JP2010284705A - 接合機へのナット供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保持ピン先端の揺れを効果的に防止することで、該保持ピンに保持したナットを溶接機などの接合機の位置決めピンに確実に嵌め合わせることができる接合機へのナット供給装置を提供。
【解決手段】傾斜シュート１２及び湾曲シュート１３と、案内ロッド２０及び案内ロッド２０を斜下方へ往復移動させる駆動手段２５は、支持部材３３に水平支持軸３５を介して回動調整可能に取り付けられた架台２２に設置され、支持部材３３は接合機１の本体アーム２に連結固定される。案内ロッド２０が斜下方へ前進移動したとき、該案内ロッド２０の前端に突設した保持ピン２１が支持機構４０に支持されているナットのねじ孔に貫通して、串刺し状に保持すると共に、保持ピン２１の先端が位置決めピン５の先端に接近移動し、保持ピン２１に保持されているナットのねじ孔を位置決めピン５に嵌め合わせて供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属薄板に固着する溶接ナットやクリンチナットを、接合機であるスポット溶接機や自動かしめ機に自動供給する接合機へのナット供給装置に関するものであり、特に呼び径がＭ１．６前後の微小径の溶接ナットやクリンチナットを確実に、かつ自動的に供給するのに適した接合機へのナット供給装置に関するものである。

スポット溶接機へのナット供給装置として、複数のナットが同じ向きに並列して連続的に供給される下向きに傾斜した供給シュートの終端にナット送出口が設けられ、該ナット送出口と交叉して斜下方へ往復移動可能に配設された案内ロッドの前端に、前記ナット送出口に支持されている前記ナットのねじ孔に貫通して、該ナットを串刺し状に保持する保持ピンが突設されていて、前記案内ロッドが斜下方へ前進移動し、前記保持ピンの先端が接合機の接合位置に接近移動したとき、該保持ピンに保持されている前記ナットが前記接合位置に設けた位置決めピンに嵌め合わせて供給される構成としたものは、従来技術として知られている（特許文献１〜２参照）。

上記従来のナット供給装置により供給される溶接ナットの用途は主として自動車産業分野であり、ねじの呼び径がＭ６〜Ｍ１２であった。このためナットのねじ孔に貫通して該ナットを保持する前記保持ピンの径は比較的大きく、該保持ピン先端の揺れによる前記ナットの前記位置決めピンに対する嵌め合わせに支障を来たすことは無かった。

しかし、供給されるナットの呼び径がＭ１．６前後の微小径の場合、そのねじ孔の孔径も１ｍｍ前後の小径であるため、前記保持ピンも細くなり、該保持ピン先端の揺れによって、溶接機側の位置決めピンに対するナットの嵌め合わせができないおそれがあった。しかも、この種のナット供給装置は、溶接機の近くに設置した架台に取り付けられるため、溶接機側、あるいは架台側に工場内の振動が伝達されると、該振動により前記保持ピンの先端に微妙な揺れが生じるので、該保持ピン先端の揺れによる前記位置決めピンへのナットの嵌め合わせに支障を来たすという問題もある。

本発明の課題は、前記保持ピン先端の揺れを効果的に防止することで、上記の問題点を解決し、該保持ピンに保持したナットを溶接機などの接合機の位置決めピンに確実に嵌め合わせることができる接合機へのナット供給装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、複数のナットが同じ向きに並列して連続的に供給される下向きに傾斜した供給シェートの終端にナット送出口が設けられ、該ナット送出口と交叉して斜下方へ往復移動可能に配設された案内ロッドの前端に、前記ナット送出口に支持されている前記ナットのねじ孔に貫通して、該ナットを串刺し状に保持する保持ピンが突設されていて、前記案内ロッドが斜下方へ前進移動し、前記保持ピンの先端が接合機の接合位置に接近移動したとき、該保持ピンに保持されている前記ナットが前記接合位置に設けた位置決めピンに嵌め合わせて供給される構成とした接合機へのナット供給装置であって、前記供給シュートは、上端に前記ナットの接合面を上向きの姿勢で送り込むナット送入口を有し、斜下方へ傾斜する傾斜シュートと、該傾斜シュートの下端に連結されて斜下方へ弧状に湾曲する湾曲シュートとで構成され、前記湾曲シュートの終端に設けた前記ナット送出口に、送り込まれてきた前記ナットをその接合面が前記案内ロッドの軸線に対してほぼ直交する斜下向きの姿勢で支持するナット支持機構が設けられており、前記傾斜シュート及び前記湾曲シュートと、前記案内ロッド及び該案内ロッドを斜下方へ往復移動させる駆動手段は、支持部材に水平支持軸を介して回動調整可能に取り付けられた架台に設置され、かつ、前記支持部材は前記接合機に連結固定される構成であり、前記案内ロッドが斜下方へ前進移動したとき、前記保持ピンが前記支持機構に支持されている前記ナットのねじ孔に貫通して、前記ナットを串刺し状に保持すると共に、該保持ピンの先端が前記位置決めピンの先端に接近移動し、該保持ピンに保持されている前記ナットのねじ孔を前記位置決めピンに嵌め合わせて供給することを特徴とする接合機へのナット供給装置である。

請求項２に係る発明は、前記案内ロッド及び該案内ロッドを斜下方へ往復移動させる駆動手段が、前記架台に設置され、かつ、前記傾斜シュート及び前記湾曲シュートが、前記架台に第２の水平支持軸を介して回動調整可能に取り付けられていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、前記ナット支持機構が、前記ナットを所定位置において支持する開閉可能な一対の係止爪体を備えていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、前記案内ロッドの駆動手段がエアシリンダであって、前記案内ロッドの斜下方への前進位置を該案内ロッドに嵌装したストッパが前記架台に当接することにより規制して、前記案内ロッドの前端に突設した前記保持ピンの先端に前記接合装置の位置決めピンの先端に正確に接近移動するように調整されていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、前記傾斜シュートのナット通過溝が上面側に開口して設けられていて、前記ナット通過溝内に位置しているナットがを目視可能な構造であることを特徴とする。

本発明のナット供給装置は、ナットの供給シュートが、上端に前記ナットの接合面を上向きの姿勢で送り込むナット送入口を有し、斜下方へ傾斜する傾斜シュートと、該傾斜シュートの下端に連結されて斜下方へ弧状に湾曲する湾曲シュートとで構成されているので、前記湾曲シュートを前記接合機の作動に干渉することなく接合位置に接近して配設することが可能となり、該湾曲シュートの終端に設けた前記ナット送出口から前記接合位置に設けた前記位置決めピンまでの離間距離を最小限度まで短くして、前記案内ロッドの前進移動距離を短くすることにより、該案内ロッドの前端に突設した細い前記保持ピンの先端の揺れを防止すると共に、前記傾斜シュート及び前記湾曲シュートと、前記案内ロッド及び該案内ロッドを斜下方へ往復移動させる駆動手段を設置する前記架台が、前記支持部材を介して前記接合機に連結固定されているので、振動による相互間の離間距離の微小な変位を防止することができ、前記案内ロッドの前端に突設した前記保持ピン先端の振動による揺れを効果的に防止することによって、前記保持ピンに保持した前記ナットを前記位置決めピンに確実に嵌め合わせることができるという効果を奏する。

請求項２に係る発明によれば、前記湾曲シュートの終端に設けた前記ナット送出口の位置を前記保持ピンに対して容易に微調整することができ、使用、取扱いに便利である。

請求項３に係る発明によれば、前記ナット送出口に送り込まれた最先のナットを所定位置において正確に支持し、前記保持ピンによる前記ナットの保持が確実にできる。

請求項４に係る発明によれば、前記案内ロッドの駆動手段としてエアシリンダを採用した場合において、前記案内ロッドに嵌装した前記ストッパにより、前記案内ロッドの前端に突設した前記保持ピンの前進位置を正確に調整することができる。

請求項５に係る発明によれば、前記傾斜シュートに送り込まれた前記ナットが正しい姿勢で給送されているか否かを目視によって容易に確認できる。

本発明のナット供給装置をスポット溶接機に適用した実施例１を示す一部切欠き正面図である。 図１の２−２線に沿う断面拡大図である。 図１の３−３線に沿う断面拡大図である。 図１の要部拡大縦断面図である。 図４の５−５線に沿う矢視図で、ナット支持機構の正面図である。 図５の破線で示す円形部分の拡大図である。 図５の７−７線に沿う矢視図で、ナット支持機構の平面図である。 図７の破線で示す円形部分の拡大図である。 同上ナット支持機構の作動状態を示す平面図である。 図９の破線で示す円形部分の拡大図である。 図１に示した本発明のナット供給装置の保持ピンに保持した溶接ナットがスポット溶接機の接合位置に設けた位置決めピンに嵌め合わされる工程を示す説明図で、（ａ）は保持ピンが位置決めピンに接近移動した状態を示し、（ｂ）は保持ピンに保持したナットが位置決めピンに嵌め合わされる状態を示し、（ｃ）は位置決めピンに対するナットの嵌め合わせが完了した状態を示している。 本発明のナット供給装置を自動かしめ機にクリンチナットを供給するのに適用した実施例２に係る保持ピンが位置決めピンに接近移動した状態を示す説明図である。 同上保持ピンに保持したクリンチナットが位置決めピンに嵌め合わされる状態を示す説明図である。 同上位置決めピンに嵌め合わされたクリンチナットをかしめて金属薄板に固着するかしめ工程を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１ないし図１１は、本発明のナット供給装置をスポット溶接機における溶接ナットの供給に適用した実施の形態を示している。

スポット溶接機１は、本体の支持アーム２に固定された下側電極３と、該下側電極３に対向して配置され上下往復動する上側電極４とを備えている。下側電極３の上端部には後述する溶接ナット６０を嵌め合わせて支持する位置決めピン５が設けられている。該位置決めピン５は、図１１（ａ）に示されている。該位置決めピン５は、図１１（ａ）に示されているように、下側電極３に上下動可能に嵌挿されていて、押しばね６により上方へ突出勝手に付勢されている。

溶接ナット（以下、ナットという）６０はステンレス鋼製で、呼び径がＭ１．６前後の微小サイズで、そのねじ孔６１の内径も１．０ｍｍ前径の微小径であり、接合面６２に複数の溶接突起６３が突設されている（図２〜図４参照）。

ナット供給装置１０の主要部を構成し、ナット６０を連続的に案内給送する供給シュート１１は、上端にナット送入口１４を有し、斜下方へ傾斜して配設される傾斜シュート１２と、該傾斜シュート１２の下端に連結されて斜下方へ弧状に湾曲する湾曲シュート１３とで構成され、湾曲シュート１３の終端にナット送出口１５が設けられている。

傾斜シュート１２は、図２に示されているように、ナット通過溝１６が上面側に開口して設けられていて、ナット６０がその接合面６２を上向きの姿勢でナット送入口１４から連続的に送り込まれ、ナット通過溝１６内を通過するナット６０が目視により容易に確認できる構造になっている。ナット通過溝１６の開口は蓋板１７で部分的に覆われていて、ナット６０が不測にナット通過溝１６から脱落するのを防止している。

湾曲シュート１３は、図３に示されているように、ナット通過溝１８が側面側に開口して設けられていて、傾斜シュート１２を通じて送り込まれるナット６０がその接合面６２を徐々に斜下向きの姿勢に変えながらナット送出口１５に送り込まれるようになっている（図４参照）。ナット通過溝１８の開口も蓋板１９で部分的に覆われていて、ナット６０が不測にナット通過溝１８から脱落するのを防止している。

湾曲シュート１３の終端部には、後述するように、ナット送出口１５に送り込まれたナット６０を所定位置に支持するナット支持機構４０が設けられている。

ナット送出口１５と交叉して斜下方へ往復移動可能に配設される案内ロッド２０の前端には、ナット送出口１５に支持されているナット６０のねじ孔６１に貫通して、該ナット６０を串刺し状に保持する保持ピン２１が突設されている。該案内ロッド２０は、架台２２の前壁板２３にブッシュ２４を介して軸方向へ摺動自在に貫通して支承され、その後端部は架台２２の後部に固装したエアシリンダ２５のピストンロッド２６に調節接続具２７を介して連動連結され、エアシリンダ２５によって軸方向へ往復移動されるようになっている。また、案内ロッド２０の後端部に嵌挿したストッパ２８が案内ロッド２０の前進移
動時に架台２２の前壁板２３に当接して、該案内ロッド２０の前進位置を正確に規制している。架台２２には傾斜シュート１２と湾曲シュート１３を支持するブラケット２９が固着して立設されている。

傾斜シュート１２と湾曲シュート１３は、傾斜シュート１２の中間部位に取付け固定した支持ブラケット３０が水平支持軸を兼ねるボルト・ナット３１を介してブラケット２９に連結支持され、架台２２に対してボルト・ナット（第２の水平支持軸）３１を支点に回動調整可能に取り付けられ、湾曲シュート１３の終端に設けたナット送出口１５の位置を案内ロッド２０前端の保持ピン２１に対して容易に微調整できるようになっている。また、架台２２には支持部材３３に支持させるための支持ブラケット３２が取付け固定されている。

支持部材３３には、架台２２を支持するブラケット３４が固着して立設されていて、架台２２の支持ブラケット３２が水平支持軸を兼ねるボルト・ナット３５を介してブラケット３４に連結支持され、架台２２が支持部材３３に対してボルト・ナット（第１の水平支持軸）３５を支点に回動調整可能に取り付けられている。

支持部材３３は、スポット溶接機１の支持アーム２にクランプ３６を介して取付け固定される。したがって、傾斜シュート１２及び湾曲シユート１３と、案内ロッド２０及びその駆動手段であるエアシリンダ２５を設置する架台２２が支持部材３３を介して直接、スポット溶接機１に連結固定されている。そして、架台２２を第１の水平支持軸を兼ねるボルト・ナット３５を支点に回動調整することによって、案内ロッド２０の前進移動時に、保持ピン２１の先端を位置決めピン５の先端に正確に接近移動させることができるようになっている。

湾曲シュート１３の終端部に設けられるナット支持機構４０について、図４ないし図１０を参照して説明する。該ナット支持機構４０は、湾曲シュート１３の終端部に固着して、ナット送出口１５の底部側を覆うＬ字形の取付ブラケット４１を含んでいる。該取付ブラケット４１にはナット送出口１５に合致する通孔４２が設けられている。また、取付ブラケット４１の底部にはタッチセンサ４３が絶縁体４４を介して嵌挿されていて、ナット送出口１５に送り込まれてきた最先のナット６０がタッチセンサ４３に当接して検出されると共に、当接支持される。さらに、取付ブラケット４１には、ナット送出口１５の両側に配設される一対の係止爪体４５，４５が枢支ピン４６，４６を介して回動可能に取り付けられている。両係止爪体４５，４５は相対向する前部が先細に形成されていると共に、ナット送出口１５に位置しているナット６０の両側部分が係合して支持される係止凹部４７，４７が相対向して設けられている。両係止爪体４５，４５の外側端には前方へ延びるアーム４８，４８が固着されていて、両アーム４８，４８に掛張した引張りばね４９により、図７及び図８に示すように、両係止爪体４５，４５の前端が相対向して接近する閉じ位置に付勢されている。図中５０，５０は、両係止爪体４５，４５が当接して閉じ位置に停止するように規制するストッパピンで、調整ねじピンの形態として取付ブラケット４１に装着されている。

両係止爪体４５，４５が閉じ位置にあるとき、ナット送出口１５に送り込まれてタッチセンサ４３に当接支持されたナット６０の両側部分が係止凹部４７，４７に係合して、ナット６０がナット送出口１５から脱落するのを阻止している。一方、案内ロッド２０が斜下方へ前進移動したとき、前端に突設した保持ピン２１がナット送出口１５に支持されているナット６０のねじ孔６１に貫通して、該ナット６０を串刺し状に保持すると共に、前進移動すると、図９及び図１０に示すように、保持ピン２１に保持されているナット６０で両係止爪体４５，４５を引張りばね４９に抗して押し開げ、通孔４２を通じて湾曲シュート１３から押し出される。さらに、案内ロッド２０が斜下方へ前進移動すると、図１１に示すように保持ピン２１の先端がスポット溶接機１の位置決めピン５の先端に接近した位置で案内ロッド２０は停止する（図１１（ａ）参照）。続いて図１１（ｂ）に示すように、保持ピン２１に保持されているナット６０が慣性力を伴う自重により落下移動して、そのねじ孔６１を位置決めピン５に嵌め合わせて供給される。

然るのち、案内ロッド２０が、図１及び図４に実線で示す位置まで後退移動して停止し、次のナット供給に備える。

一方、図１１（ｃ）に示すように位置決めピン５にナット６０が嵌め合わせられると、上側電極４が下降し、ナット６０を位置決めピン５と共に押し下げ、予め、位置決めピン５に嵌め合わせて下側電極３に載置されている金属薄板６５にナット６０を押圧した状態で通電し、溶接突起６３を溶着してナット６０が金属薄板６５に溶接される。

図１２ないし図１４は、本発明のナット供給装置を自動かしめ機にクリンチナット８０を供給するのに適用した実施の形態を示している。ナット供給装置自体の構成は上記した実施例１と同じであるので説明は省略する。

図１２は、自動かしめ機の主要部であるかしめダイス７１と、該かしめダイス７１の上方に対向して配置され、プレス機等により上下動されるかしめパンチ７２を示している。かしめダイス７１には、位置決めピン７３が上下摺動可能に嵌挿されている。該位置決めピン７３は、図１４に示されているように、かしめダイス７１に内装した押しばね７４によって、上方へ付勢されている。

また、かしめダイス７１の上端面には、かしめ作業凹部７５が設けられている。

クリンチナット８０はステンレス鋼製で、締付け座面側にかしめ用円筒部８２がねじ孔８１と同心状に突設されており、ねじ呼び径Ｍ１．６前後の微小ねじである。

図１２に示すように、案内ロッド２０が斜下方に前進移動し、クリンチナット８０のねじ孔８１に貫通して該クリンチナット８０を串刺し状に保持する保持ピン２１が位置決めピン７３の先端に接近した位置で停止すると、保持ピン２１に保持さているクリンチナット８０が慣性力を伴う自重により落下移動して、図１３に示すように、そのねじ孔８１をかしめ用円筒部８２側から位置決めピン７３に嵌め合わせて供給される。続いて、案内ロッド２０が待機位置まで後退移動する。

一方、位置決めピン７３には予め、金属薄板８５に設けた取付孔８６を嵌め合わせてかしめダイス７１の上端面に金属薄板８５が載置されていて、図１４に示すように、かしめパンチ７２が下降してクリンチナット８０を位置決めピン７３と共に押し下げ、クリンチナット８０のかしめ用円筒部８２が取付孔８６を貫通した後、さらにかしめパンチ７２でクリンチナット８０を押圧すると、かしめ用円筒部８２が位置決めピン７３の下拡がりの円錐台形状側面７６により半径方向へかしめ変形されてクリンチナット８０が金属薄板８５にかしめ結合される。

本発明は、呼び径がＭ１．６前後の微小サイズの溶接ナット又はクリンチナットを接合機であるスポット溶接機又は自動かしめ機に供給するのに好適である。

１ スポット溶接機
２ 支持アーム
３ 下側電極
４ 上側電極
５ 位置決めピン
１０ ナット供給装置
１１ 供給シュート
１２ 傾斜シュート
１３ 湾曲シユート
１４ ナット送入口
１５ ナット送出口
１６，１８ ナット通過溝
１７，１９ 蓋板
２０ 案内ロッド
２１ 保持ピン
２２ 架台
２３ 前壁板
２５ エアシリンダ
２８ ストッパ
２９ ブラケット
３０ 支持ブラケット
３１ ボルト・ナット（第２の水平支持軸）
３２ 支持ブラケット
３３ 支持部材
３４ ブラケット
３５ ボルト・ナット（第１の水平支持軸）
３６ クランプ
４０ ナット支持機構
４１ 取付ブラケット
４２ 通孔
４３ タッチセンサ
４５ 係止爪体
４６ 枢支ピン
４７ 係止凹部
４８ アーム
４９ 引張りばね
５０ ストッパピン
６０ 溶接ナット（ナット）
６１ ねじ孔
６２ 接合面
６３ 溶接突起
６５ 金属薄板
７１ かしめダイス
７２ かしめパンチ
７３ 位置決めピン
８０ クリンチナット
８１ ねじ孔
８２ かしめ用円筒部
８５ 金属薄板

特公昭４７−４１６５５号公報 実開昭４９−３０５３４号公報

Claims (7)

1. 複数のナットが同じ向きに並列して連続的に供給される下向きに傾斜した供給シェートの終端にナット送出口が設けられ、該ナット送出口と交叉して斜下方へ往復移動可能に配設された案内ロッドの前端に、前記ナット送出口に支持されている前記ナットのねじ孔に貫通して、該ナットを串刺し状に保持する保持ピンが突設されていて、前記案内ロッドが斜下方へ前進移動し、前記保持ピンの先端が接合機の接合位置に接近移動したとき、該保持ピンに保持されている前記ナットが前記接合位置に設けた位置決めピンに嵌め合わせて供給される構成とした接合機へのナット供給装置であって、
   前記供給シュートは、上端に前記ナットの接合面を上向きの姿勢で送り込むナット送入口を有し、斜下方へ傾斜する傾斜シュートと、該傾斜シュートの下端に連結されて斜下方へ弧状に湾曲する湾曲シュートとで構成され、
   前記湾曲シュートの終端に設けた前記ナット送出口に、送り込まれてきた前記ナットをその接合面が前記案内ロッドの軸線に対してほぼ直交する斜下向きの姿勢で支持するナット支持機構が設けられており、
   前記傾斜シュート及び前記湾曲シュートと、前記案内ロッド及び該案内ロッドを斜下方へ往復移動させる駆動手段は、支持部材に水平支持軸を介して回動調整可能に取り付けられた架台に設置され、かつ、前記支持部材は前記接合機に連結固定される構成であり、 前記案内ロッドが斜下方へ前進移動したとき、前記保持ピンが前記支持機構に支持されている前記ナットのねじ孔に貫通して、前記ナットを串刺し状に保持すると共に、該保持ピンの先端が前記位置決めピンの先端に接近移動し、該保持ピンに保持されている前記ナットのねじ孔を前記位置決めピンに嵌め合わせて供給することを特徴とする接合機へのナット供給装置。
2. 前記案内ロッド及び該案内ロッドを斜下方へ往復移動させる駆動手段は、前記架台に設置され、かつ、前記傾斜シュート及び前記湾曲シュートは、前記架台に第２の水平支持軸を介して回動調整可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の接合機へのナット供給装置。
3. 前記ナット支持機構は、前記ナットを所定位置において支持する開閉可能な一対の係止爪体を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の接合機へのナット供給装置。
4. 前記案内ロッドの駆動手段がエアシリンダであって、前記案内ロッドの斜下方への前進位置を該案内ロッドに嵌装したストッパが前記架台に当接することにより規制して、前記案内ロッドの前端に突設した前記保持ピンの先端に前記接合装置の位置決めピンの先端に正確に接近移動するように調整されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の接合機へのナット供給装置。
5. 前記傾斜シュートのナット通過溝が上面側に開口して設けられ、前記ナット通過溝内に位置しているナットが目視可能な構造であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の接合機へのナット供給装置。
6. 前記接合機がスポット溶接機である請求項１ないし５のいずれかに記載の接合機へのナット供給装置。
7. 前記接合機がクリンチナットの自動かしめ機である請求項１ないし５のいずれかに記載の接合機へのナット供給装置。

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