特許 7704100 ボルト供給装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-06-30

(45)【発行日】2025-07-08

(54)【発明の名称】ボルト供給装置

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/06 20060101AFI20250701BHJP

   B65G 47/08 20060101ALI20250701BHJP

【ＦＩ】

B23P19/06 A

B65G47/08 D

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2022126937

(22)【出願日】2022-08-09

(65)【公開番号】P2024024250

(43)【公開日】2024-02-22

【審査請求日】2024-07-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083998

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 丈夫

(74)【代理人】

【識別番号】100096644

【弁理士】

【氏名又は名称】中本 菊彦

(72)【発明者】

【氏名】日比野 建

(72)【発明者】

【氏名】二村 友規

(72)【発明者】

【氏名】都築 進

(72)【発明者】

【氏名】重松 真弥

【審査官】八板 直人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１６９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２０２５６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４９２６７１９（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２００６－１４２４１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－１００５３２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｐ １９／００－２１／００

Ｂ６５Ｇ ４７／００－４７／２０；４７／８８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ねじ軸部の上部に前記ねじ軸部より外径の大きい大径部を有するボルトを、締結部材の取付孔に供給するボルト供給装置であって、
前記締結部材の上方に水平に配置されるガイドプレートと、
前記ねじ軸部を挿入した前記ボルトの前記大径部が引っ掛かるように前記大径部より狭い幅でかつ前記ガイドプレートの所定の中心位置を中心とした円弧状をなすように前記ガイドプレートを厚さ方向に貫通して形成されたガイド部と、
前記ガイド部の一端部に形成された、前記大径部より大きい開口径の落下孔と、
前記ガイドプレートの上面側に配置されるとともに、前記ガイド部に引っ掛かっている前記ボルトの一つごとに係合するポケット部を有し、前記ポケット部が前記ガイド部の他方の端部側から前記落下孔が設けられている一端部側に移動するように回転する回転板と、
前記落下孔の下側に設けられ、閉じることにより、前記落下孔から落下したボルトの前記大径部を係合させ、開くことにより、前記大径部の係合を解除して前記ボルトを前記取付孔に向けて落下させるチャック機構と、
前記ポケット部が前記ボルトを前記落下孔に移動させた後に前記回転板によって動作させられて前記チャック機構を開かせるリンク機構と
を備えていることを特徴とするボルト供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ボルトを目標とする箇所に連続的に供給する装置に関し、特に頭部側にフランジ状の部分が設けられているボルトを落下させて供給する装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

各種の機械装置類は、複数の部品によって構成されており、それらの部品の締結にボルトが使用されていることは周知の通りである。ボルトによる締結には、ボルトの供給およびねじ込み（締め込み）の作業を行うことになるから、先ずは、ボルトを効率よく供給することが必要である。特許文献１には、ボルトを効率よく供給するように構成された装置が記載されている。その装置は、外周側に開いている複数の切り込み部分を円周方向に等間隔に形成した、平面視でいわゆる星形をなす回転型マガジンと、ドライビングビットを有するナットランナとを有しており、各切り込み部分にボルトを吊り下げた状態で保持させ、マガジンを回転させることにより、それらのボルトを順次取り出し位置に移動させ、その取り出し位置で、ナットランナによりボルトを保持してマガジンから取り出して所定箇所に供給し、締め付けるように構成されている。

【0003】

ボルトを、その姿勢を揃えて保持するマガジンを用いることは従来広く知られており、例えば特許文献２には、複数種類のボルトに対応するために、複数種類のヘッドを設けたマガジンが記載されている。上記の特許文献１に記載された回転型マガジンは、それぞれの切り込み部分にボルトをセットした状態で使用され、全てのボルトを取り出して空になった場合にはマガジンを交換するようになっている。これと同様にマガジンを交換するように構成した装置が特許文献３に記載されている。なお、ボルトもしくはネジをビットに保持させるために、真空吸着するように構成した装置が特許文献４に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２２－８０２８２号公報

【文献】特開２０１０－１４２８８８号公報

【文献】特開平５－５７５３７号公報

【文献】特開昭６３－２１６６３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の特許文献１などに開示されているマガジンを用いれば、連続的に供給するべき複数のボルトを、その姿勢を揃えて、ナットランナやビットに対する受け渡し箇所に供給することができる。しかしながら、従来知られている装置では、ナットランナやビットなどによってボルトをマガジンから取り出すとともに、締結箇所に移動させている。すなわち、従来の装置におけるマガジンは、ボルトをその姿勢を揃えて保持すること、およびナットランナもしくはビットに対する受け渡し位置へのボルトの移動を行うのにとどまり、締結箇所へのボルトの供給は、別途、ナットランナあるいはビットによって行っている。そのため、従来では、ボルトの供給に時間が掛かり、特にボルトの姿勢を変えずに高速で搬送することは困難であり、ボルト締結の効率化の点で改善すべき余地があった。

【0006】

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、組み付けるべき部品の締結孔などの締結箇所（供給箇所）に、ボルトを迅速に、また連続して供給することができるボルト供給装置を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するために、この発明は、ねじ軸部の上部に前記ねじ軸部より外径の大きい大径部を有するボルトを、締結部材の取付孔に供給するボルト供給装置であって、前記締結部材の上方に水平に配置されるガイドプレートと、前記ねじ軸部を挿入した前記ボルトの前記大径部が引っ掛かるように前記大径部より狭い幅でかつ前記ガイドプレートの所定の中心位置を中心とした円弧状をなすように前記ガイドプレートを厚さ方向に貫通して形成されたガイド部と、前記ガイド部の一端部に形成された、前記大径部より大きい開口径の落下孔と、前記ガイドプレートの上面側に配置されるとともに、前記ガイド部に引っ掛かっている前記ボルトの一つごとに係合するポケット部を有し、前記ポケット部が前記ガイド部の他方の端部側から前記落下孔が設けられている一端部側に移動するように回転する回転板と、前記落下孔の下側に設けられ、閉じることにより、前記落下孔から落下したボルトの前記大径部を係合させ、開くことにより、前記大径部の係合を解除して前記ボルトを前記取付孔に向けて落下させるチャック機構と、前記ポケット部が前記ボルトを前記落下孔に移動させた後に前記回転板によって動作させられて前記チャック機構を開かせるリンク機構とを備えていることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0008】

この発明では、ガイド部にねじ軸部を挿入することにより、大径部を引っ掛けた状態でボルトがガイド部に吊り下げた状態で保持される。そのボルトごとに、回転板のポケット部が係合し、その回転板が回転することにより、各ボルトはガイド部を落下孔に向けて移動させられる。落下孔の開口径が大径部より大きいから、落下孔に移動したボルトは、落下孔からチャック機構に落下する。チャック機構が閉じていることにより、落下したボルトは、チャック機構によって吊り下げた状態に保持される。その直後に、リンク機構が回転板によって動作させられてチャック機構が開き、ボルトが取付孔に向けて落下する。したがって、ガイド部を設けてあるガイドプレートが、複数のボルトをその姿勢を揃えて保持するカートリッジもしくはマガジンに相当し、そのガイドプレートから取付孔にボルトを直接供給することになる。そのため、カートリッジもしくはマガジンに相当するガイドプレートからボルトを抜き取って移動させるなどの部材や動作が不要になり、多数のボルトを迅速に、また連続して、供給箇所である取付孔に供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】この発明の実施形態を示す斜視図である。

【図2】そのチャック機構の一例を示す斜視図である。

【図3】図２のチャック機構を、向きを変えて示す斜視図である。

【図4】開閉爪が閉じている状態を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

つぎに、この発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態はこの発明を実施した場合の一例に過ぎないのであって、この発明を限定するものではない。

【0011】

図１にこの発明の実施形態の主要部を示してある。図１で符号「１」はガイドプレートであって、複数のボルト２を並べて保持するためのガイド部３を有している。ガイドプレート１は水平に配置された板状の部材であり、ガイド部３はガイドプレート１をその厚さ方向に貫通し、かつ円弧状に形成されたいわゆる長孔状の部分である。ボルト２は、ねじ軸部２ａの上端部に、この発明の実施形態における大径部に相当する座金となるフランジ２ｃと、頭部２ｂとを有している。ガイド部３は、ボルト２のフランジ２ｃの外径より狭い幅になっており、したがってガイド部３にねじ軸部２ａを挿入したボルト２のフランジ２ｃをガイド部３の開口縁に引っ掛けて吊り下げた状態にボルト２を保持するようになっている。すなわち、フランジ２ｃがこの発明の実施形態における大径部に相当している。

【0012】

ガイド部３は、ガイドプレート１の中心位置を中心とした回転角度で３００度程度もしくはそれより幾分広い範囲に亘って円弧状に形成され、その一方の端部（ガイドプレート１を上から見て時計方向に回った端部）に落下孔４が形成されている。落下孔４は、ボルト２をガイドプレート１への係合を外してガイドプレート１から抜け落とすための部分であり、前記ガイド部３に繋がりかつ前記フランジ２ｃの外径より大きい内径の貫通孔である。

【0013】

ガイド部３によって保持されているボルト２を落下孔４に移動させる回転板５が設けられている。回転板５は、ボルト２のフランジ２ｃあるいは頭部２ｂに係合してボルト２をガイド部３内を落下孔４に向けて押して移動させるためのものであり、ボルト２と係合する部分として複数（図１で六つ）のポケット部５ａを有している。ポケット部５ａは、回転板５の外周側に開いたＵ字状の凹部であり、回転板５がガイドプレート１の中心位置を中心にして回転することにより、ポケット部５ａがガイド部３に沿ってその上面側を移動するように構成されている。言い換えれば、回転板５は、円周方向に一定の間隔をあけて半径方向で外側に突き出た六本の突起部５ｂを有しており、それらの突起部５ｂの間の部分がポケット部５ａとなっている。したがって、回転板５はスターホイールと言い得る形状になっている。なお、回転板５をガイドプレート１の上から見て時計方向に回転させるモータ６が設けられている。

【0014】

ガイドプレート１の下面側で、上記の落下孔４の直下に、チャック機構７が設けられている。チャック機構７は、落下孔４から落下したボルト２を一旦受け止めた後、ほぼ真っ直ぐ（垂直）にボルト２を落下させるためのものである。すなわち、落下孔４に移動してきたボルト２は、その重心位置がガイド部３から落下孔４側にずれることにより落下し始めるが、その時点ではフランジ２ｃの一部（回転板５の回転方向で後ろ側の一部）がガイド部３に引っ掛かっているので、ボルト２は傾いて落下する。そのままでは、ボルト２を所定の対象箇所に供給することができず、あるいは締め付けるのにあたって姿勢を直す必要が生じるなどの不都合がある。そこで、チャック機構７を設けて、ボルト２を傾けることなく対象箇所に落下、供給するように構成してある。

【0015】

チャック機構７の一例を図２ないし図４に示してある。チャック機構７は、上述したガイドプレート１の下面に取り付けられる保持具８と、その保持具８の下端部に取り付けられた一対の開閉爪９ａ，９ｂと、その開閉爪９ａ，９ｂを開閉動作させるリンク機構１０とを有している。保持具８は、ブラケットあるいはリテーナと称することのできる部材であって、ガイドプレート１のうち上述した落下孔４の直下に配置されている。そして、その落下孔４と中心軸線をほぼ一致させた貫通孔８ａが形成されている。その貫通孔８ａはボルト２を開閉爪９ａ，９ｂに導くためのものであって、ボルト２におけるフランジ２ｃの外径より大きい内径で、ボルト２の長さより短い円形断面の孔である。なお、貫通孔８ａは、ガイド部３に沿って移動してきたボルト２を、その半径方向での外側から内側に導入するために、ガイド部３側を向く箇所に、図２や図３に示すように、軸線方向の全長に亘った切り開き部が形成されている。

【0016】

開閉爪９ａ，９ｂは、上記の貫通孔８ａの下端開口部側に、貫通孔８ａの中心軸線を挟んで対向しかつその中心軸線に対して接近および離隔するように設けられている。各開閉爪９ａ，９ｂは、上下方向にある程度の厚さを有しており、それぞれの対向面には、テーパ状の受け面９ｃ，９ｄが形成されている。この受け面９ｃ，９ｄは、図４に示すように、両者一体となって、一部切り開かれたテーパ孔を形成する面であり、上側で内径が大きく、その内径はボルト２のフランジ２ｃの外径より大きい。これに対して下側の内径が小さく、その内径はボルト２のねじ軸部２ａの外径より大きくかつフランジ２ｃの外径より小さい。各開閉爪９ａ，９ｂは、互いに平行な水平軸線を中心に回動するように上記の保持具８の下端部にいわゆるピン止めされ、その水平軸線を中心に回動することにより、互いに接近し、また離隔するようになっている。図２および図４は、各開閉爪９ａ，９ｂが互いに接近して閉じている状態を示しており、それぞれの受け面９ｃ，９ｄによってテーパ孔が形成されている。開閉爪９ａ，９ｂが開いた状態を図３に示してあり、それぞれの受け面９ｃ，９ｄが互いに離隔し、その最も短い間隔がボルト２のフランジ２ｃの直径以上になる。すなわち、開閉爪９ａ，９ｂが閉じている状態では、フランジ２ｃが受け面９ｃ，９ｄに引っ掛かってボルト２は吊り下げた状態で開閉爪９ａ，９ｂによって保持され、また開閉爪９ａ，９ｂが開いた場合には、各受け面９ｃ，９ｄがフランジ２ｃの直径以上に離隔するので、フランジ２ｃの支えを失ってボルト２が垂直に落下するようになっている。

【0017】

リンク機構１０は、開閉爪９ａ，９ｂを上記のように開閉動作させるための機構であり、上述した回転板５に連動して開閉爪９ａ，９ｂが開閉するように、回転板５によって動作させられる。具体的に説明すると、各開閉爪９ａ，９ｂにおける前記水平軸線方向での端部にリンク１０ａ，１０ｂの一端部が回転できるようにピンによって連結されている。それらのリンク１０ａ，１０ｂの他方の端部は上下動可能な昇降ブロック１０ｃに回転できるようにピンによって連結されている。その昇降ブロック１０ｃは、保持具８に上下方向に向けて形成されたガイド溝８ｂに上下動可能に係合している。したがって、保持具８と、各開閉爪９ａ，９ｂと、各リンク１０ａ，１０ｂと、昇降ブロック１０ｃとがスライドてこ連鎖を構成しており、昇降ブロック１０ｃが上昇することにより、各開閉爪９ａ，９ｂが互いに接近して閉じ、反対に昇降ブロック１０ｃが下降することにより、各開閉爪９ａ，９ｂが互いに離隔して開くようになっている。

【0018】

昇降ブロック１０ｃの下側には、特には図示しないが、昇降ブロック１０ｃを押し上げるように作用するスプリングが配置されている。また、昇降ブロック１０ｃには、上方に延びてガイドプレート１の上面側に突き出るプッシュ部１０ｄが一体に設けられている。そのプッシュ部１０ｄが突き出ている箇所は、ガイドプレート１のうち前述した落下孔４よりも、前記回転板５の回転方向で前方側に隣接する位置であり、さらには前記ポケット部５ａとを仕切っている突起部５ｂが通過する位置である。

【0019】

プッシュ部１０ｄの上端部は、回転板５（突起部５ｂ）の回転方向で後方側を向いた傾斜面１０ｅとなっている。これに対して突起部５ｂの下面は、プッシュ部１０ｄにおける傾斜面１０ｅに対向する傾斜面５ｃ、すなわち突起部５ｂの回転方向で前方側を向いた傾斜面５ｃとなっている。これらの傾斜面１０ｅ，５ｃが面接触した状態で回転板５（突起部５ｂ）が回転すると、それらの傾斜面１０ｅ，５ｃで生じる下向きの分力によってプッシュ部１０ｄが、図示しないスプリングの弾性力に抗して押し下げられるようになっている。

【0020】

つぎに上述した構成のボルト供給装置によるボルト２の連続供給動作を説明する。いずれかのポケット部５ａがガイド部３の始端部（回転板５もしくは突起部５ｂの回転方向で後ろ側の端部）に一致している状態で、その始端部に向けて、ねじ軸部２ａを下向きにしてボルト２を落下させる。ボルト２のフランジ２ｃの外径がガイド部３の開口幅より大きいので、ボルト２はそのフランジ２ｃをガイド部３に引っ掛けた状態でガイドプレート１に吊り下げられる。回転板５が回転することによりボルト２はポケット部５ａに押されてガイド部３の内部を移動する。後続のポケット部５ａがガイド部３の始端部に一致する都度、ボルト２を順次落下させることにより、複数のボルト２が一定間隔でガイド部３に並べられる。

【0021】

ポケット部５ａにより押されてガイド部３を移動するボルト２は、ガイド部３の一端部（回転板５の回転方向での終端部）に到達すると、その部分には、フランジ２ｃより大径の落下孔４が形成されているので、ボルト２はフランジ２ｃの支えが外れて落下する。

【0022】

その時点では、当該ボルト２が入っていたポケット部５ａを区画している突起部５ｂのうち回転方向で前方側の突起部５ｂが、前述したプッシュ部１０ｄの位置より前方側に外れていてプッシュ部１０ｄが上方に突き出ている。すなわち、リンク機構１０における昇降ブロック１０ｃが上方に押し上げられ、その結果、各開閉爪９ａ，９ｂが互いに接近して閉じている。

【0023】

ボルト２はその閉じている開閉爪９ａ，９ｂに向けて落下する。ボルト２は落下孔４に落下する場合、フランジ２ｃの一部（回転板５の回転方向での後ろ側の一部）がガイド部３に引っ掛かり、そのために傾いて落下することがある。しかしながら、その下側に位置している開閉爪９ａ，９ｂの受け面９ｃ，９ｄによる孔はテーパ孔となっているので、ボルト２の傾きは、そのテーパ孔によってほぼ鉛直方向の向きに修正される。

【0024】

そして、開閉爪９ａ，９ｂの各受け面９ｃ，９ｄによって形成されているテーパ孔の最小径がフランジ２ｃの外径より小さいことにより、ボルト２はそのフランジ２ｃを受け面９ｃ，９ｄに引っ掛けて吊り下げた状態に保持される。なおその場合、テーパ孔の下側の開口径をねじ軸部２ａの外径よりわずかに大きい程度とすることにより、ボルト２の向きをほぼ鉛直方向に正すことが容易になる。

【0025】

ボルト２を落下させたポケット部５ａを区画している後方側（回転方向での後方側）の突起部５ｂが更に回転して落下孔４を通過した直後、その下側の傾斜面５ｃがプッシュ部１０ｄの上端の傾斜面１０ｅに接触する。その状態で回転板５（突起部５ｂ）が更に回転すると、プッシュ部１０ｄが押し下げられる。そのプッシュ部１０ｄと一体の昇降ブロック１０ｃが下降することにより、前述したリンク機構１０の作用によって各開閉爪９ａ，９ｂが互いに離隔して開く。その結果、受け面９ｃ，９ｄにフランジ２ｃを引っ掛けていたボルト２が支えを失って落下する。その場合、各開閉爪９ａ，９ｂは、ボルト２の中心に対して左右両側に同時に開いてフランジ２ｃの支えを解くので、ボルト２は鉛直方向を向いた姿勢を保持したまま、すなわち傾くことなく落下する。

【0026】

上述したチャック機構７の直下に、組み付けるべき適宜の締結部材Ｗの取付孔Ｈを位置させておくことにより、チャック機構７から落下したボルト２は、その取付孔Ｈにそのねじ軸部２ａの先端部を差し込んだ状態で、当該締結部材Ｗに供給される。こうして１本のボルト２を適宜の締結部材Ｗに供給した後、後続のボルト２を回転板５が落下孔４に移動させることにより、上述した一連の動作が繰り返されて、複数のボルト２を連続して適宜の締結部材Ｗに供給することができる。

【0027】

したがって、この発明の実施形態である上記のボルト供給装置によれば、複数本のボルト２をその姿勢を揃えて保持するガイドプレート１が、従来のマガジンの機能を果たし、そのガイドプレート１から適宜の締結部材Ｗの取付孔Ｈにボルト２を、姿勢を保持したまま供給することができる。そのため、従来必要としていた、マガジンからのボルトの取り出し、供給箇所への搬送などの過程を省くことができるので、効率良くボルト２を供給することができる。また、ボルト２を落下させて供給するとしても、ボルト２を傾けることがないので、取付孔などへの供給を失敗したり、連続的な供給が阻害されたりすることを未然に回避し、作業効率を向上させることができる。

【0028】

なお、６本のボルト２を１ユニットとする場合には、図１ないし図４に示す１台のボルト供給装置で６本のボルト２を連続して供給することができる。１ユニットのボルト２の本数がそれ以上に多い場合には、ガイド部３を長くするとともにポケット部５ａの数を多くすればよく、あるいは複数台のボルト供給装置を上下に重ねて設けそれらのボルト供給装置のガイド部３に１ユニット分のボルト２を並べて配置すればよい。

【符号の説明】

【0029】

１ ガイドプレート
２ ボルト
２ａ ねじ軸部
２ｂ 頭部
２ｃ フランジ
３ ガイド部
４ 落下孔
５ 回転板
５ａ ポケット部
５ｂ 突起部
５ｃ 傾斜面
６ モータ
７ チャック機構
８ 保持具
８ａ 貫通孔
８ｂ ガイド溝
９ａ，９ｂ 開閉爪
９ｃ，９ｄ 受け面
１０ リンク機構
１０ａ，１０ｂ リンク
１０ｃ 昇降ブロック
１０ｄ プッシュ部
１０ｅ 傾斜面
Ｈ 取付孔
Ｗ 締結部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】