受渡し装置
【課題】 ナットを締付装置のソケットに確実に位相合せして挿入するナット受渡し装置を提供する。
【解決手段】 ナット１６が供回りしないためには、ソケット８とナット１６との接触部の摩擦抵抗Ｒ１よりもナット１６とセット台１５との接触部の摩擦抵抗Ｒ２の方が大きいことが必要である。このためには、雌テーパ面１７の垂直方向に対する角度は１４°以下とする。角度が１４°以下の雌テーパ面１７とすることで、ソケットの下端がナットに当接してもナットがソケットと供回りすることがなく、確実に位相を合せることができる。
【解決手段】 ナット１６が供回りしないためには、ソケット８とナット１６との接触部の摩擦抵抗Ｒ１よりもナット１６とセット台１５との接触部の摩擦抵抗Ｒ２の方が大きいことが必要である。このためには、雌テーパ面１７の垂直方向に対する角度は１４°以下とする。角度が１４°以下の雌テーパ面１７とすることで、ソケットの下端がナットに当接してもナットがソケットと供回りすることがなく、確実に位相を合せることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締付装置のソケットにナット（一般的なナットの他の締付部材も含む）を受け渡すための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車組立ラインの一部ではロボットを用いて車体にタイヤを自動的に組み付ける作業が行われている。前記ロボットには通常、タイヤを把持するタイヤ把持部と、車体側のハブに設けられているハブボルトにナットを締め付けるための締付装置とを備えている。
【０００３】
締付装置はソケット内にナットを保持した状態で回転することでナットをボルトに締め付ける。このためソケットにナットをセットする作業が必要になるが、この作業を自動的に行う先行技術として特許文献１がある。
【０００４】
特許文献１には５本の締付装置のソケットのそれぞれにナットを同時にセットする内容が開示されている。具体的には、板状をなすナット受け手段の上面に同一円周上に等角度間隔で５本のロッドを立設し、これらロッドにナットのネジ穴を挿入し、この状態で、上方から締付装置のソケットをゆっくり回転させながら下降することで、ナットとソケットの位相を合せつつナットをソケット内に入れ込み、ソケット内のマグネットでナットを吸着保持するようにしている。
【０００５】
上記特許文献１では、ナットの受け取り不良が生じることを予定し、このような場合は、ナット受け手段を回転させて上下反転せしめ、ナット受け手段上にセットされたナットを受け台内に払い出すようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２１０８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ナットの受け取り不良の原因としては、ナットとソケットの位相が合わない場合が最も多い。ソケットはゆっくり回転しながら下降してくるため、ナットとソケットの位相が合わない場合でも、ナットにソケットが当接した後スプリングに抗してソケットが相対的に後退、即ちナットにソケットが当接したまま回転する間にナットとソケットの位相が合致し、自動的にスプリングの弾発力でソケットはナットを抱持する筈であるが、ナットにソケットが当接した状態で、ナットとソケットとの当接面の摩擦抵抗がナットとナットセット面との摩擦抵抗より大きいと、ナットはソケットとともに供回りしてしまう。
【０００８】
その結果、所定時間内にナットをソケット内に保持することができなくなり、ナット受け手段を上下反転させるなどして、再度セットしなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明に係るナット受渡し装置は、受渡し板の上面にナットなどの締付部材を個別にセットするセット台が設けられ、このセット台には上方に向かって拡がる雌テーパ面が形成された構成とした。
【００１０】
複数本の締付装置のソケットに同時にナットなどの締付部材をセットするには同数のセット台を同一円周上に等角度離間して配置する。
【００１１】
前記テーパの角度について、実際に実験した結果、垂直軸に対して１４°以下にすると、締付部材とソケットとの当接面の摩擦抵抗が締付部材とナットセット面との摩擦抵抗より小さくなり、供回りを確実に防止することができた。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、締付装置のソケットとセットされたナットなどの締付部材との位相がずれている場合でも、締付装置のソケットと締付部材とが供回りすることを防ぐことができる。
【００１３】
その結果、ナットなどの締付部材のセットのし直し回数が減り、自動締付作業が効率よく行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るナット受渡し装置と締付装置を備えた装置を示す図
【図２】締付装置のソケットとナットとの関係を示す図
【図３】ナットに作用する摩擦力を説明した図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
ロボット１は複数のアームからなる多関節ロボットであり、アームの先端にはタイヤ把持治具２を備え、このタイヤ把持治具２の内方に締付装置３が配置されている。
【００１６】
締付装置３はタイヤ把持治具２の背面側に設けたサーボモータ４によって主軸５が回転せしめられ、この主軸５の回転がサンギヤ６に伝達され、サンギヤ６の回転が複数の遊星ギヤ７を介してソケット８に伝達される。一般的なタイヤ組付けに用いられる締付装置３にあっては、４個又は５個のソケット８を同一円周上に等角度離して配置している。
【００１７】
一方、ナット受渡し装置１０は回収ボックス１１上に水平軸１２を中心として上下反転可能な受渡し板１３を設け、この受渡し板１３の上面の同一円周上に等角度離間して４本又は５本のピン１４を固着し、各ピン１４の周囲に環状のセット台１５を設けている。
【００１８】
前記ピン１４はナット１６のネジ穴を挿通するため、ネジ穴よりも小径のものを選択する。またセット台１５はピン１４との間にガタがないようにするため、セット台１５の中心穴の径はピン１４の外径と略等しくする。
【００１９】
前記セット台１５の上面には雌テーパ面１７が形成され、ナット１６のネジ穴をピン１４に挿通してセットした場合に、ナット１６の下面の一部が前記雌テーパ面１７に接触する。
【００２０】
自動車のハブにタイヤを取り付けるには、先ずロボット１の締付装置３の各ソケット８にナット１６をナット受渡し装置１０から受け取る。次いで、ロボット１のタイヤ把持治具２でタイヤを把持し、そのままアームを移動してタイヤホイールにハブボルトを挿通させ、この状態のハブボルト先端にナットを締め付ける。
【００２１】
前記各ソケット８がナット受渡し装置１０からナット１６を受け取る工程では、図２に示すようにセット台１５上にセットされているナット１６に向かって、ソケット８がゆっくり回転しながら下降する。そして、ソケット８の下端がナット１６に当接する。このときソケット８の内穴（六角穴）とナット１６の位相が合致していれば、ナット１６はそのままソケット８内に進入する。
【００２２】
一方、ソケット８の内穴（六角穴）とナット１６の位相が合致していない場合には、ナット１６とセット台１５との接触部の摩擦抵抗によりナット１６は回転せずにソケット８は回転を継続する。
【００２３】
尚、ソケット８は図示しないスプリングによって突出方向（図２において下方）に付勢されているため、ナット１６に当接しても、ソケット８の下端とナット１６とは弾性的な接触状態を維持する。
【００２４】
そして、位相が合致していない場合にソケット８の回転を継続して行くと、位相が合致する。そしてこのときナット１６はソケット８内に進入する。
【００２５】
上記のようにしてソケット８が回転してナット１６との位相を合致せしめるには、ソケット８がナット１６に当接した後に、ナット１６がソケット８と供回りしないことが条件になる。
【００２６】
供回りしないためには、ソケット８とナット１６との接触部の摩擦抵抗Ｒ１よりもナット１６とセット台１５との接触部の摩擦抵抗Ｒ２の方が大きいことが必要である。
【００２７】
上記の内容を図３を参考にして更に具体的に述べると、一般にソケットが当接するナット１６の肩部の角度は５０°、摩擦係数はμは一定、押付力Ｎ１＝Ｎ２＝３０Ｎ（ニュートン）とすると、
摩擦抵抗Ｒ１＝３０Ｎ×ｃｏｓ５０°＝１９．３Ｎ
供回りを確実に防止するには、Ｒ２≧１．５Ｒ１≒２９Ｎ
Ｒ２≧２９Ｎとなる雌テーパ面１７の垂直方向に対する角度は１４°以下である。
【００２８】
以上のように垂直方向に対する角度が１４°以下の雌テーパ面１７とすることで、ソケットの下端がナットに当接してもナットがソケットと供回りすることがなく、確実に位相を自動的に合せることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明に係るナット受渡し装置は、例えば自動車のタイヤ組み付け工程においてロボットにナットを自動的に受け渡す際に利用される。
【符号の説明】
【００３０】
１…ロボット、２…タイヤ把持治具、３…締付装置、４…サーボモータ、５…主軸、６…サンギヤ、７…遊星ギヤ、８…ソケット、１０…ナット受渡し装置、１１…回収ボックス、１２…水平軸、１３…受渡し板、１４…ピン、１５…セット台、１６…ナット、１７…雌テーパ面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締付装置のソケットにナット（一般的なナットの他の締付部材も含む）を受け渡すための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車組立ラインの一部ではロボットを用いて車体にタイヤを自動的に組み付ける作業が行われている。前記ロボットには通常、タイヤを把持するタイヤ把持部と、車体側のハブに設けられているハブボルトにナットを締め付けるための締付装置とを備えている。
【０００３】
締付装置はソケット内にナットを保持した状態で回転することでナットをボルトに締め付ける。このためソケットにナットをセットする作業が必要になるが、この作業を自動的に行う先行技術として特許文献１がある。
【０００４】
特許文献１には５本の締付装置のソケットのそれぞれにナットを同時にセットする内容が開示されている。具体的には、板状をなすナット受け手段の上面に同一円周上に等角度間隔で５本のロッドを立設し、これらロッドにナットのネジ穴を挿入し、この状態で、上方から締付装置のソケットをゆっくり回転させながら下降することで、ナットとソケットの位相を合せつつナットをソケット内に入れ込み、ソケット内のマグネットでナットを吸着保持するようにしている。
【０００５】
上記特許文献１では、ナットの受け取り不良が生じることを予定し、このような場合は、ナット受け手段を回転させて上下反転せしめ、ナット受け手段上にセットされたナットを受け台内に払い出すようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２１０８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ナットの受け取り不良の原因としては、ナットとソケットの位相が合わない場合が最も多い。ソケットはゆっくり回転しながら下降してくるため、ナットとソケットの位相が合わない場合でも、ナットにソケットが当接した後スプリングに抗してソケットが相対的に後退、即ちナットにソケットが当接したまま回転する間にナットとソケットの位相が合致し、自動的にスプリングの弾発力でソケットはナットを抱持する筈であるが、ナットにソケットが当接した状態で、ナットとソケットとの当接面の摩擦抵抗がナットとナットセット面との摩擦抵抗より大きいと、ナットはソケットとともに供回りしてしまう。
【０００８】
その結果、所定時間内にナットをソケット内に保持することができなくなり、ナット受け手段を上下反転させるなどして、再度セットしなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明に係るナット受渡し装置は、受渡し板の上面にナットなどの締付部材を個別にセットするセット台が設けられ、このセット台には上方に向かって拡がる雌テーパ面が形成された構成とした。
【００１０】
複数本の締付装置のソケットに同時にナットなどの締付部材をセットするには同数のセット台を同一円周上に等角度離間して配置する。
【００１１】
前記テーパの角度について、実際に実験した結果、垂直軸に対して１４°以下にすると、締付部材とソケットとの当接面の摩擦抵抗が締付部材とナットセット面との摩擦抵抗より小さくなり、供回りを確実に防止することができた。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、締付装置のソケットとセットされたナットなどの締付部材との位相がずれている場合でも、締付装置のソケットと締付部材とが供回りすることを防ぐことができる。
【００１３】
その結果、ナットなどの締付部材のセットのし直し回数が減り、自動締付作業が効率よく行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るナット受渡し装置と締付装置を備えた装置を示す図
【図２】締付装置のソケットとナットとの関係を示す図
【図３】ナットに作用する摩擦力を説明した図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
ロボット１は複数のアームからなる多関節ロボットであり、アームの先端にはタイヤ把持治具２を備え、このタイヤ把持治具２の内方に締付装置３が配置されている。
【００１６】
締付装置３はタイヤ把持治具２の背面側に設けたサーボモータ４によって主軸５が回転せしめられ、この主軸５の回転がサンギヤ６に伝達され、サンギヤ６の回転が複数の遊星ギヤ７を介してソケット８に伝達される。一般的なタイヤ組付けに用いられる締付装置３にあっては、４個又は５個のソケット８を同一円周上に等角度離して配置している。
【００１７】
一方、ナット受渡し装置１０は回収ボックス１１上に水平軸１２を中心として上下反転可能な受渡し板１３を設け、この受渡し板１３の上面の同一円周上に等角度離間して４本又は５本のピン１４を固着し、各ピン１４の周囲に環状のセット台１５を設けている。
【００１８】
前記ピン１４はナット１６のネジ穴を挿通するため、ネジ穴よりも小径のものを選択する。またセット台１５はピン１４との間にガタがないようにするため、セット台１５の中心穴の径はピン１４の外径と略等しくする。
【００１９】
前記セット台１５の上面には雌テーパ面１７が形成され、ナット１６のネジ穴をピン１４に挿通してセットした場合に、ナット１６の下面の一部が前記雌テーパ面１７に接触する。
【００２０】
自動車のハブにタイヤを取り付けるには、先ずロボット１の締付装置３の各ソケット８にナット１６をナット受渡し装置１０から受け取る。次いで、ロボット１のタイヤ把持治具２でタイヤを把持し、そのままアームを移動してタイヤホイールにハブボルトを挿通させ、この状態のハブボルト先端にナットを締め付ける。
【００２１】
前記各ソケット８がナット受渡し装置１０からナット１６を受け取る工程では、図２に示すようにセット台１５上にセットされているナット１６に向かって、ソケット８がゆっくり回転しながら下降する。そして、ソケット８の下端がナット１６に当接する。このときソケット８の内穴（六角穴）とナット１６の位相が合致していれば、ナット１６はそのままソケット８内に進入する。
【００２２】
一方、ソケット８の内穴（六角穴）とナット１６の位相が合致していない場合には、ナット１６とセット台１５との接触部の摩擦抵抗によりナット１６は回転せずにソケット８は回転を継続する。
【００２３】
尚、ソケット８は図示しないスプリングによって突出方向（図２において下方）に付勢されているため、ナット１６に当接しても、ソケット８の下端とナット１６とは弾性的な接触状態を維持する。
【００２４】
そして、位相が合致していない場合にソケット８の回転を継続して行くと、位相が合致する。そしてこのときナット１６はソケット８内に進入する。
【００２５】
上記のようにしてソケット８が回転してナット１６との位相を合致せしめるには、ソケット８がナット１６に当接した後に、ナット１６がソケット８と供回りしないことが条件になる。
【００２６】
供回りしないためには、ソケット８とナット１６との接触部の摩擦抵抗Ｒ１よりもナット１６とセット台１５との接触部の摩擦抵抗Ｒ２の方が大きいことが必要である。
【００２７】
上記の内容を図３を参考にして更に具体的に述べると、一般にソケットが当接するナット１６の肩部の角度は５０°、摩擦係数はμは一定、押付力Ｎ１＝Ｎ２＝３０Ｎ（ニュートン）とすると、
摩擦抵抗Ｒ１＝３０Ｎ×ｃｏｓ５０°＝１９．３Ｎ
供回りを確実に防止するには、Ｒ２≧１．５Ｒ１≒２９Ｎ
Ｒ２≧２９Ｎとなる雌テーパ面１７の垂直方向に対する角度は１４°以下である。
【００２８】
以上のように垂直方向に対する角度が１４°以下の雌テーパ面１７とすることで、ソケットの下端がナットに当接してもナットがソケットと供回りすることがなく、確実に位相を自動的に合せることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明に係るナット受渡し装置は、例えば自動車のタイヤ組み付け工程においてロボットにナットを自動的に受け渡す際に利用される。
【符号の説明】
【００３０】
１…ロボット、２…タイヤ把持治具、３…締付装置、４…サーボモータ、５…主軸、６…サンギヤ、７…遊星ギヤ、８…ソケット、１０…ナット受渡し装置、１１…回収ボックス、１２…水平軸、１３…受渡し板、１４…ピン、１５…セット台、１６…ナット、１７…雌テーパ面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
締付装置のソケットにナットなどの締付部材を受け渡す受渡し装置において、この受渡し装置は受渡し板の上面にナットなどの締付部材を個別にセットするセット台が設けられ、このセット台には上方に向かって拡がる雌テーパ面が形成されていることを特徴とする受渡し装置。
【請求項２】
請求項１に記載の受渡し装置において、前記雌テーパ面の垂直軸に対する角度は１４°以下であることを特徴とする受渡し装置。
【請求項１】
締付装置のソケットにナットなどの締付部材を受け渡す受渡し装置において、この受渡し装置は受渡し板の上面にナットなどの締付部材を個別にセットするセット台が設けられ、このセット台には上方に向かって拡がる雌テーパ面が形成されていることを特徴とする受渡し装置。
【請求項２】
請求項１に記載の受渡し装置において、前記雌テーパ面の垂直軸に対する角度は１４°以下であることを特徴とする受渡し装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−５５９４（Ｐ２０１１−５５９４Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５１６８６（Ｐ２００９−１５１６８６）
【出願日】平成２１年６月２６日（２００９．６．２６）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２６日（２００９．６．２６）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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