端によって上記テーパ内壁面が押されて上記ガイド穴を拡径させるよう構成してあることを特徴とするボルト締付装置。
【請求項２】
請求項１に記載のボルト締付装置において、上記ソケットガイドの上方には、ボルト供給パイプから供給されるボルトを、その軸部を下方に向けて保持するボルトチャックが、上記ソケットガイドと同心上に配設してあり、
上記ボルト保持手段は、上記ソケットの上記嵌合凹部内においてバネを圧縮変形させて上記嵌合凹部内へ退避可能に配されたマグネットからなり、
上記ボルトチャックは、該ボルトチャックに保持するボルトの頭部を、上記移動装置によって上方から下降する上記ソケットの上記マグネットに吸着させ、上記ボルトを吸着した状態の上記ソケットを挿通させるよう構成してあることを特徴とするボルト締付装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のボルト締付装置を用いて、ボルト締付対象におけるボルト締付穴へボルトを締め付ける方法であって、
上記ボルトガイドにおける上記ガイド穴のテーパ内壁面に、上記ソケットガイド内に配置されたボルトの頭部を受ける動作と、
上記シリンダによって上記ソケットガイドを下降させ、該ソケットガイドの下端によって上記ガイド穴のテーパ内壁面を押すことによって、該ガイド穴を拡径する動作と、
上記ソケット下降手段によって上記ボルト締付装置及び上記ソケットを下降させるとともに、上記モータによる上記回転主軸の回転によって上記ソケットを回転させ、該ソケットの上記嵌合凹部にボルトの頭部を嵌合させて、該ボルトを上記ボルト締付穴へ締め付ける動作とを行うことを特徴とするボルト締付方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−２１０６７８（Ｐ２０１２−２１０６７８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７７３０８（Ｐ２０１１−７７３０８）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【出願人】（０００１５８９７６）技研工業株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【出願人】（０００１５８９７６）技研工業株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
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