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【発明の名称】 ナット自動供給装置
【発明者】 【氏名】新田 守

【要約】 【課題】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。

【構成】支持台車10にはナット7が供給されるソケット26が回転自在に取り付けられており、支持台車10の上方には可動台座45が上下動自在となっている。可動台座45にはナット案内棒60をクランプする下側クランプ具57aが設けられ、可動台座45に固定された上側台座51にはナット案内棒60をクランプする上側クランプ具57bが設けられている。ナット案内棒60にナット7を装入しナット案内棒60をソケット26にまで接近させた状態のもとで、上側クランプ具57aの上側チャックと下側クランプ具57bの下側チャックとによりナット案内棒60を持ち替えることにより、ナット7はナット案内棒60により案内されて自重でソケット26のナット嵌合穴内に供給される。
【特許請求の範囲】
【請求項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の開閉手段とを有することを特徴とするナット自動供給装置。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項4】
請求項1〜3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。
【請求項5】
請求項4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。
【請求項6】
請求項1〜5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。
【請求項7】
請求項6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。
【請求項8】
請求項6または7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。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【特許文献1】特開平6−170661号公報
【特許文献2】特開平6−55378号公報
【特許文献3】実開平6−71031号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【課題を解決するための手段】
【0009】
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の開閉手段とを有することを特徴とする。
【0010】
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。
【0011】
本発明のナット自動供給装置は、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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【発明の効果】
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【図面の簡単な説明】
【0067】
【図1】エンジン用のクランク軸の一例を示す正面図である。
【図2】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3】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4】図3におけるA−A線断面図である。
【図5】図3の平面図である。
【図6】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7】図6におけるB−B線断面図である。
【図8】図6におけるC−C線断面図である。
【図9】(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。
【図10】ナット供給ステージを示す断面図である。
【図11】図10におけるF−F線断面図である。
【図12】図10におけるG−G線断面図である。
【図13】ナット案内棒を示す正面図である。
【図14】ナットを掴んだ状態のチャックを示す拡大図である。
【図15】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。
【図16】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。
【図17】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。
【図18】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。
【図19】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】
【0068】
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
【出願人】 【識別番号】000005348
【氏名又は名称】富士重工業株式会社
【出願日】 平成18年9月5日(2006.9.5)
【代理人】 【識別番号】100080001
【弁理士】
【氏名又は名称】筒井 大和

【識別番号】100093023
【弁理士】
【氏名又は名称】小塚 善高

【識別番号】100117008
【弁理士】
【氏名又は名称】筒井 章子


【公開番号】 特開2008−62311(P2008−62311A)
【公開日】 平成20年3月21日(2008.3.21)
【出願番号】 特願2006−240016(P2006−240016)