JP4653045B2 - ナット自動供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークにねじ止めされるナットをナット回転用のソケットに供給するナット自動供給装置に関し、特に、コネクティングロッドとロッドキャップとを締結するためのボルトにねじ止めされるナットをソケットに供給するナット自動供給装置に関する。

ボルトやナットを被締結部品であるワークに自動的に装着する場合には、通常、ナットなどを自動的に整列して搬送するパーツフィーダが使用されている。例えば、特許文献１には、パーツフィーダから延びる供給通路内を整列されて搬送されたナットを磁力により保持する保持部材と、ナットが挿入される嵌合孔が形成された供給ロッドと、保持部材を供給ロッドの嵌合孔に対向する位置まで駆動するエアシリンダとを有し、嵌合孔に受け渡されたナットを供給ロッドによりボルトにまで移動するようにしたナット供給装置が開示されている。また、特許文献２には、ボルトとナットとを仮締めするために、それぞれパーツフィーダにより搬送し、シュートにより落下して位置決めされたボルトに対してナットランナーによりナットを仮締めするようにしたボルトナットの仮締め装置が開示されている。さらに、特許文献３には、パーツフィーダにより整列された状態でナットを自重落下させて案内するシュータと、シュータの下端部で１つのナットを保持するナット受け部材と、ナットをナット受け部材からワークに搬送するナットランナーとを有するナット自動セット装置が開示されている。
特開平６−１７０６６１号公報 特開平６−５５３７８号公報 実開平６−７１０３１号公報

ナットが装着されるワークの近傍にまで、パーツフィーダにより整列されたナットを供給通路により案内するようにすると、ワークに対してナットを装着するステージの周囲にパーツフィーダから延びる供給通路を設ける必要がある。さらには、供給通路からナットを１つずつ取り出してナットを保持する部材、および保持されたナットの姿勢を変更したり、ワークのナット取付位置までナットを移動するためのエアシリンダ等が必要となる。このため、ナットを装着するステージの周囲に、ナット供給するための装置を構成する多くの部材を配置しなければならず、装置に誤作動が発生した場合や定期的な保守点検に多くの時間がかかることになる。

特に、エンジンの組立ラインにおいては、エンジンを支持台車により多数のステージを搬送しながらエンジンの組立や仮組立作業を行っており、組立には複数のボルトとナットが使用されている。例えば、ピストンとクランク軸とを連結するコネクティングロッドは、その一端部でピストンに連結され、他端部でクランク軸のジャーナル部に連結されており、コネクティングロッドの一端部にはピストンピンが貫通する貫通孔が形成され、他端部にはロッドキャップが取り付けられるようになっている。コネクティングロッドの他端面とロッドキャップにはクランク軸のジャーナル部に接触する半円形状の円弧面が形成されており、ロッドキャップはコネクティングロッドにボルトとこれにねじ止めされるナットとにより締結されている。１つのコネクティングロッドにはボルトとナットが２つずつ取り付けられているので、４気筒エンジンではそれぞれが８つずつ取り付けられることになる。エンジンの組立能率を高めるにはコネクティングロッドおよびロッドキャップに対するボルトとナットの供給と締結動作を短時間で自動的に行うことが望ましい。

このため、同一のステージで全てのナットをそれぞれのコネクティングロッドに装着するには、従来のように、パーツフィーダにより整列されたナットを供給通路によりワークであるコネクティングロッドにまで案内するようにすると、１つのステージに８つのパーツフィーダを配置する必要があり、現実的には同一のステージで全てのナットを装着するのは困難である。ナットの装着を複数のステージに分離して行うと、エンジンの組立ラインが長くなる。一方、１つのステージで全てのナットを装着する場合においても、エンジン組立ラインのサイクルタイムに限度があるので、ナットの装着に過大な時間をかけることはできない。

本発明の目的は、ワークに対して装着されるナットを短時間でソケットに供給することができるナット自動供給装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、コネクティングロッドとロッドキャップとを締結するためのボルトにねじ止めされるナットをソケットに供給することができるナット自動供給装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、コネクティングロッドとロッドキャップとの締結を迅速に行うことができてエンジン組立能率を向上し得るナット自動供給装置を提供することにある。

本発明のナット自動供給装置は、上端部にナット嵌合穴を有するソケットが回転自在に設けられた支持台と、前記支持台の上方に上下動自在に配置される可動台座と、前記可動台座に取り付けられ、ナットをそのねじ孔内に貫通した状態で落下案内するナット案内棒をクランプする下側チャックが設けられた下側クランプ具と、前記可動台座に固定される上側台座に取り付けられ、前記ナット案内棒を前記下側チャックよりも上側の部分でクランプする上側チャックが設けられた上側クランプ具と、前記可動台座を上下方向に駆動し、前記ナット案内棒にその上端から装入された前記ナットを前記上側チャックにより支持した状態のもとで、前記ナット案内棒の下端面が前記ソケットの上端面に向かうように前記可動台座を下降移動する上下動手段と、前記上側チャックを開閉駆動し、前記上側チャックを開放することにより前記ナット案内棒をクランプした状態の前記下側チャックに向けて、前記ナットを前記ナット案内棒により案内しつつ前記上側チャックから落下させる第１の開閉手段と、前記下側チャックを開閉駆動し、前記上側チャックにより前記ナット案内棒をクランプした状態のもとで、前記下側チャックを開放することにより前記ナットを前記ナット案内棒により案内しつつ前記ナット嵌合穴に向けて、前記下側チャックから落下供給する第２の開閉手段とを有し、前記下側チャックの突起部が係合する小径の下側くびれ部と、前記上側チャックの突起部が係合する小径の上側くびれ部とを前記ナット案内棒に形成することを特徴とする。

本発明のナット自動供給装置は、上端に向かうに従って小径となるテーパ部が上端部に設けられ、前記ナット案内棒の下端部に形成された芯出し穴に挿入される芯出しロッドを前記ソケットに設け、前記ナット案内棒から前記芯出しロッドを介して前記ナットを前記ナット嵌合穴に供給することを特徴とする。

本発明のナット自動供給装置は、前記支持台に複数のソケットを設け、前記ソケットの数に対応した数の下側チャックを前記下側クランプ具に設け、前記下側チャックに対応する数の上側チャックを前記上側クランプ具に設け、複数のソケットに同時にナットを供給することを特徴とする。

本発明のナット自動供給装置においては、複数の前記ソケットは相互に長さが相違する複数種類有することを特徴とする。

本発明のナット自動供給装置は、前記ナット嵌合穴に前記ナットが嵌合された状態のもとで前記ソケットの上に上下方向に載置された複数のワークにボルトを介在し、前記ナットを回転させて該ナットとボルトにより複数のワークを締結するナットランナーを有することを特徴とする。

本発明のナット自動供給装置は、前記支持台をナット供給ステージからその下流側のナット締め付けステージに向けて移動する支持台車とし、前記ナット供給ステージに前記可動台座を上下動自在に設け、前記ナット締め付けステージに前記ナットランナーを設けることを特徴とする。

本発明のナット自動供給装置は、前記複数のワークはロッドキャップとコネクティングロッドであり、前記ナットはコネクティングロッドとロッドキャップとを締結するためのボルトにねじ止めされることを特徴とする。

本発明によれば、ナットランナーにより回転駆動されるソケットのナット嵌合穴に、その真上からナット案内棒にナットを装入して自重によりソケットのナット嵌合穴にナットを供給するようにしたので、短時間に確実にナットをソケットに供給することができる。

ナット案内棒を上下のクランプ具が設けられた可動台座により上下動させるようにし、上方からナットを落下供給するようにしたので、ソケットの近くにまでパーツフィーダを配置する必要がなくなり、ナット供給装置の周囲に装置を構成する部材を配置する必要がなくなる。

ナット案内棒を利用してナットを自重落下させるようにしたので、広い設置スペースを用いることなく、同時に多数のナットをソケットに供給することができ、ナットを用いた部品相互の組立効率を向上させることができる。

ソケットに芯出しロッドを設けることにより、芯出しロッドによりナット案内棒とソケットとの芯出しを行うことができるので、ナットをソケットのナット嵌合穴に確実に供給することができる。

エンジン組立のために部品を搬送する支持台車に複数のソケットを設け、それぞれのソケットによりコネクティングロッドとロッドキャップとを締結するためのボルトにねじ止めされるナットを支持するようにすれば、コネクティングロッドとロッドキャップとの締結を一括して迅速に行うことができ、エンジン組立能率を向上させることができる。

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はエンジン用のクランク軸の一例を示す正面図であり、図２は図１に示されたクランク軸の一部とこれに装着されるコネクティングロッドを示す斜視図である。

図１に示すクランク軸１は４気筒エンジン用であり、クランク軸１にはそれぞれコネクティングロッド２が装着されるジャーナル部３ａ〜３ｄが設けられており、クランク軸１の両端部側のジャーナル部３ａ，３ｄと、中央部側のジャーナル部３ｂ，３ｃは、回転中心軸４を中心に相互に回転方向に１８０度位相がずれている。それぞれのジャーナル部３ａ〜３ｄに装着されるコネクティングロッド２の一端部には、図２に示すように貫通孔５が形成され、この貫通孔５に貫通する図示しないピストンピンによりピストンが取り付けられるようになっている。コネクティングロッド２の他端部には半円形の円弧面が形成され、他端部にはロッドキャップ６が取り付けられるようになっている。

ロッドキャップ６はコネクティングロッド２に対し、ロッドキャップ６側に配置されるナット７とコネクティングロッド２側から挿通されるボルト８とにより締結される。１つのコネクティングロッド２に対してボルト８とナット７が２つずつ装着されるので、４気筒エンジン用のクランク軸１とコネクティングロッド２とを組み立てるにはボルト８とナット７とが８つずつ使用される。

図３はコネクティングロッド２とロッドキャップ６とをワークとしてこれを搬送する支持台としてのパレットつまり支持台車１０を示す断面図であり、図４は図３におけるＡ−Ａ線断面図であり、図５は図３の平面図である。この支持台車１０はローラコンベア１１の上を移動しながら複数の組立ステージを移動し、後述するナット供給ステージ４０において供給されたナット７により、ボルト８を介在してコネクティングロッド２とロッドキャップ６とを締結し、クランク軸１のジャーナル部３ａ〜３ｄにコネクティングロッド２を組み付ける。

支持台車１０にはそれぞれナット７を支持するソケット組立体１２が図５に示すように８つ設けられており、それぞれのソケット組立体１２は回転自在となっている。それぞれのソケット組立体１２は、図１に示したクランク軸１に装着される４つのコネクティングロッド２に対応して２つずつ対をなして４対設けられている。図３および図４においてソケット組立体１２に（ａ）〜（ｄ）を付しており、ソケット組立体１２（ａ）は図１に示すクランク軸１のジャーナル部３ａに対応するロッドキャップ６に装着されるナット７を支持し、ソケット組立体１２（ｂ）〜１２（ｄ）はそれぞれジャーナル部３ｂ〜３ｄに対応するロッドキャップ６に装着されるナット７を支持する。

それぞれのソケット組立体１２には、ナット供給ステージにおいてナット７が供給され、ナット７の供給が終了した後には支持台車１０は下流側の他のステージに搬送される。下流側の他のステージとしては、ロッドキャップ６をそれぞれのソケット組立体１２の上に載置してクランク軸１を載置する載置ステージ、ピストンが組み付けられたコネクティングロッド２をロッドキャップ６に突き当ててボルト８を挿通し、ナット７を回転させてボルト８とナット７によりコネクティングロッド２とロッドキャップ６とを締結するナット締め付けステージ、およびシリンダブロックを搭載する搭載ステージなどがある。

図６はロッドキャップ６とコネクティングロッド２とを締結するナット締め付けステージ１３を示す断面図であり、図７は図６におけるＢ−Ｂ線断面図であり、図８は図６におけるＣ−Ｃ線断面図である。

ナット締め付けステージ１３では、クランク軸１がシリンダブロック１４に装着される状態に対応させるために、ジャーナル部３ａ〜３ｄに応じてロッドキャップ６の上下方向の位置を２種類に設定し、ピストン１５が予め取り付けられたコネクティングロッド２にロッドキャップ６をボルト８とナット７により締結するようにしている。したがって、ジャーナル部３ａ，３ｄに対応するロッドキャップ６よりもジャーナル部３ｂ，３ｃに対応するロッドキャップ６は、支持台車１０において高い位置で支持される。

このようにクランク軸１が図１に示す状態に対応するようにしてコネクティングロッド２とロッドキャップ６とを締結するようにしたので、図３および図４に示されるように、ジャーナル部３ａ，３ｄに対応するロッドキャップ６とナット７を支持するソケット組立体１２（ａ），１２（ｄ）よりも、ジャーナル部３ｂ，３ｃに対応するロッドキャップ６とナット７を支持するソケット組立体１２（ｂ），１２（ｃ）の方が長く設定されている。

図３〜図５に示すように、それぞれのソケット組立体１２の外側に位置させて支持台車１０には、ガイドポスト１６がボルト１７により取り付けられており、ガイドポスト１６には、後述するソケット２６にナット７を供給後、ロッドキャップ６を載置してその上にクランク軸１のジャーナル部３ａ〜３ｄを位置させて載置し、更にコネクティングロッド２を載置する際に、ロッドキャップ６とコネクティングロッド２とを案内するためのガイド１８が設けられている。

図９（Ａ）は図４におけるＤ部の拡大断面図であり、図９（Ｂ）は図９（Ａ）におけるＥ−Ｅ線断面図である。

図９（Ａ）には支持台車１０に設けられた８つのソケット組立体１２のうち２つのソケット組立体１２（ａ），１２（ｂ）が示されており、それぞれのソケット組立体１２は軸受２１ａ，２１ｂを介して支持台車１０に回転自在に設けられた回転スリーブ２２を有し、この回転スリーブ２２は上端部側のフランジが上側の軸受２１ａに突き当てられ、下端部には下側の軸受２１ｂに突き当てられるナット２３が取り付けられている。回転スリーブ２２には横断面四角形の嵌合孔２４が形成されており、この嵌合孔２４には、図９（Ｂ）に示すように嵌合孔２４に対応した断面四角形の支持ロッド２５が固定されている。支持ロッド２５の外側にはソケット２６が支持ロッド２５に対して軸方向に摺動自在に嵌合されており、ソケット２６の上端部にはナット７が入り込むナット嵌合穴２７が形成されている。支持ロッド２５にはその中心部に形成されたガイド孔２８内に移動自在に芯出しロッド２９が装着されており、芯出しロッド２９の上端部には上端に向かうに従って小径となるテーパ部３０が設けられている。芯出しロッド２９にはコイルばね３１によりソケット２６に対して上方に向かうばね力が付勢され、芯出しロッド２９のソケット２６に対する上昇限位置はフランジ３２がソケット２６に当接することにより規制される。ソケット２６にはコイルばね３３により支持ロッド２５に対して上方に向かうばね力が付勢され、ソケット２６の支持ロッド２５に対する上昇限位置は図示しないストッパにより規制される。

ソケット組立体１２は長い寸法のものと短い寸法のものがあるが、それぞれ支持ロッド２５の長さが相違していること、および長い方の支持ロッド２５にはコイルばね３３の下端部が当接するフランジ３４が設けられていることを除いて、それぞれのソケット組立体１２の基本構造は相互に同一である。

図１０はナット供給ステージを示す断面図であり、図１１は図１０におけるＦ−Ｆ線断面図であり、図１２は図１０におけるＧ−Ｇ線断面図である。

ローラコンベア１１が設けられた基台３６には、図１０および図１１に示すように、支持台車１０の進行方向と左右方向とに２本ずつ合計４本の支柱３７が設けられ、それぞれの支柱３７の上端部には梁材３８が架け渡されており、これらの支柱３７と梁材３８とを有するフレーム３９はナット供給ステージ４０を構成している。支持台車１０の進行方向左右一方側の支柱３７には垂直固定板４１が取り付けられ、垂直固定板４１の内面には上下方向に２本のガイドレール４２が固定されている。ガイドレール４２に沿って上下方向に摺動するスライドブロック４３は上下動板４４に固定され、この上下動板４４には板材からなる可動台座４５が固定されており、可動台座４５は支持台車１０の上方に配置され、ガイドレール４２に案内されて上下方向に移動自在となっている。

可動台座４５を上下方向に駆動するために、図１０に示すように、垂直固定板４１の外側に取り付けられた空気圧シリンダ４６のピストンロッド４７は、連結部材４８により可動台座４５に連結されている。空気圧シリンダ４６は、可動台座４５を上下方向に駆動する上下動手段を構成しており、この上下動手段としては、空気圧シリンダ４６以外に油圧シリンダや電動モータ等を使用することができる。可動台座４５と上下動板４４には三角形の補強板４９が固定され、可動台座４５の水平強度が高められている。

可動台座４５の上方には、図１０に示すように、これに平行となって上側台座５１が配置され、上側台座５１は図１１および図１２に示すように、板部材からなり可動台座４５に対して連結ボルト５２により固定されている。

図１１に示すように、可動台座４５には開口窓５０ａを介して図１１において左側に位置させて２本のガイドロッド５３ａが配置され、右側に位置させて２本のガイドロッド５３ｂが配置されている。それぞれのガイドロッド５３ａの両端部は可動台座４５に取り付けられたブラケット５４ａに固定され、ガイドロッド５３ｂの両端部は可動台座４５に取り付けられたブラケット５４ｂにより固定されている。２本のガイドロッド５３ａにはクランプシリンダ５５ａが軸方向に摺動自在に装着され、２本のガイドロッド５３ｂにはクランプシリンダ５５ｂが軸方向に摺動自在に装着されている。一方のクランプシリンダ５５ａにはクランププレート５６ａが取り付けられ、他方のクランプシリンダ５５ｂにはクランププレート５６ｂが取り付けられており、両方のクランププレート５６ａ，５６ｂにより下側クランプ具５７ａが形成されている。

一方のクランププレート５６ａには４本の棒状の下側チャック５８が取り付けられ、他方のクランププレート５６ｂにも下側チャック５８に対応して同様に４本の下側チャック５９が取り付けられている。下側チャック５８，５９は２つで一対となっており、各対の下側チャック５８，５９はそれぞれ２本のナット案内棒６０を締結するクランプ状態と締結を解除するアンクランプ状態とに作動する。図１１においては、それぞれのナット案内棒６０に、ソケット組立体１２（ａ）〜１２（ｄ）に対応させて（ａ）〜（ｄ）が付されており、例えばナット案内棒６０（ａ）はソケット組立体１２（ａ）のナット嵌合穴２７にナット７を供給する。

クランプシリンダ５５ａには、図１１において破線で示すようにピストン６１ａを有するピストンロッド６２ａが軸方向に往復動自在に組み込まれ、ピストンロッド６２ａはクランプシリンダ５５ａの両端から突出しており、ピストン６１ａの両側には空気圧室が形成されている。ピストンロッド６２ａに対向してブラケット５４ａにはストッパボルト６３ａが取り付けられている。

クランプシリンダ５５ｂにも同様の構造のピストンロッド６２ｂが両端から突出するように設けられており、ピストン６１ｂの両側には空気圧室が形成され、ピストンロッド６２ｂに対向してブラケット５４ｂにはストッパボルト６３ｂが取り付けられている。

したがって、例えば、図１１においてクランプシリンダ５５ａの下側の空気圧室に圧縮空気を供給すると、ピストンロッド６２ａが上側に突出する方向に加圧されて上側のストッパボルト６３ａに突き当たりクランプシリンダ５５ａおよびクランププレート５６ａには下側向かう推力が加えられる。クランプシリンダ５５ｂの図１１における上側の空気圧室に圧縮空気を供給すると、ピストンロッド６２ｂが下側に突出する方向に加圧されて下側のストッパボルト６３ｂに突き当たりクランプシリンダ５５ｂおよびクランププレート５６ｂには上側に向かう推力が加えられる。これにより、４対の下側チャック５８，５９はクランプ状態になる。また、それぞれを反対側の空気圧室に圧縮空気を供給すると、対をなす下側チャック５８，５９は開いてクランプを開放した状態になる。

このように両方のクランプシリンダ５５ａ，５５ｂは、クランププレート５６ａ，５６ｂを介して４対の下側チャック５８，５９により８本のナット案内棒６０をクランプした状態とクランプを開放する状態とに開閉駆動する第２の開閉手段を構成しており、図１１はナット案内棒６０をクランプした状態を示す。

図１２に示すように、上側台座５１には開口窓５０ｂを介して図１２において左側に位置させて２本のガイドロッド６４ａが配置され、右側に位置させて２本のガイドロッド６４ｂが配置されている。それぞれのガイドロッド６４ａの両端部は上側台座５１に取り付けられたブラケット６５ａにより固定され、ガイドロッド６４ｂの両端部は上側台座５１に取り付けられたブラケット６５ｂにより固定されている。２本のガイドロッド６４ａにはクランプシリンダ６６ａが軸方向に摺動自在に装着され、２本のガイドロッド６４ｂにはクランプシリンダ６６ｂが軸方向に摺動自在に装着されている。一方のクランプシリンダ６６ａにはクランププレート６７ａが取り付けられ、他方のクランプシリンダ６６ｂにはクランププレート６７ｂが取り付けられており、両方のクランププレート６７ａ，６７ｂにより上側クランプ具５７ｂが形成されている。

一方のクランププレート６７ａには４本の棒状の上側チャック６８が取り付けられ、他方のクランププレート６７ｂにも上側チャック６８に対応して同様に４本の上側チャック６９が取り付けられている。上側チャック６８，６９は２つで一対となっており、各対の上側チャック６８，６９は２本のナット案内棒６０を締結するクランプ状態と締結を解除するアンクランプ状態とに作動する。図１２においても、ナット案内棒６０には、ソケット組立体１２（ａ）〜１２（ｄ）に対応させて（ａ）〜（ｄ）が付されている。

それぞれのクランプシリンダ６６ａ，６６ｂは、クランプシリンダ５５ａ，５５ｂと同様の構造であり、クランプシリンダ６６ａにはピストンロッド７２ａが軸方向に往復動自在に組み込まれ、ピストンロッド７２ａはクランプシリンダ６６ａの両端から突出している。ピストンロッド７２ａに対向してブラケット６５ａにはストッパボルト７３ａが取り付けられている。他のクランプシリンダ６６ｂにも同様の構造のピストンロッド７２ｂが両端から突出するように設けられており、ブラケット６５ｂにはストッパボルト７３ｂが取り付けられている。

したがって、上側クランプ具５７ｂも下側クランプ具５７ａと同様にそれぞれのクランプシリンダ６６ａ，６６ｂ内の空気圧室に対する圧縮空気の供給と排出とにより上側チャック６８，６９を開閉駆動する。両方のクランプシリンダ６６ａ，６６ｂは、上側チャック６８，６９が８本のナット案内棒６０をクランプした状態とクランプを開放する状態とに開閉駆動する第１の開閉手段を構成しており、図１２はナット案内棒６０をアンクランプした状態を示す。

第１と第２のそれぞれの開閉手段としては、空気圧シリンダからなるクランプシリンダに代えて油圧シリンダや電動モータ等を使用することができる。

図１３はナット案内棒６０を示す正面図であり、ナット案内棒６０にはナット７のねじ孔内に貫通するように上端部からナット７が装入される。装入されたナット７はナット案内棒６０に緩く嵌合された状態となって落下案内されて自重で下方に向かう。ナット案内棒６０の上端部には上端に向かうに従って小径となるテーパ部７４が設けられ、下端部には芯出しロッド２９のテーパ部３０が挿入される芯出し穴として下端に向かうに従って大径となるテーパ穴７５が形成されている。ナット案内棒６０にはそれぞれ他の部分よりも小径となった下側くびれ部７６と、上側くびれ部７７とが形成され、図１２に示すように、上側チャック６８，６９にはそれぞれ上側くびれ部７７に係合する突起部７８が形成されており、後述の図１７に示すように下側チャック５８，５９にはそれぞれ下側くびれ部７６に係合する突起部７９が形成されている。

このように、突起部７８，７９がくびれ部７７，７６に係合するようにしたので、下側クランプ具５７ａ，上側クランプ具５７ｂによりそれぞれのナット案内棒６０を確実にクランプすることができる。

ナット案内棒６０の基本構造は８本全てについて同様である。ただし、図１１において（ａ）（ｄ）を付したナット案内棒６０は、相互に同じ長さであり、（ｂ）（ｃ）が付されたナット案内棒６０は、ナット案内棒６０（ａ），６０（ｄ）よりも下側くびれ部７６から下端面までの長さが短く設定されている。

図１０に示すように、全てのナット案内棒６０を下側クランプ具５７ａと上側クランプ具５７ｂの少なくともいずれか一方でクランプするとともに、可動台座４５を上下動手段としての空気圧シリンダ４６により上昇限位置まで移動させた状態のもとで、それぞれのナット案内棒６０に上端部からナット７が装入される。その装入操作は、図１０に示されるチャック８１により行われる。

図１４はナット７を掴んだ状態のチャック８１を示す拡大図であり、チャック８１は図１０においてそれぞれ水平方向のＸ，Ｙの２軸方向と垂直方向であるＺ方向との３軸方向に移動自在となった移動ホルダ８２と、これに開閉自在に設けられナット７を掴むチャック爪８３とを有している。チャック８１を８本のナット案内棒６０に対応させて８つ設ければ、全てのナット案内棒６０に対し同時にナット７を装入することができ、１つのチャック８１により２本のナット案内棒６０に順次ナット７を装入する場合には、４つのチャック８１がナット供給ステージ４０に設けられる。

チャック８１を用いてナット案内棒６０にナット７を装入するようにしたので、チャック８１を有するナット装入機構はチャック８１が一定の軌跡を移動するようにした専用機とすることができ、迅速にナット７をそれぞれのナット案内棒６０に装入することができる。また、ナット７が収容されている箇所が支持台車１０から離れた奥まったところであってもナット７を確実に供給することができる。

図１５〜図１７はナット供給ステージ４０におけるソケット２６のナット嵌合穴２７に対するナット供給手順を示す断面図であり、それぞれの断面図は図１０におけるＨ−Ｈ線方向の断面図である。

図１０に示すように、全てのナット案内棒６０にナット７が装入され、クランプ状態の上側チャック６８，６９によりナット案内棒６０をクランプした状態では、それぞれのナット７は上側チャック６８，６９の上面により支持された状態となる。この状態のもとで、空気圧シリンダ４６により可動台座４５を下降移動させることにより、それぞれのナット案内棒６０は下端面がソケット２６の上端面に向かうように接近移動する。ナット案内棒６０が接近移動すると、芯出しロッド２９のテーパ部３０がナット案内棒６０のテーパ穴７５内に入り込むので、ナット案内棒６０の中心がソケット２６の中心に一致した状態となる。図１５はこのようにして可動台座４５が下降限位置まで移動した状態を示す。

図１８は芯出しロッド２９のテーパ部３０に向けてナット案内棒６０が接近している状態を示す。ナット案内棒６０が下降限の位置まで移動すると、二点鎖線で示すように、ナット案内棒６０のテーパ穴７５内にテーパ部３０が入り込む。このように、芯出しロッド２９をソケット２６に設けると、芯出しロッド２９を設けない場合よりもナット案内棒６０の中心をソケット２６の中心に対しより確実に一致させることができる。芯出しロッド２９をソケット２６に設けない場合には、ナット案内棒６０の下端部が僅かにナット嵌合穴２７内に入り込む位置までナット案内棒６０を下降移動させる。

図１５に示すように、上側チャック６８，６９によりナット７が支持された状態のもとで、第１の開閉手段としてのクランプシリンダ６６ａ，６６ｂを駆動して図１６に示すように、上側チャック６８，６９を開放する。これにより、ナット案内棒６０が下側チャック５８，５９によりクランプされた状態のもとで、全てのナット７をそれぞれナット案内棒６０により案内しつつ下側チャック５８，５９にまで落下させる。このように、上側チャック６８，６９はナット案内棒６０をクランプする機能と、上側チャック６８，６９により支持されていたナット７を自重で下方に落下させる機能を有している。

次いで、図１７に示すように、上側チャック６８，６９によりナット案内棒６０をクランプした後に、下側チャック５８，５９を開放する。これにより、全てのナット７はそれぞれナット案内棒６０により同時に案内されてソケット２６のナット嵌合穴２７に向けて下側チャック５８，５９から落下供給されることになり、さらに、芯出しロッド２９によりガイドされてソケット２６のナット嵌合穴２７に落下して嵌合する。このように、下側チャック５８，５９はナット案内棒６０をクランプする機能と、下側チャック５８，５９により支持されていたナット７をナット嵌合穴２７に向けて下方に落下させる機能を有している。図１８にはナット嵌合穴２７内に落下供給されたナット７が示されている。

それぞれのソケット２６のナット嵌合穴２７にナット７が供給された後には、全てのナット案内棒６０を下側クランプ具５７ａと上側クランプ具５７ｂの少なくともいずれか一方でクランプした状態のもとで、可動台座４５を空気圧シリンダ４６により上昇限位置まで復帰させるとともに、支持台車１０を次のステージに向けて搬送移動させる。この搬送移動の際に、それぞれのナット案内棒６０の上端部に、次ぎの支持台車１０のソケット２６に供給されるナット７が装入される。

ソケット２６のナット嵌合穴２７にナット７が供給された後には、支持台車１０は複数のステージを経て、図６〜図８に示すナット締め付けステージ１３にまで搬送される。このナット締め付けステージ１３に搬送されるまでに、予めソケット２６の上にロッドキャップ６が載置されてその上にクランク軸１のジャーナル部３ａ〜３ｄを位置させて載置され、更にクランク軸１のジャーナル部３ａ〜３ｄを跨いで、ボルト８が装着されたコネクティングロッド２がロッドキャップ６に載置される。さらに、図６〜図８に示す支持治具８４を介してシリンダブロック１４を支持台車１０に搭載するようにしても良い。

ナット締め付けステージ１３には、図６〜図８に示すように、全てのソケット２６に対応させてナットランナー８５が設けられており、ナットランナー８５にはそれぞれ上下方向に進退移動するとともに回転駆動される駆動ロッド８６が設けられている。駆動ロッド８６は嵌合孔２４の横断面形状に対応して横断面が四角形となっており、上方に向けて前進移動すると、駆動ロッド８６は嵌合孔２４に嵌合する。この状態で駆動ロッド８６を回転させると、ソケット２６は回転駆動されて、ナット７はボルト８にねじ止めされ、コネクティングロッド２とロッドキャップ６とが締結される。

図１９はボルト８にナット７をねじ止めすることにより、これらのボルト８とナット７によりロッドキャップ６がコネクティングロッド２に締結された状態を示す。

図１５〜図１７に示すように、ナット７が装入されたナット案内棒６０を上下のクランプ具５７ａ，５７ｂにより交互に持ち替えて支持するとともに、持ち替えるときにナット７を下側に自重落下させるようにしたので、パーツフィーダをソケットの近くまで延ばして設けることなく、ナット７を確実にソケット２６のナット嵌合穴２７に短時間で供給することができる。４サイクルエンジン用の４つのコネクティングロッド２をクランク軸１に組み付けるためのラインにおいてソケット２６に供給されたナット７を、ロッドキャップ６にねじ止めする場合には、合計８つのナット７を装着する必要があるが、ナット案内棒６０を利用して自重でナット７を落下供給するようにしたので、広いスペースを必要とすることなく、同時に８つのナット７をナットランナー８５用のソケット２６に供給することができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、ソケット組立体１２を固定式の支持台に取り付け、その上方に上下動自在に可動台座４５を配置することにより、ソケット組立体を移動させることなく、ナット７をソケット２６に供給し、ナット７をワークにねじ止めすることができる。その場合には、ソケット２６の下方にナットランナーを設けることになる。また、締結対象とするワークはコネクティングロッド２とロッドキャップ６に限られない。

エンジン用のクランク軸の一例を示す正面図である。 図１に示されたクランク軸の一部とこれに装着されるコネクティングロッドを示す斜視図である。 コネクティングロッドとロッドキャップとをワークとしてこれを搬送する支持台としての支持台車を示す断面図である。 図３におけるＡ−Ａ線断面図である。 図３の平面図である。 ロッドキャップとコネクティングロッドとを締結するナット締め付けステージを示す断面図である。 図６におけるＢ−Ｂ線断面図である。 図６におけるＣ−Ｃ線断面図である。 （Ａ）は図４におけるＤ部の拡大断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＥ−Ｅ線断面図である。 ナット供給ステージを示す断面図である。 図１０におけるＦ−Ｆ線断面図である。 図１０におけるＧ−Ｇ線断面図である。 ナット案内棒を示す正面図である。 ナットを掴んだ状態のチャックを示す拡大図である。 ソケットのナット嵌合穴に対するナット供給手順を示す断面図である。 ソケットのナット嵌合穴に対するナット供給手順を示す断面図である。 ソケットのナット嵌合穴に対するナット供給手順を示す断面図である。 ソケットとナット案内棒の部分を示す拡大断面図である。 ロッドキャップがコネクティングロッドに締結された状態を示す一部切り欠き正面図である。

符号の説明

６ ロッドキャップ
７ ナット
１０ 支持台車（支持台）
１２ ソケット組立体
２２ 回転スリーブ
２５ 支持ロッド
２６ ソケット
２７ ナット嵌合穴
２９ 芯出しロッド
３０ テーパ部
４５ 可動台座
４６ 空気圧シリンダ（上下動手段）
５１ 上側台座
５５ａ，５５ｂ クランプシリンダ（第２の開閉手段）
５７ａ 下側クランプ具
５７ｂ 上側クランプ具
５８，５９ 下側チャック
６０ ナット案内棒
６６ａ，６６ｂ クランプシリンダ（第１の開閉手段）
６８，６９ 上側チャック
７５ テーパ穴（芯出し穴）
７６，７７ くびれ部
７８，７９ 突起部
８５ ナットランナー

Claims (7)

1. 上端部にナット嵌合穴を有するソケットが回転自在に設けられた支持台と、
   前記支持台の上方に上下動自在に配置される可動台座と、
   前記可動台座に取り付けられ、ナットをそのねじ孔内に貫通した状態で落下案内するナット案内棒をクランプする下側チャックが設けられた下側クランプ具と、
   前記可動台座に固定される上側台座に取り付けられ、前記ナット案内棒を前記下側チャックよりも上側の部分でクランプする上側チャックが設けられた上側クランプ具と、
   前記可動台座を上下方向に駆動し、前記ナット案内棒にその上端から装入された前記ナットを前記上側チャックにより支持した状態のもとで、前記ナット案内棒の下端面が前記ソケットの上端面に向かうように前記可動台座を下降移動する上下動手段と、
   前記上側チャックを開閉駆動し、前記上側チャックを開放することにより前記ナット案内棒をクランプした状態の前記下側チャックに向けて、前記ナットを前記ナット案内棒により案内しつつ前記上側チャックから落下させる第１の開閉手段と、
   前記下側チャックを開閉駆動し、前記上側チャックにより前記ナット案内棒をクランプした状態のもとで、前記下側チャックを開放することにより前記ナットを前記ナット案内棒により案内しつつ前記ナット嵌合穴に向けて、前記下側チャックから落下供給する第２の開閉手段とを有し、
   前記下側チャックの突起部が係合する小径の下側くびれ部と、前記上側チャックの突起部が係合する小径の上側くびれ部とを前記ナット案内棒に形成することを特徴とするナット自動供給装置。
2. 請求項１記載のナット自動供給装置において、上端に向かうに従って小径となるテーパ部が上端部に設けられ、前記ナット案内棒の下端部に形成された芯出し穴に挿入される芯出しロッドを前記ソケットに設け、前記ナット案内棒から前記芯出しロッドを介して前記ナットを前記ナット嵌合穴に供給することを特徴とするナット自動供給装置。
3. 請求項１または２記載のナット自動供給装置において、前記支持台に複数のソケットを設け、前記ソケットの数に対応した数の下側チャックを前記下側クランプ具に設け、前記下側チャックに対応する数の上側チャックを前記上側クランプ具に設け、複数のソケットに同時にナットを供給することを特徴とするナット自動供給装置。
4. 請求項３記載のナット自動供給装置において、複数の前記ソケットは相互に長さが相違する複数種類有することを特徴とするナット自動供給装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のナット自動供給装置において、前記ナット嵌合穴に前記ナットが嵌合された状態のもとで前記ソケットの上に上下方向に載置された複数のワークにボルトを介在し、前記ナットを回転させて該ナットとボルトにより複数のワークを締結するナットランナーを有することを特徴とするナット自動供給装置。
6. 請求項５記載のナット自動供給装置において、前記支持台をナット供給ステージからその下流側のナット締め付けステージに向けて移動する支持台車とし、前記ナット供給ステージに前記可動台座を上下動自在に設け、前記ナット締め付けステージに前記ナットランナーを設けることを特徴とするナット自動供給装置。
7. 請求項５または６記載のナット自動供給装置において、前記複数のワークはロッドキャップとコネクティングロッドであり、前記ナットはコネクティングロッドとロッドキャップとを締結するためのボルトにねじ止めされることを特徴とするナット自動供給装置。
   

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