JP7051196B2 - ボルト供給装置及びこれを備えたボルトかしめ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ボルト供給装置及びこのボルト供給装置を備えたボルトかしめ装置に関するものである。

自動車などの製造工程においては、金属板に形成された下穴にピアスナットやピアスボルトがかしめ固定されている。ピアスナットやピアスボルトはダイス上にセットされた金属板に対してパンチにより打ち込まれ、下穴の周囲の金属板を塑性変形させることにより、金属板にかしめ固定される。

このようなかしめ作業を自動的に行うためには、昇降するパンチの下方のノーズピースと呼ばれる部分に、ナットやボルトを一個ずつ自動的に供給する必要がある。このため特許文献１に示されるように、チューブの内部に空気圧を加え、ナットを圧送してかしめ装置に供給する装置が実用化されている。

ところが形状が扁平なナットとは異なり、ボルトは頭部と軸部とを備えた縦長の形状であるため、ナットのようにチューブ内を圧送することが容易ではない。またボルトをチューブ内を圧送する場合には軸を水平にした姿勢で送られるため、ノーズピースの部分で９０度回転させて頭部を上向きとしなければならない。そしてこの姿勢変換に失敗するとノーズピースの内部に下降してくるパンチによってボルトが押しつぶされ、かしめ装置が停止したり、かしめ装置が故障してしまうおそれがあった。このためボルトの供給は主として人手により行っており、生産性を向上させるうえで障害となっていた。

特許第３３６８０６８号公報

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、昇降するパンチの下方のノーズピースに、ボルトを正立姿勢で確実に供給することができるボルト供給装置及びこれを備えたボルトかしめ装置を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明のボルト供給装置は、昇降するパンチの下方のノーズピースに、ボルトを送り込むボルト供給装置であって、前記ノーズピースはその中心孔の内部に、ボルトの頭部を保持する保持具を備え、前記ノーズピースの側方に、ボルトの頭部外径よりも狭くボルトの軸部外径よりも広い幅の開口を下面に備え、ボルトを正立状態で吊り下げてスライド移動させる可撓性のシュートを接続するとともに、このシュートの途中に、前記ノーズピースに向かって低くなるように傾斜させた落差部を形成し、この落差部による重力を利用して前記ノーズピースの側方に送り込まれたボルトは、パンチが下降するとパンチの側面によって移動を阻止され、パンチが上昇すると前記ノーズピースの内部に送り込まれ、前記保持具に保持される構造としたことを特徴とするものである。

なお、シュートの途中に、ボルトを前記ノーズピースに向かって送る空気噴射手段を設けた構造とすることが好ましい。

また、上記の課題を解決するためになされた本発明のボルトかしめ装置は、上記のボルト供給装置を備え、このボルト供給装置によってノーズピース内に供給されたボルトを、パンチによって金属板の下穴に打ち込むかしめ装置であって、パンチの下方に、金属板の下穴を貫通して上方に延びる位置決めピンを、スプリングによって昇降可能に配置したことを特徴とするものである。

なお、前記位置決めピンは、その先端にボルトの軸部先端の凹部に挿入される凸部を備えたものであることが好ましい。

本発明のボルト供給装置は、可撓性のシュートによりボルトを正立状態で吊り下げ、パンチの下方のノーズピースに、落差部による重力を利用してボルトを確実に送り込むことができる。ノーズピースはパンチとともに昇降するが、シュートは可撓性であるため供給に支障はなく、特に空気噴射手段を併用すれば、ボルトをより確実に送り込むことができる。

また本発明のボルトかしめ装置によれば、ボルト供給装置により正立姿勢でノーズピースに送り込まれたボルトの軸部の先端を、位置決めピンによってガイドしながら正立姿勢のまま、金属板の下穴に導いてかしめ固定することができる。

実施形態の装置の全体斜視図である。 実施形態の装置の平面図である。 図２のＡ－Ａ断面図である。 かしめ状態を示す断面図である。 ボルトの拡大断面図である。 シュートの断面図である。

以下に本発明の実施形態を説明する。
（全体構造）
図１において、１０はボルト供給装置、５０はこのボルト供給装置１０を備えたボルトかしめ装置である。まず図３により、ボルトかしめ装置５０の構造を説明する。

（ボルトかしめ装置）
ボルトかしめ装置５０は、ベース５１上に設けられたダイス５２と、その上方に配置されたパンチ装置５３とから構成されている。

パンチ装置５３の全体は、図示を略した昇降機構によって一定のサイクルでダイス２に向かって昇降する。５４は昇降機構により昇降されるパンチリテーナ、５５はバックアッププレートである。５６はパンチリテーナ５４に上端が固定されたパンチであり、パンチ５６の下端は、パンチの下方に位置するノーズピース５７の中心孔に挿入されている。

ノーズピース５７の側方には、ボルト供給装置１０に接続されるシュートブロック５８が設けられており、シュートブロック５８の上側には、ガイドポスト５９が立設されている。ガイドポスト５９はパンチリテーナ５４の貫通孔６０にスライド自在に挿入されている。また、シュートブロック５８とパンチリテーナ５４との間には圧縮コイルスプリング６１が設けられ、その下部はシュートブロック５８に保持されている。このためシュートブロック５８は、外力が作用しない限り図３に示すようにパンチリテーナ５４から下側に離れた位置にある。しかしガイドポスト５９の側面に形成された縦溝６２にエアシリンダ６３によって出没されるスライダ６４の先端が係合しているため、シュートブロック５８はパンチリテーナ５４に対して、図３の位置よりも下がることはない。

ノーズピース５７はその内部に、ボルト供給装置１０から送り込まれてきたボルト２０を保持する保持具６５を備えている。保持具６５は外力を受けないときにはボルト２０の頭部２１（図５参照）を保持するが、上方からパンチ５６が降下してくるとパンチ５６に押されて外側に開き、ボルト２０をノーズピース５７の下方のチップベース６６内に送り出せる開閉構造となっている。

図３に示すように、パンチ装置５３の垂直直下には、ダイス５２が設けられている。ダイス５２はその上面に金属板７０がセットされるものであるが、その内部は空洞となっており、金属板７０の下穴を下側から貫通して上方に延びる位置決めピン６７が、スプリング６８によって上向きに段発されて配置されている。

図５に示すように、ボルト２０は頭部２１と軸部２２とを備えており、この軸部２２の先端には円錐状の凹部２３が形成されている。また軸部２２の上端部には、かしめ用の環状溝２４が形成されている。そして位置決めピン６７の先端には、この凹部２３に係合する円錐状の凸部６９が形成されている。このため図４に示すようにパンチ装置５３の全体が下降したとき、ボルト２０の軸部２２はこの位置決めピン６７に下端が保持された状態となり、ボルト２０は垂直に支持された姿勢のままで金属板７０の下穴に打ち込まれることとなる。

（ボルト供給装置）
次にボルト供給装置１０について説明する。ボルト供給装置１０は、ノーズピース５７の側方に接続された可撓性のシュート１１を備えている。図６に示すように、可撓性のシュート１１は、ボルト２０の頭部外径よりも狭くボルト２０の軸部外径よりも広い幅の開口１２を下面に備えた断面形状を有し、ボルト２０の頭部２１を保持し、ボルト２０を正立状態で吊り下げてスライド移動させることができる構造となっている。この実施形態では、シュート１１の先端はシュートブロック５８の端面に接続されている。

シュート１１は例えばポリエチレンのような滑りやすく、かつノーズピース５７の昇降運動に追随して変形することができる可撓性を備えた樹脂製とすることが好ましいが、金属製としても差し支えない。

このシュート１１の途中には、ノーズピース５７に近い先端側が低くなるように傾斜させた落差部１３が形成されている。このため、シュート１１の基端から図示しないパーツフィーダによって送り込まれたボルト２０は、この落差部１３を通過する際に重力によって前向きの力を受け、ノーズピース５７に向かって前進する。

さらにこの実施形態では、シュート１１の途中にボルト２０をノーズピース５７に向かって送る空気噴射手段１４を設けてある。空気噴射手段１４はノズルの先端から圧縮空気を噴き出してボルト２０を前進させる機能を持つ。この実施形態ではシュート１１の落差部１３に複数の空気噴射手段１４を設けたが、その個数や配置位置はシュート１１の長さや配置条件に応じて、適宜変更することができる。

（全体の動作）
次に上記のように構成された装置全体の動作を説明する。
まず図３のようにパンチ装置５３が上昇した状態で、ダイス５２の上に下穴の開いた金属板７０がセットされる。このとき位置決めピン６７が、スプリング６８によって上向きに段発されており、金属板７０の下穴がこの位置決めピン６７に挿入される。またこの図３の状態において、ボルト２０がシュート１１によって成立状態で、ノーズピース５７の内部に送り込まれている。

図３の状態からパンチ装置５３がダイス５２に向かって下降すると、ノーズピース５７内の保持具６５に保持されたボルト２０の軸部２２の下端の凹部２３が位置決めピン６７の凸部６９に係合し、ボルト２０を真っ直ぐに保持する。またパンチ装置５３がダイス５２に向かって下降すると、ノーズピース５７の下方のチップベース６６の下面が金属板７０に当たり、ノーズピース５７やその側方のシュートブロック５８はそれ以上、下降することができなくなる。

この状態から更にパンチ装置５３が圧縮コイルスプリング６１を圧縮しながらダイス５２に向かって下降すると、パンチ５６の下端が保持具６５を押し広げながらボルト２０を下方に移動させる。これに連れて位置決めピン６７はスプリング６８を圧縮しながら下降していく。またノーズピース５７に対してパンチ５６が下方に移動するため、図４に示すようにシュート１１内にある後続のボルト２０は、パンチ５６の側面によって移動を阻止される。

パンチ装置５３が図４に示すように下死点にまで下降すると、ボルト２０は金属板７０の下穴に打ち込まれ、かしめ固定される。その後にパンチ装置５３が上昇すると、下降工程とは逆にまずノーズピース５７に対してパンチ５６が上昇し、その後にノーズピース５７も上昇して図３の位置に戻る。このとき次のボルト２０がシュート１１からノーズピース５７の内部に送り込まれる。

このようにして、パンチ装置５３が１回昇降するたびにボルト２０が１個ずつシュート１１からノーズピース５７の内部に供給される。シュート１１には先端側が低くなるように傾斜させた落差部１３が形成されているので、ボルト２０は常に連続して供給され、空気噴射手段１４によってより確実に送られる。

このように、本発明によればボルト２０を正立姿勢のままで確実にノーズピース５７に送り込み、姿勢を変えることなくパンチ５６により金属板７０に打ち込むことができる。このため人手を介在させることなく、ボルト２０のかしめ作業を自動的に行うことができる。

１０ ボルト供給装置
１１ シュート
１２ 開口
１３ 落差部
１４ 空気噴射手段
２０ ボルト
２１ 頭部
２２ 軸部
２３ 凹部
２４ 環状溝
５０ ボルトかしめ装置
５１ ベース
５２ ダイス
５３ パンチ装置
５４ パンチリテーナ
５５ バックアッププレート
５６ パンチ
５７ ノーズピース
５８ シュートブロック
５９ ガイドポスト
６０ 貫通孔
６１ 圧縮コイルスプリング
６２ 縦溝
６３ エアシリンダ
６４ スライダ
６５ 保持具
６６ チップベース
６７ ピン
６８ スプリング
６９ 凸部
７０ 金属板

Claims (4)

1. 昇降するパンチの下方のノーズピースに、ボルトを送り込むボルト供給装置であって、
   前記ノーズピースはその中心孔の内部に、ボルトの頭部を保持する保持具を備え、
   前記ノーズピースの側方に、ボルトの頭部外径よりも狭くボルトの軸部外径よりも広い幅の開口を下面に備え、ボルトを正立状態で吊り下げてスライド移動させる可撓性のシュートを接続するとともに、
   このシュートの途中に、前記ノーズピースに向かって低くなるように傾斜させた落差部を形成し、
   この落差部による重力を利用して前記ノーズピースの側方に送り込まれたボルトは、パンチが下降するとパンチの側面によって移動を阻止され、パンチが上昇すると前記ノーズピースの内部に送り込まれ、前記保持具に保持される構造としたことを特徴とするボルト供給装置。
2. シュートの途中に、ボルトを前記ノーズピースに向かって送る空気噴射手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のボルト供給装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のボルト供給装置を備え、このボルト供給装置によってノーズピース内に供給されたボルトを、昇降するパンチによって金属板の下穴に打ち込むかしめ装置であって、
   パンチの下方に、金属板の下穴を貫通して上方に延びる位置決めピンを、スプリングによって昇降可能に配置したことを特徴とするボルトかしめ装置。
4. 前記位置決めピンは、その先端にボルトの軸部先端の凹部に挿入される凸部を備えたものであることを特徴とする請求項３に記載のボルトかしめ装置。

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