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特開2022-113007締結具の接合装置、締結具の送給方法、接合方法、及び接合体の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022113007
(43)【公開日】2022-08-03
(54)【発明の名称】締結具の接合装置、締結具の送給方法、接合方法、及び接合体の製造方法
(51)【国際特許分類】
B21D 39/00 20060101AFI20220727BHJP
B23K 11/11 20060101ALI20220727BHJP
B21J 15/28 20060101ALI20220727BHJP
B21D 39/03 20060101ALI20220727BHJP
B65G 47/14 20060101ALI20220727BHJP
【ＦＩ】
B21D39/00 B
B23K11/11 540
B21J15/28 N
B21D39/03 Z
B65G47/14 101B
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021009080
(22)【出願日】2021-01-22
(71)【出願人】
【識別番号】000001199
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
(71)【出願人】
【識別番号】000248886
【氏名又は名称】有限会社新城ホールディングス
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】岩瀬 哲
(72)【発明者】
【氏名】奥田 真三樹
(72)【発明者】
【氏名】仲宗根 健司
【テーマコード（参考）】
3F080
4E165
【Ｆターム（参考）】
3F080AA03
3F080BA02
3F080BC02
3F080CB02
3F080CB09
3F080CF02
3F080DB09
3F080EA09
4E165AB02
4E165AB23
4E165BA11
4E165BB02
4E165BB12
(57)【要約】
【課題】機構を複雑にすることなく多数の締結具を迅速に供給でき、接合体の生産効率を高められる締結具の接合装置、締結具の送給方法、接合方法、及び接合体の製造方法を提供する。
【解決手段】接合装置１０は、中空の締結具を１個ずつ送り出す締結具送り機構１００と、送り出された締結具を接合用部材に接合する締結具接合機構２００と、締結具を搬送する締結具搬送部３００と、送給側コントローラ４０及び接合側コントローラ５０とを備える。締結具接合機構２００の到着センサによる締結具の非検出時に、締結具送り機構１００から１個の締結具を締結具搬送部３００へ送り出し、締結具搬送部３００の途中に設けた通過検出センサが、送り出された締結具の通過を検出すると、締結具搬送部３００の搬送路内へ加圧エアを供給して、締結具搬送部３００内の締結具を締結具接合機構２００に向けて圧送する。
【選択図】図２
【解決手段】接合装置１０は、中空の締結具を１個ずつ送り出す締結具送り機構１００と、送り出された締結具を接合用部材に接合する締結具接合機構２００と、締結具を搬送する締結具搬送部３００と、送給側コントローラ４０及び接合側コントローラ５０とを備える。締結具接合機構２００の到着センサによる締結具の非検出時に、締結具送り機構１００から１個の締結具を締結具搬送部３００へ送り出し、締結具搬送部３００の途中に設けた通過検出センサが、送り出された締結具の通過を検出すると、締結具搬送部３００の搬送路内へ加圧エアを供給して、締結具搬送部３００内の締結具を締結具接合機構２００に向けて圧送する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
中実の締結具を１個ずつ送り出す締結具送り機構と、送り出された前記締結具を接合用部材に接合する締結具接合機構と、前記締結具送り機構と前記締結具接合機構に接続され、前記締結具を搬送する締結具搬送部と、前記締結具送り機構及び前記締結具接合機構の駆動を制御するコントローラと、
を備え、
前記締結具送り機構は、
収容された多数の前記締結具を１列に整列させるパーツフィーダと、
整列された前記締結具の列から１つの前記締結具を切り分けて前記締結具搬送部へ送る切り分け機構と、
前記締結具搬送部の途中に配置され、前記締結具接合機構に向けて送り出された前記締結具の通過を検出する通過検出センサと、
を有し、
前記締結具接合機構は、
前記締結具搬送部から搬送されてくる前記締結具を受け止めるレシーバ部と、
前記レシーバ部に前記締結具が到着したかを検出する到着センサと、
を有し、
前記コントローラは、前記到着センサによる前記締結具の非検出時に、前記切り分け機構から１個の前記締結具を前記締結具搬送部へ送出させ、前記通過検出センサが、送り出された前記締結具の通過を検出すると、前記締結具搬送部の搬送路内へ加圧エアを供給して、前記搬送路内の前記締結具を前記締結具接合機構に向けて圧送する、
締結具の接合装置。
を備え、
前記締結具送り機構は、
収容された多数の前記締結具を１列に整列させるパーツフィーダと、
整列された前記締結具の列から１つの前記締結具を切り分けて前記締結具搬送部へ送る切り分け機構と、
前記締結具搬送部の途中に配置され、前記締結具接合機構に向けて送り出された前記締結具の通過を検出する通過検出センサと、
を有し、
前記締結具接合機構は、
前記締結具搬送部から搬送されてくる前記締結具を受け止めるレシーバ部と、
前記レシーバ部に前記締結具が到着したかを検出する到着センサと、
を有し、
前記コントローラは、前記到着センサによる前記締結具の非検出時に、前記切り分け機構から１個の前記締結具を前記締結具搬送部へ送出させ、前記通過検出センサが、送り出された前記締結具の通過を検出すると、前記締結具搬送部の搬送路内へ加圧エアを供給して、前記搬送路内の前記締結具を前記締結具接合機構に向けて圧送する、
締結具の接合装置。
【請求項2】
前記切り分け機構は、下方に向けて傾斜する搬送レールに設けられ、切り分けた１つの前記締結具を重力によって搬送方向下流側へ滑り落とす請求項１に記載の締結具の接合装置。
【請求項3】
前記切り分け機構は、前記搬送レールに沿って一列に配列された複数の前記締結具のうち、先頭の締結具の搬送方向上流側に配置された第１ストッパと、前記先頭の締結具の搬送方法下流側に配置された第２ストッパと、を有し、
前記第１ストッパは、前記先頭の締結具以降の締結具の搬送方向下流側への移動を停止させ、
前記第２ストッパは、前記先頭の締結具の搬送方向下流側への移動を停止させ、
前記第２ストッパのストッパ解除により、前記先頭の締結具のみを搬送方向下流側に移動させる、請求項２に記載の締結具の接合装置。
前記第１ストッパは、前記先頭の締結具以降の締結具の搬送方向下流側への移動を停止させ、
前記第２ストッパは、前記先頭の締結具の搬送方向下流側への移動を停止させ、
前記第２ストッパのストッパ解除により、前記先頭の締結具のみを搬送方向下流側に移動させる、請求項２に記載の締結具の接合装置。
【請求項4】
前記第１ストッパは、第１ロッドと、前記第１ロッドを前記搬送レールに進退動作させる第１プランジャとを備え、
前記第２ストッパは、第２ロッドと、前記第２ロッドを前記搬送レールに進退動作させる第２プランジャとを備える請求項３に記載の締結具の接合装置。
前記第２ストッパは、第２ロッドと、前記第２ロッドを前記搬送レールに進退動作させる第２プランジャとを備える請求項３に記載の締結具の接合装置。
【請求項5】
前記通過検出センサは、前記締結具送り機構との接続側における、前記締結具搬送部の下方へ向けて傾斜した範囲内に配置される請求項１～４のいずれか１項に記載の締結具の接合装置。
【請求項6】
前記通過検出センサは、磁気センサである請求項１～５のいずれか１項に記載の締結具の接合装置。
【請求項7】
前記締結具は、円板状の頭部と、頭部の外径より小径な軸部とを有し、軸長が前記軸部の直径よりも短い請求項１～６のいずれか１項に記載の締結具の接合装置。
【請求項8】
前記締結具接合機構は、前記レシーバ部により前記締結具を受け止める待避位置から、前記締結具を前記接合用部材に接合する接合位置へ押し出す押し出し部を備える請求項１～７のいずれか１項に記載の締結具の接合装置。
【請求項9】
前記レシーバ部は、前記締結具搬送部から搬送されてくる前記締結具の搬送路の両脇に配置され、前記搬送路の幅方向中央に向けて互いに接近及び離反可能に支持された１対のレシーバ片と、
１対の前記レシーバ片を前記搬送路の幅方向中央に向けて付勢する弾性体と、を備える請求項１～８のいずれか１項に記載の締結具の接合装置。
１対の前記レシーバ片を前記搬送路の幅方向中央に向けて付勢する弾性体と、を備える請求項１～８のいずれか１項に記載の締結具の接合装置。
【請求項10】
前記締結具接合機構は、
ダイと、
前記ダイに向けて移動自在に配置されたパンチと、
前記パンチを前記ダイに向けて移動させるパンチ駆動機構と、
を備え、
前記ダイと前記パンチとの間に押し出された前記締結具と、前記ダイとの間に前記接合用部材を挟み込んで、前記パンチ駆動機構により前記締結具を前記接合用部材に打ち付ける請求項８又は９に記載の締結具の接合装置。
ダイと、
前記ダイに向けて移動自在に配置されたパンチと、
前記パンチを前記ダイに向けて移動させるパンチ駆動機構と、
を備え、
前記ダイと前記パンチとの間に押し出された前記締結具と、前記ダイとの間に前記接合用部材を挟み込んで、前記パンチ駆動機構により前記締結具を前記接合用部材に打ち付ける請求項８又は９に記載の締結具の接合装置。
【請求項11】
前記締結具接合機構は、一端部に前記ダイが配置され、他端部に前記パンチと前記パンチ駆動機構が配置されたＣ型フレームを備える請求項１０に記載の締結具の接合装置。
【請求項12】
中実の締結具を１個ずつ送り出す締結具送り機構と、送り出された前記締結具を接合用部材に接合する締結具接合機構と、前記締結具送り機構と前記締結具接合機構に接続されて前記締結具を搬送する締結具搬送部と、を備える接合装置により、前記締結具を前記接合用部材に接合する締結具の送給方法であって、
前記締結具搬送部から搬送されてくる前記締結具を受け止める前記締結具接合機構のレシーバ部に、前記締結具が到着したかを検出する到着センサが、前記締結具を検出していない場合に、
前記締結具送り機構で前記締結具を１列に整列させた前記締結具の列から１つの前記締結具を切り分け、該切り分けた前記締結具を前記締結具搬送部へ送り出し、
前記締結具搬送部の途中に配置された通過検出センサが、送り出された前記締結具を検出すると、
前記締結具搬送部の搬送路内へ加圧エアを供給して、前記搬送路内の前記締結具を前記締結具接合機構に向けて圧送する、
締結具の送給方法。
前記締結具搬送部から搬送されてくる前記締結具を受け止める前記締結具接合機構のレシーバ部に、前記締結具が到着したかを検出する到着センサが、前記締結具を検出していない場合に、
前記締結具送り機構で前記締結具を１列に整列させた前記締結具の列から１つの前記締結具を切り分け、該切り分けた前記締結具を前記締結具搬送部へ送り出し、
前記締結具搬送部の途中に配置された通過検出センサが、送り出された前記締結具を検出すると、
前記締結具搬送部の搬送路内へ加圧エアを供給して、前記搬送路内の前記締結具を前記締結具接合機構に向けて圧送する、
締結具の送給方法。
【請求項13】
請求項１２に記載の締結具の送給方法により前記締結具接合機構に搬送された前記締結具を、前記レシーバ部により前記締結具を受け止める待避位置から、ダイ及びパンチが配置された接合位置に押し出し、前記接合位置で前記締結具を前記接合用部材に接合する、接合方法。
【請求項14】
請求項１３に記載の接合方法により、前記締結具と前記接合用部材が接合された中間接合体と、他の接合用部材とをスポット溶接する、接合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、締結具の接合装置、締結具の送給方法、接合方法、及び接合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
リベット等の締結具を用いた金属材同士の接合方法として、リベットとのかしめにより複数の部材を機械的に接合する方法、ＳＰＲ（Self-Pierce Riveting）により接合する方法、リベットを電極で挟んで溶接する方法、及び中空のリベットをＭＩＧ溶接して接合する方法等がある（特許文献１～３）。
【0003】
これらの接合方法において、リベット等の締結具を給装する装置として、Ｃ型フレーム内にフィード導管を通して締結具を搬送し、フィード導管の端部の弾性付勢されたキャッチエレメントで締結具を受け取り、この締結具を１個ずつ打ち込み部に供給するものがある（特許文献４）。この装置では、キャッチエレメントを押し広げるために、後続の締結具をキャッチエレメントに向けて押し込む必要がある。また、複数の締結具を重ねて配置し、下から１個ずつ接合部に供給するものもある（特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１０－２０７８９８号公報
【特許文献2】国際公開第２０１８／０４２４７２号
【特許文献3】国際公開第２０１８／１２３７１６号
【特許文献4】特許第４３５５３８０号公報
【特許文献5】特開２０１８－１０８６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１～３に記載の接合方法は、自動車のルーフ等の薄板部分の接合に広く採用されている。このような部分に適用する締結具は、側面視した形状（締結具の頭部と軸部との全体形状）が略平板状であり、通常のボルトやリベットに比べて軽量で反転しやすいため、そのハンドリングが非常に難しい。
【0006】
さらに、従来の打込み装置のように、複数の締結具を重ねた状態から締結具を１個ずつ分離させるには、締結具の分離機構が必要となる。しかし、接合部の付近にこのような分離機構を設けると、機構が複雑化して装置の重量が重くなり、更には駆動源となるシリンダー等の部分がかさばり、分離機構を多軸ロボットのアーム等に取り付けて施工することが困難となる。仮に取り付けたとしても、装置の干渉によって接合作業の自由度が阻害され、生産性を低下させる要因となる。
【0007】
そこで本発明は、機構を複雑にすることなく多数の締結具を迅速に供給でき、接合体の生産効率を高められる締結具の接合装置、締結具の送給方法、接合方法、及び接合体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は下記の構成からなる。
（１） 中実の締結具を１個ずつ送り出す締結具送り機構と、送り出された前記締結具を接合用部材に接合する締結具接合機構と、前記締結具送り機構と前記締結具接合機構に接続され、前記締結具を搬送する締結具搬送部と、前記締結具送り機構及び前記締結具接合機構の駆動を制御するコントローラと、
を備え、
前記締結具送り機構は、
収容された多数の前記締結具を１列に整列させるパーツフィーダと、
整列された前記締結具の列から１つの前記締結具を切り分けて前記締結具搬送部へ送る切り分け機構と、
前記締結具搬送部の途中に配置され、前記締結具接合機構に向けて送り出された前記締結具の通過を検出する通過検出センサと、
を有し、
前記締結具接合機構は、
前記締結具搬送部から搬送されてくる前記締結具を受け止めるレシーバ部と、
前記レシーバ部に前記締結具が到着したかを検出する到着センサと、
を有し、
前記コントローラは、前記到着センサによる前記締結具の非検出時に、前記切り分け機構から１個の前記締結具を前記締結具搬送部へ送出させ、前記通過検出センサが、送り出された前記締結具の通過を検出すると、前記締結具搬送部の搬送路内へ加圧エアを供給して、前記搬送路内の前記締結具を前記締結具接合機構に向けて圧送する、
締結具の接合装置。
（２） 中実の締結具を１個ずつ送り出す締結具送り機構と、送り出された前記締結具を接合用部材に接合する締結具接合機構と、前記締結具送り機構と前記締結具接合機構に接続されて前記締結具を搬送する締結具搬送部と、を備える接合装置により、前記締結具を前記接合用部材に接合する締結具の送給方法であって、
前記締結具搬送部から搬送されてくる前記締結具を受け止める前記締結具接合機構のレシーバ部に、前記締結具が到着したかを検出する到着センサが、前記締結具を検出していない場合に、
前記締結具送り機構で前記締結具を１列に整列させた前記締結具の列から１つの前記締結具を切り分け、該切り分けた前記締結具を前記締結具搬送部へ送り出し、
前記締結具搬送部の途中に配置された通過検出センサが、送り出された前記締結具を検出すると、
前記締結具搬送部の搬送路内内へ加圧エアを供給して、前記搬送路内の前記締結具を前記締結具接合機構に向けて圧送する、
締結具の送給方法。
（３） （２）に記載の締結具の送給方法により前記締結具接合機構に搬送された前記締結具を、前記レシーバ部により前記締結具を受け止める待避位置から、ダイ及びパンチが配置された接合位置に押し出し、前記接合位置で前記締結具を前記接合用部材に接合する、接合方法。
（４） （３）に記載の接合方法により、前記締結具と前記接合用部材が接合された中間接合体と、他の接合用部材とをスポット溶接する、接合体の製造方法。
（１） 中実の締結具を１個ずつ送り出す締結具送り機構と、送り出された前記締結具を接合用部材に接合する締結具接合機構と、前記締結具送り機構と前記締結具接合機構に接続され、前記締結具を搬送する締結具搬送部と、前記締結具送り機構及び前記締結具接合機構の駆動を制御するコントローラと、
を備え、
前記締結具送り機構は、
収容された多数の前記締結具を１列に整列させるパーツフィーダと、
整列された前記締結具の列から１つの前記締結具を切り分けて前記締結具搬送部へ送る切り分け機構と、
前記締結具搬送部の途中に配置され、前記締結具接合機構に向けて送り出された前記締結具の通過を検出する通過検出センサと、
を有し、
前記締結具接合機構は、
前記締結具搬送部から搬送されてくる前記締結具を受け止めるレシーバ部と、
前記レシーバ部に前記締結具が到着したかを検出する到着センサと、
を有し、
前記コントローラは、前記到着センサによる前記締結具の非検出時に、前記切り分け機構から１個の前記締結具を前記締結具搬送部へ送出させ、前記通過検出センサが、送り出された前記締結具の通過を検出すると、前記締結具搬送部の搬送路内へ加圧エアを供給して、前記搬送路内の前記締結具を前記締結具接合機構に向けて圧送する、
締結具の接合装置。
（２） 中実の締結具を１個ずつ送り出す締結具送り機構と、送り出された前記締結具を接合用部材に接合する締結具接合機構と、前記締結具送り機構と前記締結具接合機構に接続されて前記締結具を搬送する締結具搬送部と、を備える接合装置により、前記締結具を前記接合用部材に接合する締結具の送給方法であって、
前記締結具搬送部から搬送されてくる前記締結具を受け止める前記締結具接合機構のレシーバ部に、前記締結具が到着したかを検出する到着センサが、前記締結具を検出していない場合に、
前記締結具送り機構で前記締結具を１列に整列させた前記締結具の列から１つの前記締結具を切り分け、該切り分けた前記締結具を前記締結具搬送部へ送り出し、
前記締結具搬送部の途中に配置された通過検出センサが、送り出された前記締結具を検出すると、
前記締結具搬送部の搬送路内内へ加圧エアを供給して、前記搬送路内の前記締結具を前記締結具接合機構に向けて圧送する、
締結具の送給方法。
（３） （２）に記載の締結具の送給方法により前記締結具接合機構に搬送された前記締結具を、前記レシーバ部により前記締結具を受け止める待避位置から、ダイ及びパンチが配置された接合位置に押し出し、前記接合位置で前記締結具を前記接合用部材に接合する、接合方法。
（４） （３）に記載の接合方法により、前記締結具と前記接合用部材が接合された中間接合体と、他の接合用部材とをスポット溶接する、接合体の製造方法。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、機構を複雑にすることなく多数の締結具を迅速に供給でき、接合体の生産効率を高められる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明に係る接合装置の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0012】
［接合装置の構成］
図１は、接合装置の概略的な全体構成図である。
接合装置１０は、締結具送り機構１００と、締結具接合機構２００と、締結具搬送部３００とを備える。接合装置１０は、締結具を接合用部材に打ち込んで、締結具と接合用部材とを接合する。締結具と接合用部材とが一体化された中間接合体は、他の接合用部材とスポット溶接されることで所望の構造の接合体となる。
図１は、接合装置の概略的な全体構成図である。
接合装置１０は、締結具送り機構１００と、締結具接合機構２００と、締結具搬送部３００とを備える。接合装置１０は、締結具を接合用部材に打ち込んで、締結具と接合用部材とを接合する。締結具と接合用部材とが一体化された中間接合体は、他の接合用部材とスポット溶接されることで所望の構造の接合体となる。
【0013】
締結具送り機構１００は、多数個が供給された締結具の中から締結具を１個ずつ締結具搬送部３００に送り出す。締結具搬送部３００は、締結具送り機構１００と締結具接合機構２００とを接続する搬送ホース３０１を有し、搬送ホース３０１の管内で、締結具送り機構１００から送り出された締結具を締結具接合機構２００に搬送する。締結具接合機構２００は、締結具送り機構１００から搬送されてくる締結具を受け取り、受け取った締結具を接合用部材に打ち込む。
【0014】
締結具送り機構１００は、送給側コントローラ４０に接続され、送給側コントローラ４０から出力される駆動信号に応じて駆動制御される。また、締結具接合機構２００は、接合側コントローラ５０に接続され、接合側コントローラ５０から出力される駆動信号に応じて駆動制御される。送給側コントローラ４０及び接合側コントローラ５０は、ＣＰＵ等の演算部、メモリやストレージ等の記憶部を備えるコンピュータ装置であって、互いに通信可能に接続される。送給側コントローラ４０及び接合側コントローラ５０のそれぞれは、記憶部に予め記憶されたプログラム、入力された駆動プログラム、入力情報等に応じて、締結具送り機構１００と締結具接合機構２００の各部を駆動する。
【0015】
ここでは、送給側コントローラ４０と接合側コントローラ５０とを個別のコントローラとした構成例を示しているが、これに限らず、２つのコントローラを１つのコントローラに纏めてもよく、３つ以上のコントローラを組み合わせた構成にしてもよい。
【0016】
＜締結具＞
図２は、締結具２０の一例を示す斜視図であり、図３は、図２に示す締結具２０の断面図である。
締結具２０は、頭部２１と軸部２３とを有する。頭部２１の形状は、軸部２３より大径の円板状であり、軸部２３の形状は、頭部２１の中心から軸方向に突出する略円柱形状である。頭部２１と軸部２３との接続部には、軸部２３の全周に沿って環状溝２５が設けられる。環状溝２５は、頭部２１における軸部２３より径方向外側に張り出したフランジ２１ａに形成される。また、軸部２３の先端面には、プロジェクションとなる突起２７が形成される。締結具２０は、その軸長が軸部２３の直径よりも短く、側面視形状が略平板状となっている。締結具２０は、中空部を有しない中実な構造であり、後で述べる到着センサ２０９で、待機位置Ｐ１で停止した締結具２０を検出できる。
図２は、締結具２０の一例を示す斜視図であり、図３は、図２に示す締結具２０の断面図である。
締結具２０は、頭部２１と軸部２３とを有する。頭部２１の形状は、軸部２３より大径の円板状であり、軸部２３の形状は、頭部２１の中心から軸方向に突出する略円柱形状である。頭部２１と軸部２３との接続部には、軸部２３の全周に沿って環状溝２５が設けられる。環状溝２５は、頭部２１における軸部２３より径方向外側に張り出したフランジ２１ａに形成される。また、軸部２３の先端面には、プロジェクションとなる突起２７が形成される。締結具２０は、その軸長が軸部２３の直径よりも短く、側面視形状が略平板状となっている。締結具２０は、中空部を有しない中実な構造であり、後で述べる到着センサ２０９で、待機位置Ｐ１で停止した締結具２０を検出できる。
【0017】
以下、締結具送り機構１００，締結具接合機構２００、締結具搬送部３００の詳細を順次説明する。
＜締結具送り機構＞
図４は、締結具送り機構１００の全体構成図である。
締結具送り機構１００は、ホッパ１１０と、パーツフィーダ１３０と、整列搬送機構１５０と、切り分け機構１７０と、通過検出センサ１９０とを備える。
＜締結具送り機構＞
図４は、締結具送り機構１００の全体構成図である。
締結具送り機構１００は、ホッパ１１０と、パーツフィーダ１３０と、整列搬送機構１５０と、切り分け機構１７０と、通過検出センサ１９０とを備える。
【0018】
ホッパ１１０は、多数の締結具２０を貯留し、所定のタイミングでパーツフィーダ１３０へ所定量の締結具２０を投入する。パーツフィーダ１３０は、振動を利用して締結具２０を自動的に一定の姿勢で整列させる。ここでは、締結具２０を、図２に示す頭部２１が上、軸部２３が下になる姿勢にして整列させる。パーツフィーダ１３０の外周の一部から延びる出口部１３１には、整列搬送機構１５０の搬送レール１５１が水平方向から傾斜して接続される。搬送レール１５１は、締結具２０のフランジ２１ａの下側面を支持することで、締結具２０を一定の姿勢で保持するとともに、パーツフィーダ１３０からの締結具２０を一列にしたまま、搬送方向下流側へ送る。このように、整列搬送機構１５０は、パーツフィーダ１３０により整列された締結具２０を、傾斜した搬送レール１５１上で、重力によって傾斜に沿って滑らせながら切り分け機構１７０へ送る。
【0019】
図５は、整列搬送機構１５０及び切り分け機構１７０の要部拡大図である。
切り分け機構１７０は、傾斜した搬送レール１５１に沿って配置され、搬送方向上流側（上方）の第１ロッド１７１を有する第１プランジャ１７３と、搬送方向下流側（下方）の第２ロッド１７５を有する第２プランジャ１７７とを有する。第１ロッド１７１と第1プランジャ１７３は第１ストッパを構成し、第２ロッド１７５と第２プランジャ１７７は第２ストッパを構成する。
切り分け機構１７０は、傾斜した搬送レール１５１に沿って配置され、搬送方向上流側（上方）の第１ロッド１７１を有する第１プランジャ１７３と、搬送方向下流側（下方）の第２ロッド１７５を有する第２プランジャ１７７とを有する。第１ロッド１７１と第1プランジャ１７３は第１ストッパを構成し、第２ロッド１７５と第２プランジャ１７７は第２ストッパを構成する。
【0020】
第１ロッド１７１と第２ロッド１５とは、第１プランジャ１７３と第２プランジャ１７７の駆動により、それぞれ個別に搬送レール１５１に進退動作され、締結具２０を搬送レール１５１上で停止又は通過させるストッパとして機能する。切り分け機構１７０は、搬送レール１５１上で整列された締結具２０の列から１つの締結具２０を切り分けて、搬送ホース３０１へ送り出す。切り分け機構１７０においても、締結具２０は重力によって傾斜に沿って移動する。
【0021】
切り分け機構１７０の排出口１７９には、締結具搬送部３００の搬送ホース３０１の一端部が接続される。排出口１７９の近傍には、搬送ホース３０１が下方に向けて傾斜する範囲内の位置に、通過検出センサ１９０が設けられる。通過検出センサ１９０は、切り分け機構１７０の締結具搬送方向の下流側に設けられ、搬送ホース３０１内の締結具接合機構２００に向けて送り出された締結具２０の通過を検出する。
【0022】
通過検出センサ１９０は、ここでは搬送ホース３０１を囲んで配置される円環状の磁気センサを用いているが、これに限らず、他の方式、形状のセンサを用いてもよい。
【0023】
＜締結具搬送部＞
締結具搬送部３００は、長尺状の搬送ホース３０１を備える。
図６は、搬送ホース３０１の断面形状を示す概略図である。
搬送ホース３０１には、その長手方向に沿って締結具２０を搬送する搬送路３０３（貫通孔）が形成される。搬送路３０３の断面形状は、搬送される締結具２０が搬送路内３０３で反転することなく一定の姿勢を保持しつつ、搬送ホース３０１の一端部から他端部まで搬送可能な形状であればよく、特に限定されない。一例として、図６に締結具２０の最大高さ及び最大幅よりも僅かに大きい断面四角形状の搬送路３０３を示している。搬送路３０３は、気密に形成されており、搬送路３０３内に供給される加圧エアによって、締結具２０を反転させることなく搬送ホース３０１の一端部から他端部まで搬送する。
締結具搬送部３００は、長尺状の搬送ホース３０１を備える。
図６は、搬送ホース３０１の断面形状を示す概略図である。
搬送ホース３０１には、その長手方向に沿って締結具２０を搬送する搬送路３０３（貫通孔）が形成される。搬送路３０３の断面形状は、搬送される締結具２０が搬送路内３０３で反転することなく一定の姿勢を保持しつつ、搬送ホース３０１の一端部から他端部まで搬送可能な形状であればよく、特に限定されない。一例として、図６に締結具２０の最大高さ及び最大幅よりも僅かに大きい断面四角形状の搬送路３０３を示している。搬送路３０３は、気密に形成されており、搬送路３０３内に供給される加圧エアによって、締結具２０を反転させることなく搬送ホース３０１の一端部から他端部まで搬送する。
【0024】
搬送ホース３０１には、軽量で柔軟性を有し、フレキシブルな配置が可能な樹脂製のホースが適用できるが、これに限らない。例えば、締結具搬送部３００の少なくとも一部に、搬送経路が固定された金属製又は硬質樹脂製等の搬送用部材が含まれていてもよい。
【0025】
また、切り分け機構１７０と締結具搬送部３００との間には、搬送ホース３０１の搬送路３０３に加圧エアを供給するエアポンプ１８１と、バルブ１８３とを有するエア供給流路１８０とが接続されている。エア供給流路１８０は、バルブ１８３の開閉によってエアポンプ１８１で発生させた加圧エアを所定のタイミングで搬送路３０３に供給する。
【0026】
＜締結具接合機構＞
締結具接合機構２００は、図１に示すように、多軸ロボット２０１と、多軸ロボット２０１に先端軸に設けたエンドエフェクタ２０３と、を備える。エンドエフェクタ２０３には、一端部が締結具送り機構１００に接続された搬送ホース３０１の他端部が接続される。エンドエフェクタ２０３の位置及び姿勢は、ロボットアームの自由度の範囲で３次元的に任意に設定可能となっている。
締結具接合機構２００は、図１に示すように、多軸ロボット２０１と、多軸ロボット２０１に先端軸に設けたエンドエフェクタ２０３と、を備える。エンドエフェクタ２０３には、一端部が締結具送り機構１００に接続された搬送ホース３０１の他端部が接続される。エンドエフェクタ２０３の位置及び姿勢は、ロボットアームの自由度の範囲で３次元的に任意に設定可能となっている。
【0027】
図７は、エンドエフェクタ２０３の拡大斜視図である。
エンドエフェクタ２０３は、Ｃ型フレーム２０５と、レシーバ部２０７と、到着センサ２０９と、押し出し部２１１と、接合部２１３と、を備える。レシーバ部２０７は、搬送ホース３０１を通じて搬送されてくる締結具２０（不図示）を受け止める。到着センサ２０９は、レシーバ部２０７に締結具２０が配置されたかを検出する。押し出し部２１１は、レシーバ部２０７に配置された締結具２０を、接合部２１３のダイ２１５とパンチ２１７との軸線上に（図９の待機位置Ｐ１から接合位置Ｐ２に）押し出す。接合部２１３では、接合待機位置の締結具を接合用部材に打ち込み、締結具と接合用部材とを接合する。レシーバ部２０７、押し出し部２１１、接合部２１３は、それぞれＣ型フレーム２０５に固定される。
エンドエフェクタ２０３は、Ｃ型フレーム２０５と、レシーバ部２０７と、到着センサ２０９と、押し出し部２１１と、接合部２１３と、を備える。レシーバ部２０７は、搬送ホース３０１を通じて搬送されてくる締結具２０（不図示）を受け止める。到着センサ２０９は、レシーバ部２０７に締結具２０が配置されたかを検出する。押し出し部２１１は、レシーバ部２０７に配置された締結具２０を、接合部２１３のダイ２１５とパンチ２１７との軸線上に（図９の待機位置Ｐ１から接合位置Ｐ２に）押し出す。接合部２１３では、接合待機位置の締結具を接合用部材に打ち込み、締結具と接合用部材とを接合する。レシーバ部２０７、押し出し部２１１、接合部２１３は、それぞれＣ型フレーム２０５に固定される。
【0028】
接合部２１３は、接合用部材に当接させるダイ２１５と、ダイ２１５との間に接合用部材を挟んで配置されるパンチ２１７と、パンチ２１７をダイ２１５に向けて移動させて締結具を接合用部材に打ち込むパンチ駆動機構２１９と、を備える。ダイ２１５は、Ｃ型フレーム２０５の一端部２０５ａに固定され、パンチ２１７とパンチ駆動機構２１９は、共にＣ型フレーム２０５の他端部２０５ｂに配置される。これにより、パンチ動作時に高い剛性が確保される。レシーバ部２０７と押し出し部２１１とは、Ｃ型フレーム２０５のフレーム内側で、フレーム外側へ突出せずにコンパクトに収納される。
【0029】
【0030】
図８、図９に示すように、レシーバ部２０７の締結具搬送路２２１には搬送ホース３０１が傾斜して接続され、搬送ホース３０１から締結具搬送路２２１に締結具２０が１個ずつ供給される。締結具搬送路２２１には、締結具２０の頭部２１（フランジ２１ａ）を支持する一対の連続溝２２１ａ（図９には片側の連続溝２２１ａのみ図示）が形成され、締結具２０が一対の連続溝２２１ａによって頭部２１を上側にした姿勢を保ったまま搬送される。
【0031】
図９に示すように、レシーバ部２０７には、軸２２３を中心に揺動可能なレバー２２５と、ブロック２２０に設けられた圧縮スプリング２２７と、到着センサ２０９とが、締結具搬送路２２１の締結具搬送方向に沿ってこの順で配置される。圧縮スプリング２２７は、レバー２２５の先端部２２５ａを締結具搬送路２２１に向けて付勢する。到着センサ２０９は、締結具搬送路２２１に沿って搬送されてきた締結具２０を検出する。
【0032】
レバー２２５は、締結具搬送路２２１を移動する締結具２０の頭部２１を圧縮スプリング２２７の弾性力により押し当てて、締結具２０を減速させる。レバー２２５による締結具２０の押し当て力は、締結具２０の種類（形状、サイズ、素材等）に応じて、圧縮スプリング２２７の弾性、レバー２２５の回り止めとなる調整ピン２２９の位置等の調整により適宜設定される。
【0033】
図１０は、図９に示すブロック２２０を取り外した状態のレシーバ部２０７の斜視図である。
レバー２２５によって減速された締結具２０は、締結具搬送路２２１の両脇に配置された１対のレシーバ片２４３に突き当たり、停止する。１対のレシーバ片２４３は、それぞれ軸２４５を中心に揺動自在に支持され、搬送方向下流側が互いに接近する向きに屈曲した形状を有する。レシーバ片２４３の搬送方向下流側における互いの対向面の反対側となる外側面には、ばね（弾性体）２４７が当接して配置される。ばね２４７は、搬送方向下流側のレシーバ片２４３同士を接近させる方向に付勢する（矢印Ｒｃ）。これにより、１対のレシーバ片２４３は、搬送方向下流側の締結具搬送路２２１の幅を、締結具２０の頭部２１の幅より小さくして、締結具２０の通過を阻止する。
レバー２２５によって減速された締結具２０は、締結具搬送路２２１の両脇に配置された１対のレシーバ片２４３に突き当たり、停止する。１対のレシーバ片２４３は、それぞれ軸２４５を中心に揺動自在に支持され、搬送方向下流側が互いに接近する向きに屈曲した形状を有する。レシーバ片２４３の搬送方向下流側における互いの対向面の反対側となる外側面には、ばね（弾性体）２４７が当接して配置される。ばね２４７は、搬送方向下流側のレシーバ片２４３同士を接近させる方向に付勢する（矢印Ｒｃ）。これにより、１対のレシーバ片２４３は、搬送方向下流側の締結具搬送路２２１の幅を、締結具２０の頭部２１の幅より小さくして、締結具２０の通過を阻止する。
【0034】
図９に示すように、到着センサ２０９は、締結具２０の待機位置Ｐ１の上方に配置される。本構成の到着センサ２０９は、レシーバ部２０７に形成された貫通孔２３１を通じて締結具２０の到着（有無）を検出する。到着センサ２０９としては、例えば、レーザ光を利用したレーザセンサ等の非接触センサを採用できるが、これに限らない。到着センサ２０９がレーザセンサである場合は、貫通孔２３１を通して待機位置Ｐ１に配置された締結具２０へ検出光を照射する。そして、締結具２０で反射した反射光を受光し、その受光した反射光に応じて、待機位置Ｐ１における締結具２０の有無を検出する。
【0035】
待機位置Ｐ１における締結具２０の軸部２３側（図９の下側）の空間２３５には、押し出し部２１１のプッシャ２３３が矢印Ｋ１の方向へ移動可能に配置される。プッシャ２３３がＫ１方向に移動すると、締結具２０が矢印Ｋ２の方向に押し出される。このとき、図１０に示す１対のレシーバ片２４３が、搬送方向下流側に押し出された締結具２０によって、ばね２４７の弾性力に抗して軸２４５を中心に矢印Ｒｃの逆方向に回転する。これにより、搬送方向下流側のレシーバ片２４３が互いに離反されて、締結具搬送路２２１の幅が拡がり、締結具２０が待機位置Ｐ１から接合位置Ｐ２に押し出される。
【0036】
接合位置Ｐ２においては、図９に示すように、前述したダイ２１５とパンチ２１７が配置される。パンチ２１７は、中空の円筒形状であり、図７に示すパンチ駆動機構２１９の駆動によってダイ２１５に向けて移動可能にＣ型フレーム２０５に支持される。パンチ２１７のパンチ基端側（ダイ２１５側先端の反対側）には、接合位置Ｐ２の締結具２０を検出するセンサ（パンチセンサ２３７）が配置される。
【0037】
接合位置Ｐ２に押し出された締結具２０は、ストッパ部材２３９に突き当たり、位置決めされる。パンチセンサ２３７は、パンチ２１７の貫通孔２１７ａを通じて接合位置Ｐ２に押し出された締結具２０の有無を検出する。パンチセンサ２３８としては、到着センサ２０９と同様に、例えばレーザ光を利用した非接触センサ等が採用されるが、これに限らない。
【0038】
［接合装置の駆動手順］
次に、上記構成の接合装置１０の駆動手順について順次説明する。
＜締結具送り機構による締結具の移送手順＞
図１１は、接合装置１０の制御ブロック図である。図１２は、締結具送り機構１００の駆動手順を示すフローチャートである。
まず、送給側コントローラ４０がパーツフィーダ１３０に駆動信号ＳＰＦを送信し、パーツフィーダ１３０は、振動によってホッパ１１０（図４）から供給された締結具２０を整列搬送機構１５０へ一列に整列させて送り出す（Ｓ１１）。
次に、上記構成の接合装置１０の駆動手順について順次説明する。
＜締結具送り機構による締結具の移送手順＞
図１１は、接合装置１０の制御ブロック図である。図１２は、締結具送り機構１００の駆動手順を示すフローチャートである。
まず、送給側コントローラ４０がパーツフィーダ１３０に駆動信号ＳＰＦを送信し、パーツフィーダ１３０は、振動によってホッパ１１０（図４）から供給された締結具２０を整列搬送機構１５０へ一列に整列させて送り出す（Ｓ１１）。
【0039】
整列搬送機構１５０に送られた締結具２０は、整列搬送機構１５０の搬送レール１５１に沿って切り分け機構１７０に送られる。
図１３は、切り分け機構１７０における締結具２０の切り分け手順を（Ａ）～（Ｅ）に示す工程説明図である。
図１３は、切り分け機構１７０における締結具２０の切り分け手順を（Ａ）～（Ｅ）に示す工程説明図である。
【0040】
切り分け機構１７０では、図１３の（Ａ）に示すように、搬送方向上流側の第１プランジャ１７３の第１ロッド１７１が搬送レール１５１の搬送路から引き戻され（ＰＡＳＳ位置）、搬送方向下流側の第２プランジャ１７７の第２ロッド１７５が搬送レール１５１の搬送路に押し出された（ＳＴＯＰ位置）状態にされる。この状態で複数の締結具２０が切り分け機構１７０に到着すると、先頭の締結具２０－１が第２ロッド１７５に当接して停止する。これにより、整列搬送機構１５０から送られた複数の締結具２０が、切り分け機構１７０に配置された状態になる（Ｓ１２）。
【0041】
ここで、図９、図１１に示す前述の到着センサ２０９が出力する、待機位置Ｐ１（図９）に締結具２０が存在しているか否かを表す到着信号ＳＲＥを確認して（Ｓ１３）、待機位置Ｐ１に締結具２０が存在する場合は、待機位置Ｐ１の締結具２０を接合位置Ｐ２に送り出して取り除き、待機位置Ｐ１から排出する（Ｓ１４）。到着信号ＳＲＥの確認と締結具２０の排出処理は、送給側コントローラ４０と接合側コントローラ５０との間の通信により実施される。
【0042】
待機位置Ｐ１に締結具２０が存在しないことを確認できたら、切り分け機構１７０から１つの締結具２０を締結具接合機構２００に向けて送り出す（Ｓ１５）。このときの１つの締結具２０を切り分け機構１７０によって切り分ける具体的な手順を説明する。
【0043】
複数の締結具２０が切り分け機構１７０に到着した後、送給側コントローラ４０は第１プランジャ１７３に駆動信号ＳＰ１を出力する。第１プランジャ１７３は、駆動信号ＳＰ１を受けて、図１３の（Ｂ）に示すように、第１ロッド１７１をＳＴＯＰ位置に押し出す。これにより、図１３の（Ｃ）に示すように、先頭の締結具２０－１を第１ロッド１７１と第２ロッド１７５との間に挟んだ状態にする。
【0044】
次いで、送給側コントローラ４０は第２プランジャ１７７に駆動信号ＳＰ２を出力する。第２プランジャ１７７は、駆動信号ＳＰ２を受けて、図１３の（Ｄ）に示すように、第２ロッド１７５をＰＡＳＳ位置に引き戻し、先頭の締結具２０－１のみを搬送方向下流側に送り出す。その後、第２プランジャ１７７は、図１３の（Ｅ）に示すように、第２ロッド１７５をＳＴＯＰ位置に押し出し、第１プランジャ１７３は、図１３の（Ａ）に示すように、第１ロッド１７１をＰＡＳＳ位置に引き戻す。これにより、次に送る締結具２０が第１ロッド１７１に当接して停止する。
【0045】
以上の動作を繰り返し、整列搬送機構１５０から送られてくる複数の締結具２０を、１つずつ切り分けて、所定のタイミングで搬送方向下流に向けて送り出す。そして、切り分け機構１７０から送り出された先頭の締結具２０－１は、搬送ホース３０１を通じて締結具接合機構２００に向けて搬送される。なお、図１３に示す切り分け機構１７０の構成及び動作は一例であって、この方式に限らない。
【0046】
図１４は、搬送ホース３０１を用いて締結具２０を圧送する手順を（Ａ）～（Ｃ）に段階的に示す工程説明図である。
図１４の（Ａ）に示すように、切り分け機構１７０に複数の締結具２０が配置された状態から、図１４の（Ｂ）に示すように、送給側コントローラ４０が第２プランジャ１７７に駆動信号ＳＰ２を出力して、第２プランジャ１７７が第２ロッド１７５をＰＡＳＳ位置にすると、先頭の締結具２０－１が搬送レール１５１を滑り落ち、搬送ホース３０１の搬送路３０３内を移動する。締結具２０－１が通過検出センサ１９０の位置を通過すると、通過検出センサ１９０が締結具２０－１の通過を検出して、通過検出信号ＳＴＵを送給側コントローラ４０に出力する。
図１４の（Ａ）に示すように、切り分け機構１７０に複数の締結具２０が配置された状態から、図１４の（Ｂ）に示すように、送給側コントローラ４０が第２プランジャ１７７に駆動信号ＳＰ２を出力して、第２プランジャ１７７が第２ロッド１７５をＰＡＳＳ位置にすると、先頭の締結具２０－１が搬送レール１５１を滑り落ち、搬送ホース３０１の搬送路３０３内を移動する。締結具２０－１が通過検出センサ１９０の位置を通過すると、通過検出センサ１９０が締結具２０－１の通過を検出して、通過検出信号ＳＴＵを送給側コントローラ４０に出力する。
【0047】
送給側コントローラ４０は、通過検出信号ＳＴＵが入力されると（Ｓ１６）、図１４の（Ｃ）に示すように、バルブ１８３に駆動信号ＳＰＯを出力する。バルブ１８３は、駆動信号ＳＰＯを受けて、エアポンプ１８１により発生させた加圧エアを搬送ホース３０１の搬送路３０３に送る。すると、搬送路３０３を移動中の締結具２０－１が、供給された加圧エアにより加速され、締結具接合機構２００へ迅速に圧送される（Ｓ１７）。
【0048】
＜締結具接合機構による締結具の移送及び接合手順＞
次に、締結具接合機構２００による締結具の移送及び接合手順を説明する。
図１５は、締結具接合機構２００の駆動手順を示すフローチャートである。
前述したように、締結具２０が、締結具送り機構１００から搬送ホース３０１を通じて１つずつ締結具接合機構２００の待機位置Ｐ１（図９参照）に搬送されてくる。待機位置Ｐ１の締結具２０は、接合位置Ｐ２に押し出され、１つずつ接合用部材３０に打ち付けられる。
次に、締結具接合機構２００による締結具の移送及び接合手順を説明する。
図１５は、締結具接合機構２００の駆動手順を示すフローチャートである。
前述したように、締結具２０が、締結具送り機構１００から搬送ホース３０１を通じて１つずつ締結具接合機構２００の待機位置Ｐ１（図９参照）に搬送されてくる。待機位置Ｐ１の締結具２０は、接合位置Ｐ２に押し出され、１つずつ接合用部材３０に打ち付けられる。
【0049】
図１６は、締結具接合機構２００における締結具２０の移送から接合までの手順を（Ａ）～（Ｄ）で示す工程説明図である。
図１６の（Ａ）に示すように、搬送されてきた締結具２０（前述した先頭の締結具２０－１）は、図１６の（Ｂ）に示すように、圧縮スプリング２２７により付勢されたレバー２２５との接触により減速され、１対のレシーバ片２４３に挟まれて待機位置Ｐ１で停止する。待機位置Ｐ１に配置された到着センサ２０９は、待機位置Ｐ１で停止した締結具２０を検出して（Ｓ２１）、検出した場合に到着信号ＳＲＥを接合側コントローラ５０に出力する（図１１参照）（Ｓ２２）。
図１６の（Ａ）に示すように、搬送されてきた締結具２０（前述した先頭の締結具２０－１）は、図１６の（Ｂ）に示すように、圧縮スプリング２２７により付勢されたレバー２２５との接触により減速され、１対のレシーバ片２４３に挟まれて待機位置Ｐ１で停止する。待機位置Ｐ１に配置された到着センサ２０９は、待機位置Ｐ１で停止した締結具２０を検出して（Ｓ２１）、検出した場合に到着信号ＳＲＥを接合側コントローラ５０に出力する（図１１参照）（Ｓ２２）。
【0050】
接合側コントローラ５０は、締結具２０が待機位置Ｐ１に到達すると、パンチセンサ２３７からの締結具２０の検出信号の出力を確認する（Ｓ２３）。パンチセンサ２３７が締結具２０を検出した場合、接合位置Ｐ２に締結具２０が残っている状態なので、押し出し部２１１を駆動して、その締結具２０を接合位置Ｐ２から排出する（Ｓ２４）。
【0051】
パンチセンサ２３７が締結具２０を検出しない場合、接合側コントローラ５０は、押し出し部２１１に駆動信号ＳＰＵを出力する。すると、図１６の（Ｃ）に示すように、押し出し部２１１は駆動信号ＳＰＵを受け、プッシャ２３３を接合位置Ｐ２に向けて移動させ、待機位置Ｐ１の締結具２０を接合位置Ｐ２に押し出す（Ｓ２５）。
【0052】
このとき、締結具２０は、図１０に示すストッパ部材２３９に押し当てられて停止し、接合位置Ｐ２に位置決めされる。パンチセンサ２３７は、締結具２０の検出信号ＳＰＴを出力する。また、プッシャ２３３は、元の待避位置に戻される。
【0053】
そして、接合側コントローラ５０は、パンチセンサ２３７が出力する締結具２０の検出信号ＳＰＴを受けて、接合位置Ｐ２に締結具２０がセットされたことを認識する（Ｓ２６）。
【0054】
次に、接合側コントローラ５０は、図１に示す多軸ロボット２０１に駆動信号ＳＲＢを出力して、エンドエフェクタ２０３の位置及び姿勢を変更し、接合用部材３０を、接合位置Ｐ２の締結具２０とダイ２１５との間に挟み込む。つまり、パンチ２１７とダイ２１５との間に締結具２０と接合用部材３０とを挟み込む（Ｓ２７）。
【0055】
そして、接合側コントローラ５０は、パンチ駆動機構２１９に駆動信号ＳＰＳを出力する。すると、図１６の（Ｄ）に示すように、パンチ駆動機構２１９は駆動信号ＳＰＳを受け、パンチ２１７をダイ２１５に向けて押し込む。これにより、締結具２０の軸部２３が接合用部材３０を打ち抜いて、接合用部材３０と一体にされる（Ｓ２８）。
【0056】
以上の手順により、１つの締結具２０が接合用部材３０に固定される。なお、上記した締結具２０の接合用部材３０への接合方法は、これに限らず、他の公知の接合方法であってもよい。
【0057】
次に、締結具２０が打ち込まれた接合用部材３０のスポット溶接手順を説明する。
＜スポット溶接＞
図１７は、締結具２０が打ち込まれた接合用部材３０がスポット溶接される様子を（Ａ）～（Ｃ）に段階的に示す工程説明図である。
＜スポット溶接＞
図１７は、締結具２０が打ち込まれた接合用部材３０がスポット溶接される様子を（Ａ）～（Ｃ）に段階的に示す工程説明図である。
【0058】
図１７の（Ａ）に示すように、締結具２０が打ち込まれた接合用部材３０は、締結具２０の環状溝２５に材料３０ａが塑性流動して入り込み、強固にかしめ接合される。この締結具２０と接合用部材３０との中間接合体６０は、締結具２０が接合用部材３０から抜け落ちることがないため、中間接合体６０のハンドリング性が高められる。
【0059】
図１７の（Ｂ）に示すように、上記した中間接合体６０と他の接合用部材３３とを、板厚方向に重ね合わせ、締結具２０の頭部２１の位置を一対の溶接電極０１，４０３同士の間に挟み込む。そして、一対の溶接電極４０１，４０３間に溶接電流Ｉを流す。これにより、図１７の（Ｃ）に示すように、締結具２０の軸部２３の先端と接合用部材３３との間にナゲットＮが形成された、接合体７０が得られる。
【0060】
ここでは、締結具２０を１箇所に設けた例を示しているが、締結具２０は任意の位置に任意の数だけ設けることができる。
【0061】
上記構成の接合装置１０によれば、締結具送り機構１００が締結具２０を１つずつに切り分けて搬送ホース３０１に送り出す動作が、締結具接合機構２００の到着センサが締結具２０を検出しない場合に実行される。そのため、締結具接合機構２００へ締結具２０が二重に送られることを未然に防止できる。
【0062】
また、締結具接合機構２００に送られた締結具２０は、待機位置に配置された後、押し出し機構によって接合位置に送られる。空き状態となった待機位置には、次の締結具２０が締結具送り機構１００から送られて配置される。接合位置で締結具２０が接合用部材に接合されると、待機位置から次の締結具２０が空き状態となった接合位置に送られる。このようして、締結具２０が接合位置から接合に供されると、待機位置から直ちに次の締結具２０が接合位置に供給されるため、締結具２０の搬送待ち時間が大幅に短縮される。そして、締結具２０は連続供給可能なため、接合点数によらずに常に均一なタイミングで装填が可能となる。一方、接合位置付近で一定数の締結具を単位としてストックする従来の方式では、一定数の接合後に次の１単位の締結具の装填作業が必要となるため、接合点数に応じた装填のタイミングをフレキシブルに設定できない。
【0063】
そして、従来の方式のように接合位置付近に締結具の切り分け機構を設ける必要がないため、締結具接合機構２００が複雑な構成にならず、軽量化が図れて施工性を向上できる。よって生産効率を高められる。
【0064】
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【0065】
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 中実の締結具を１個ずつ送り出す締結具送り機構と、送り出された前記締結具を接合用部材に接合する締結具接合機構と、前記締結具送り機構と前記締結具接合機構に接続され、前記締結具を搬送する締結具搬送部と、前記締結具送り機構及び前記締結具接合機構の駆動を制御するコントローラと、
を備え、
前記締結具送り機構は、
収容された多数の前記締結具を１列に整列させるパーツフィーダと、
整列された前記締結具の列から１つの前記締結具を切り分けて前記締結具搬送部へ送る切り分け機構と、
前記締結具搬送部の途中に配置され、前記締結具接合機構に向けて送り出された前記締結具の通過を検出する通過検出センサと、
を有し、
前記締結具接合機構は、
前記締結具搬送部から搬送されてくる前記締結具を受け止めるレシーバ部と、
前記レシーバ部に前記締結具が到着したかを検出する到着センサと、
を有し、
前記コントローラは、前記到着センサによる前記締結具の非検出時に、前記切り分け機構から１個の前記締結具を前記締結具搬送部へ送出させ、前記通過検出センサが、送り出された前記締結具の通過を検出すると、前記締結具搬送部の搬送路内へ加圧エアを供給して、前記搬送路内の前記締結具を前記締結具接合機構に向けて圧送する、
締結具の接合装置。
この締結具の接合装置によれば、締結具送り機構により締結具を１つずつ切り分けて締結具接合機構に送るため、締結具接合機構の構成を簡単化でき、しかも、任意の接合点数に対応できるため生産性を向上できる。
（１） 中実の締結具を１個ずつ送り出す締結具送り機構と、送り出された前記締結具を接合用部材に接合する締結具接合機構と、前記締結具送り機構と前記締結具接合機構に接続され、前記締結具を搬送する締結具搬送部と、前記締結具送り機構及び前記締結具接合機構の駆動を制御するコントローラと、
を備え、
前記締結具送り機構は、
収容された多数の前記締結具を１列に整列させるパーツフィーダと、
整列された前記締結具の列から１つの前記締結具を切り分けて前記締結具搬送部へ送る切り分け機構と、
前記締結具搬送部の途中に配置され、前記締結具接合機構に向けて送り出された前記締結具の通過を検出する通過検出センサと、
を有し、
前記締結具接合機構は、
前記締結具搬送部から搬送されてくる前記締結具を受け止めるレシーバ部と、
前記レシーバ部に前記締結具が到着したかを検出する到着センサと、
を有し、
前記コントローラは、前記到着センサによる前記締結具の非検出時に、前記切り分け機構から１個の前記締結具を前記締結具搬送部へ送出させ、前記通過検出センサが、送り出された前記締結具の通過を検出すると、前記締結具搬送部の搬送路内へ加圧エアを供給して、前記搬送路内の前記締結具を前記締結具接合機構に向けて圧送する、
締結具の接合装置。
この締結具の接合装置によれば、締結具送り機構により締結具を１つずつ切り分けて締結具接合機構に送るため、締結具接合機構の構成を簡単化でき、しかも、任意の接合点数に対応できるため生産性を向上できる。
【0066】
（２） 前記切り分け機構は、下方に向けて傾斜する搬送レールに設けられ、切り分けた１つの前記締結具を重力によって搬送方向下流側へ滑り落とす（１）に記載の締結具の接合装置。
この締結具の接合装置によれば、締結具を搬送方向下流側に移動させる駆動源が不要となり、機構を簡略化できる。
この締結具の接合装置によれば、締結具を搬送方向下流側に移動させる駆動源が不要となり、機構を簡略化できる。
【0067】
（３） 前記切り分け機構は、前記搬送レールに沿って一列に配列された複数の前記締結具のうち、先頭の締結具の搬送方向上流側に配置された第１ストッパと、前記先頭の締結具の搬送方法下流側に配置された第２ストッパと、を有し、
前記第１ストッパは、前記先頭の締結具以降の締結具の搬送方向下流側への移動を停止させ、
前記第２ストッパは、前記先頭の締結具の搬送方向下流側への移動を停止させ、
前記第２ストッパのストッパ解除により、前記先頭の締結具のみを搬送方向下流側に移動させる、（２）に記載の締結具の接合装置。
この締結具の接合装置によれば、第２ストッパにより複数の締結具を搬送レールにストックさせ、第１ストッパにより第１ストッパと第２ストッパとの間で先頭の締結具を切り分けて、第２ストッパを解除することで、先頭の締結具以外を第１ストッパで堰き止めながら、先頭の締結具を搬送方向下流側に送給できる。
前記第１ストッパは、前記先頭の締結具以降の締結具の搬送方向下流側への移動を停止させ、
前記第２ストッパは、前記先頭の締結具の搬送方向下流側への移動を停止させ、
前記第２ストッパのストッパ解除により、前記先頭の締結具のみを搬送方向下流側に移動させる、（２）に記載の締結具の接合装置。
この締結具の接合装置によれば、第２ストッパにより複数の締結具を搬送レールにストックさせ、第１ストッパにより第１ストッパと第２ストッパとの間で先頭の締結具を切り分けて、第２ストッパを解除することで、先頭の締結具以外を第１ストッパで堰き止めながら、先頭の締結具を搬送方向下流側に送給できる。
【0068】
（４） 前記第１ストッパは、第１ロッドと、前記第１ロッドを前記搬送レールに進退動作させる第１プランジャとを備え、
前記第２ストッパは、第２ロッドと、前記第２ロッドを前記搬送レールに進退動作させる第２プランジャとを備える（３）に記載の締結具の接合装置。
この締結具の接合装置によれば、第１ロッドと第２ロッドとが第１プランジャと第２プランジャとの駆動により搬送レールに挿入又は退出させることで、搬送レールを通る締結具が堰き止めたり、通過させたりすることが簡単に行える。
前記第２ストッパは、第２ロッドと、前記第２ロッドを前記搬送レールに進退動作させる第２プランジャとを備える（３）に記載の締結具の接合装置。
この締結具の接合装置によれば、第１ロッドと第２ロッドとが第１プランジャと第２プランジャとの駆動により搬送レールに挿入又は退出させることで、搬送レールを通る締結具が堰き止めたり、通過させたりすることが簡単に行える。
【0069】
（５） 前記通過検出センサは、前記締結具送り機構との接続側における、前記締結具搬送部の下方へ向けて傾斜した範囲内に配置される（１）～（４）のいずれか１つに記載の締結具の接合装置。
この締結具の接合装置によれば、締結具搬送部の傾斜範囲内で締結具の通過を検出するため、締結具搬送部内の締結具を確実に検出できる。
この締結具の接合装置によれば、締結具搬送部の傾斜範囲内で締結具の通過を検出するため、締結具搬送部内の締結具を確実に検出できる。
【0070】
（６） 前記通過検出センサは、磁気センサである（１）～（５）のいずれか１つに記載の締結具の接合装置。
この締結具の接合装置によれば、非接触で確実に締結具の検出が行える。
この締結具の接合装置によれば、非接触で確実に締結具の検出が行える。
【0071】
（７） 前記締結具は、円板状の頭部と、頭部の外径より小径な軸部とを有し、軸長が前記軸部の直径よりも短い（１）～（６）のいずれか１つに記載の締結具の接合装置。
この締結具の接合装置によれば、軸長が軸部の直径よりも短い平板状の締結具を接合用部材に接合できる。
この締結具の接合装置によれば、軸長が軸部の直径よりも短い平板状の締結具を接合用部材に接合できる。
【0072】
（８） 前記締結具接合機構は、前記レシーバ部により前記締結具を受け止める待避位置から、前記締結具を前記接合用部材に接合する接合位置へ押し出す押し出し部を備える（１）～（７）のいずれか１つに記載の締結具の接合装置。
この締結具の接合装置によれば、締結具切り分け機構から送られてくる締結具を待避位置で一旦ストックさせておき、ストックした待機位置の締結具を接合位置に供給される。これにより、締結具切り分け機構から接合位置へ直接供給する場合と比較して、締結具を迅速に接合位置に供給できる。
この締結具の接合装置によれば、締結具切り分け機構から送られてくる締結具を待避位置で一旦ストックさせておき、ストックした待機位置の締結具を接合位置に供給される。これにより、締結具切り分け機構から接合位置へ直接供給する場合と比較して、締結具を迅速に接合位置に供給できる。
【0073】
（９） 前記レシーバ部は、前記締結具搬送部から搬送されてくる前記締結具の搬送路の両脇に配置され、前記搬送路の幅方向中央に向けて互いに接近及び離反可能に支持された１対のレシーバ片と、
１対の前記レシーバ片を前記搬送路の幅方向中央に向けて付勢する弾性体と、を備える（１）～（８）のいずれか１つに記載の締結具の接合装置。
この締結具の接合装置によれば、弾性付勢されたレシーバ片によって、搬送されてくる締結具を停止させ、搬送路に後戻りさせずに保持できる。
１対の前記レシーバ片を前記搬送路の幅方向中央に向けて付勢する弾性体と、を備える（１）～（８）のいずれか１つに記載の締結具の接合装置。
この締結具の接合装置によれば、弾性付勢されたレシーバ片によって、搬送されてくる締結具を停止させ、搬送路に後戻りさせずに保持できる。
【0074】
（１０） 前記締結具接合機構は、
ダイと、
前記ダイに向けて移動自在に配置されたパンチと、
前記パンチを前記ダイに向けて移動させるパンチ駆動機構と、
を備え、
前記ダイと前記パンチとの間に押し出された前記締結具と、前記ダイとの間に前記接合用部材を挟み込んで、前記パンチ駆動機構により前記締結具を前記接合用部材に打ち付ける（８）又は（９）に記載の締結具の接合装置。
この締結具の接合装置によれば、ダイとパンチに挟まれた接合用部材に締結具の軸部が打ち付けられ、締結具が接合用部材に接合される。
ダイと、
前記ダイに向けて移動自在に配置されたパンチと、
前記パンチを前記ダイに向けて移動させるパンチ駆動機構と、
を備え、
前記ダイと前記パンチとの間に押し出された前記締結具と、前記ダイとの間に前記接合用部材を挟み込んで、前記パンチ駆動機構により前記締結具を前記接合用部材に打ち付ける（８）又は（９）に記載の締結具の接合装置。
この締結具の接合装置によれば、ダイとパンチに挟まれた接合用部材に締結具の軸部が打ち付けられ、締結具が接合用部材に接合される。
【0075】
（１１） 前記締結具接合機構は、一端部に前記ダイが配置され、他端部に前記パンチと前記パンチ駆動機構が配置されたＣ型フレームを備える（１０）に記載の締結具の接合装置。
この締結具の接合装置によれば、ダイとパンチがＣ型フレームに配置されるため、高い剛性で安定した加工が行える。
この締結具の接合装置によれば、ダイとパンチがＣ型フレームに配置されるため、高い剛性で安定した加工が行える。
【0076】
（１２） 中実の締結具を１個ずつ送り出す締結具送り機構と、送り出された前記締結具を接合用部材に接合する締結具接合機構と、前記締結具送り機構と前記締結具接合機構に接続されて前記締結具を搬送する締結具搬送部と、を備える接合装置により、前記締結具を前記接合用部材に接合する締結具の送給方法であって、
前記締結具搬送部から搬送されてくる前記締結具を受け止める前記締結具接合機構のレシーバ部に、前記締結具が到着したかを検出する到着センサが、前記締結具を検出していない場合に、
前記締結具送り機構で前記締結具を１列に整列させた前記締結具の列から１つの前記締結具を切り分け、該切り分けた前記締結具を前記締結具搬送部へ送り出し、
前記締結具搬送部の途中に配置された通過検出センサが、送り出された前記締結具を検出すると、
前記締結具搬送部の搬送路内へ加圧エアを供給して、前記搬送路内の前記締結具を前記締結具接合機構に向けて圧送する、
締結具の送給方法。
この締結具の送給方法によれば、締結具送り機構により締結具を１つずつ切り分けて締結具接合機構に送るため、締結具接合機構の構成を簡単化でき、しかも、任意の接合点数に対応できるため生産性を向上できる。
前記締結具搬送部から搬送されてくる前記締結具を受け止める前記締結具接合機構のレシーバ部に、前記締結具が到着したかを検出する到着センサが、前記締結具を検出していない場合に、
前記締結具送り機構で前記締結具を１列に整列させた前記締結具の列から１つの前記締結具を切り分け、該切り分けた前記締結具を前記締結具搬送部へ送り出し、
前記締結具搬送部の途中に配置された通過検出センサが、送り出された前記締結具を検出すると、
前記締結具搬送部の搬送路内へ加圧エアを供給して、前記搬送路内の前記締結具を前記締結具接合機構に向けて圧送する、
締結具の送給方法。
この締結具の送給方法によれば、締結具送り機構により締結具を１つずつ切り分けて締結具接合機構に送るため、締結具接合機構の構成を簡単化でき、しかも、任意の接合点数に対応できるため生産性を向上できる。
【0077】
（１３） （１２）に記載の締結具の送給方法により前記締結具接合機構に搬送された前記締結具を、前記レシーバ部により前記締結具を受け止める待避位置から、ダイ及びパンチが配置された接合位置に押し出し、前記接合位置で前記締結具を前記接合用部材に接合する、接合方法。
この接合方法によれば、締結具切り分け機構から送られてくる締結具を待避位置で一旦ストックさせておき、ストックした待機位置の締結具を接合位置に供給する。これにより、締結具切り分け機構から接合位置へ直接供給する場合と比較して、締結具を迅速に接合位置に供給できる。
この接合方法によれば、締結具切り分け機構から送られてくる締結具を待避位置で一旦ストックさせておき、ストックした待機位置の締結具を接合位置に供給する。これにより、締結具切り分け機構から接合位置へ直接供給する場合と比較して、締結具を迅速に接合位置に供給できる。
【0078】
（１４） （１３）に記載の接合方法により、前記締結具と前記接合用部材が接合された中間接合体と、他の接合用部材とをスポット溶接する、接合体の製造方法。
この接合体の製造方法によれば、締結具と他の接合用部材とをスポット溶接することで、多様な接合用部材同士の溶接を簡単に行える。
この接合体の製造方法によれば、締結具と他の接合用部材とをスポット溶接することで、多様な接合用部材同士の溶接を簡単に行える。
【符号の説明】
【0079】
１０ 接合装置
２０ 締結具
２１ 頭部
２１ａ フランジ
２３ 軸部
２５ 環状溝
２７ 突起
３０ 接合用部材
４０ 送給側コントローラ
５０ 接合側コントローラ
６０ 中間接合体
７０ 接合体
１００ 締結具送り機構
１１０ ホッパ
１３０ パーツフィーダ
１３１ 出口部
１５０ 整列搬送機構
１５１ 搬送レール
１７０ 切り分け機構
１７１ 第１ロッド（第１ストッパ）
１７３ 第１プランジャ（第１ストッパ）
１７５ 第２ロッド（第２ストッパ）
１７７ 第２プランジャ（第２ストッパ）
１７９ 排出口
１８０ エア供給流路
１８１ エアポンプ
１８３ バルブ
１９０ 通過検出センサ
２００ 締結具接合機構
２０１ 多軸ロボット
２０３ エンドエフェクタ
２０５ Ｃ型フレーム
２０７ レシーバ部
２０９ 到着センサ
２１１ 押し出し部
２１３ 接合部
２１５ ダイ
２１７ パンチ
２１７ａ 貫通孔
２１７ｂ パンチ先端
２１９ パンチ駆動機構
２２０ ブロック
２２１ 締結具搬送路
２２１ａ 連続溝
２２３ 軸
２２５ レバー
２２５ａ 先端部
２２７ 圧縮スプリング
２２９ 調整ピン
２３１ 貫通孔
２３３ プッシャ
２３５ 空間
２３７ パンチセンサ
２３９ ストッパ部材
２４３ レシーバ片
２４５ 軸
２４７ ばね
３００ 締結具搬送部
３０１ 搬送ホース
３０３ 搬送路
４０１ 溶接電極
４０３ 溶接電極
２０ 締結具
２１ 頭部
２１ａ フランジ
２３ 軸部
２５ 環状溝
２７ 突起
３０ 接合用部材
４０ 送給側コントローラ
５０ 接合側コントローラ
６０ 中間接合体
７０ 接合体
１００ 締結具送り機構
１１０ ホッパ
１３０ パーツフィーダ
１３１ 出口部
１５０ 整列搬送機構
１５１ 搬送レール
１７０ 切り分け機構
１７１ 第１ロッド（第１ストッパ）
１７３ 第１プランジャ（第１ストッパ）
１７５ 第２ロッド（第２ストッパ）
１７７ 第２プランジャ（第２ストッパ）
１７９ 排出口
１８０ エア供給流路
１８１ エアポンプ
１８３ バルブ
１９０ 通過検出センサ
２００ 締結具接合機構
２０１ 多軸ロボット
２０３ エンドエフェクタ
２０５ Ｃ型フレーム
２０７ レシーバ部
２０９ 到着センサ
２１１ 押し出し部
２１３ 接合部
２１５ ダイ
２１７ パンチ
２１７ａ 貫通孔
２１７ｂ パンチ先端
２１９ パンチ駆動機構
２２０ ブロック
２２１ 締結具搬送路
２２１ａ 連続溝
２２３ 軸
２２５ レバー
２２５ａ 先端部
２２７ 圧縮スプリング
２２９ 調整ピン
２３１ 貫通孔
２３３ プッシャ
２３５ 空間
２３７ パンチセンサ
２３９ ストッパ部材
２４３ レシーバ片
２４５ 軸
２４７ ばね
３００ 締結具搬送部
３０１ 搬送ホース
３０３ 搬送路
４０１ 溶接電極
４０３ 溶接電極
【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16】
【図17】