JP2004122338A

JP2004122338A - ピン挿入装置及び方法

Info

Publication number: JP2004122338A
Application number: JP2002293600A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Moriya; 森谷　仁志
Original assignee: Hirata Corp
Current assignee: Hirata Corp
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】ピストンピンをピストン及びコンロッドの挿入孔に挿入する装置において、構造の簡略化、制御プログラムの簡素化、小型化、低コスト化等を図る。
【解決手段】ガイドシャフト１０９をピストン及びコンロッドの挿入孔Ｐ１，Ｒ１に通して心出しを行った後にガイドシャフト１０９及び押込みシャフト１０６でピストンピンＳの両端を挟持しピストンピンを挿入孔に挿入する装置において、駆動機構として、単一の駆動源１０３と、第１ラック部材１０４、ピニオン１０５、ピニオン１０５及び押込みシャフト１０６を保持するスライダ１０７、及びガイドシャフト１０９を保持する第２ラック部材１０８からなる連動機構とを採用する。これにより、構造が簡略化、制御プログラムが簡素化される。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一つの部品にピンを挿入、あるいは、別々に形成された複数の部品にピンを挿入して部品同士を連結するピン挿入装置に関し、特に、エンジンのピストンとコネクティングロッド（以下、コンロッドと称す）とを連結するためのピストンピンを自動的に挿入し得るピン挿入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃エンジンを構成するピストンとコンロッドとは、一直線上に並ぶ両者の挿入孔に対してピストンピンを挿入することにより連結されている。
このピストンピンを挿入する従来の挿入装置としては、ピストンとコンロッドとが、両者の挿入孔が略一直線上に並ぶように予め位置決めされた状態で、両者の挿入孔に挿入されて心出しを行うためのガイドシャフト、ガイドシャフトを往復駆動する第１の駆動機構、心出しされた状態において挿入孔の他方側からピストンピンを押して両者の挿入孔に挿入される押込みシャフト、押込みシャフトを往復駆動する第２の駆動機構等を備えている。
【０００３】
すなわち、ピストン及びコンロッドが仮組付けされた状態で、第１の駆動機構により両者の挿入孔の一方側からガイドシャフトが挿入され、その後、第２の駆動機構により両者の挿入孔の他方側からピストンピンが押し込まれつつガイドシャフトが後退させられて、ピストンピンが挿入孔に挿入され、ピストンとコンロッドとの連結（組付け）が完了する（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１６７７２５号公報
【特許文献２】
特開平１１−２８５９２７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の装置においては、ガイドシャフトを駆動する第１の駆動機構と押込みシャフトを駆動する第２の駆動機構とを別々に備えているため、装置の複雑化、大型化、高コスト化等を招いていた。
また、ガイドシャフトにより挿入孔の心出しを行った状態でピストンピンを挿入するにあたり、第２の駆動機構による押込みシャフトの押込み駆動と、第１の駆動機構によるガイドシャフトの後退駆動とを同期させて行わせる必要がある。そのため、制御プログラムにおいては、それぞれの駆動機構の駆動制御に併せて、お互いの動作のインターロック（連動）を確認するプログラムが必要になり、全体として制御プログラムが複雑になっていた。
さらに、上記のように別々の駆動機構によりガイドシャフトと押込みシャフトとを駆動する手法では、ピストンピンの挿入（組付け）作業を高速化するには限界があり、特に、エンジンの自動組付けラインにおける生産性向上の一環として、ピストンピンの組付けにおいても、その組付け時間の短縮化が望まれていた。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、装置の簡略化、小型化、省スペース化、制御プログラムの簡素化、低コスト化、挿入（組付け）時間の短縮化等を図りつつ、ワークにピンを自動的に挿入、特に複数の部品同士を連結するためのピンを自動的に挿入し得るピン挿入装置及び方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のピン挿入装置は、ピンをワークの挿入孔に案内するガイドシャフトと、ピンを挿入孔に向けて押し込む押込みシャフトと、ガイドシャフト及び押込みシャフトを駆動する駆動機構とを備え、予めガイドシャフトを挿入孔に通した後にガイドシャフト及び押込みシャフトでピンの両端を挟持しつつピンを挿入孔に挿入するピン挿入装置であって、上記駆動機構は、駆動力を発生する単一の駆動源と、駆動源が発生する一方向への駆動力により、ガイドシャフトを移動させて挿入孔に通した後に押込みシャフト及びガイドシャフトを逆向きに一体的に移動させる連動機構と、を含むことを特徴としている。
【０００８】
この構成によれば、単一の駆動源が一方向に駆動されると、ガイドシャフトがワークの挿入孔を貫通し挿入孔の心出しが行われ、押込みシャフトと協働してピンを挟持する。そして、単一の駆動源がさらに同一方向（一方向）に駆動されると、連動機構が作用して、ピンが挟持された状態で押込みシャフト及びガイドシャフトが、心出しの際の移動方向とは逆向きに移動する。
すなわち、ガイドシャフトがピンを挿入孔に案内すると同時に押込みシャフトがピンを挿入孔に押し込み、ピンの挿入が完了する。
このように、単一の駆動源でしかも一方向への駆動により、挿入孔の心出し動作及びピンの挿入動作が行われるため、装置の構造が簡略化され、制御プログラムが簡素化され、装置のコストが低減され、ピンの挿入（組付け）作業に要する時間が短縮される。
【０００９】
上記構成において、連動機構は、駆動源により直接往復駆動される第１ラック部材と、第１ラック部材に噛合するピニオンと、ピニオンを回動自在に保持すると共に押込みシャフトを保持しかつピンの挿入方向において往復動自在なスライダと、ガイドシャフトと一体的に往復動自在に形成されると共に第１ラック部材と対向する側においてピニオンに噛合する第２ラック部材と、を含む構成を採用できる。
【００１０】
この構成によれば、単一の駆動源が一方向に駆動されると、第１ラック部材が一方向へ移動し、第２ラック部材及びガイドシャフトがピニオンを介して逆向きに移動し、ガイドシャフトが挿入孔を貫通して押込みシャフトと協働してピンを挟持する。この挟持と同時に、第１ラック部材に対する第２ラック部材の相対的な移動が拘束される。
そして、さらに単一の駆動源が同一方向（一方向）に駆動されると、第１ラック部材と第２ラック部材及びスライダ、すなわち、第１ラック部材と一体となってガイドシャフト及び押込みシャフトが移動する。これにより、ガイドシャフトが挿入孔から後退すると同時に押込みシャフトがピンを挿入孔に押し込んで、ピンの挿入（組付け）が完了する。
このように、連動機構が簡単な構造により形成されるため、制御プログラムを簡素化しつつ、ガイドシャフトによる心出し動作及び押込みシャフトによる押込み動作を所定のタイミングで確実に行わせることができる。
【００１１】
上記構成において、押込みシャフトを挿入孔から離脱させる方向に付勢力を及ぼす付勢手段を設けた、構成を採用できる。
この構成によれば、ピンの挿入が完了した後、駆動源を逆向きに駆動すると、連動機構によるガイドシャフト及び押込みシャフトの連動が解除され、押込みシャフト及びスライダは、付勢手段の付勢力により元の待機位置に復帰する。
【００１２】
上記構成において、スライダは、ガイドシャフトが押込みシャフトと協働してピンを挟持した時点で、第１ラックの一部が当接する当接部を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、ガイドシャフトが押込みシャフトと協働してピンを挟持すると同時に、第１ラック部材の一部がスライダの当接部に当接するため、押込みシャフト（スライダ）及びガイドシャフトが、第１ラック部材と一体となってすなわち第１ラック部材の移動に連動して確実に移動させられる。
【００１３】
本発明のピン挿入方法は、ワークの挿入孔を所定位置に位置付けるべくガイドシャフトを挿入孔に通す心出し動作と、ガイドシャフトと対向する側から押込みシャフトを移動させてピンを挿入孔に向けて押し込む押込み動作とを含み、ガイドシャフト及び押込みシャフトでピンの両端を挟持しつつピンを挿入孔に挿入するピン挿入方法であって、上記心出し動作は、単一の駆動源が発生する一方向への駆動力により行われ、上記押込み動作は、心出し動作に続けてこの単一の駆動源が発生する一方向への駆動力により行われる、ことを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、単一の駆動源が発生する一方向への駆動力により、先ずガイドシャフトによる挿入孔の心出し動作が行われ、続けてピンがガイドシャフト及び押込みシャフトにより挟持された状態で、押込みシャフトによるピンの押込み動作が行われる。
このように、単一の駆動源が発生する一方向への駆動力により、心出し動作と押込み動作とが連続的に行われるため、制御シーケンスが簡素化され、ピンの挿入（組付け）作業に要する時間が短縮化される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図４は、本発明に係るピン挿入装置及び方法の一実施形態を示すものであり、図１はピン挿入装置を含む組付けシステムの概略構成を示す外観斜視図、図２は装置の断面図、図３はピンを支持するピンホルダの正面図、図４は装置の動作図である。この実施形態においては、挿入孔をもつワークとしてエンジンのピストンＰ及びコンロッドＲ、ピンとしてピストンピンＳを適用した場合を示す。尚、図２に示すように、ピストンＰは挿入孔Ｐ１を有し、コンロッドＲは挿入孔Ｒ１を有し、ピストンピンＳは貫通孔Ｓ１を有する。
【００１６】
この組付けシステムは、エンジンの自動組付けラインの一部を構成するものであり、図１に示すように、ピン挿入装置１０、コンロッドＲが仮組付けられたピストンＰを装置１０の所定位置に対して搬入しかつコンロッドＲが連結されたピストンＰを搬出するピストン搬送装置２０、ピストンピンＳを装置１０の近傍に供給するピン供給装置３０、ピン供給装置３０により供給されたピストンピンＳを装置１０の所定位置に移載するピン移載装置４０、ピストンピンＳの不良品を回収する回収ボックス５０等により形成されている。
【００１７】
ピストン搬送装置２０は、例えば、Ｘ，Ｙ，Ｚの３方向において移動自在な把持ユニット等を備える搬送ロボットであり、コンロッドＲが仮組付けされたピストンＰを、テーブル１０１の所定位置に搬入して載置し、又、ピストンピンＳの組付けが完了したピストンＰ（及びコンロッドＲ）を組付けラインの下流側に向けて搬出するものである。
【００１８】
ピン供給装置３０は、図１に示すように、例えばベルトコンベア３１により、装置１０に近接する所定の位置までピストンピンＳを連続的に搬送して供給するものである。尚、ピン供給装置３０としては、ピストンピンＳを振動させて供給するもの、あるいは、トレイに載せて供給するもの等、その他の装置を採用することができる。
【００１９】
ピン移載装置４０は、図１に示すように、例えば把持ユニット４１、把持ユニット４１をＺ方向、Ｙ方向に駆動するアクチュエータ等を備える移載ロボットであり、ピン供給装置３０により供給されたピストンピンＳを把持して持ち上げ、装置１０の所定位置（後述するピンホルダ１３０上）に移載するものである。
【００２０】
尚、ピン移載装置４０は、把持ユニット４１をＸ方向に駆動するアクチュエータを備えていてもよい。また、ピン移載装置は、把持ユニット４１だけでなく装置全体がＸ方向に移動するような駆動機構を備えていてもよい。さらに、ピン移載装置は、ピストンピンＳを把持して三次元的に移動できるアームを備えたアーム型ロボットであってもよい。
【００２１】
ピン挿入装置１０は、図１及び図２に示すように、装置の外輪郭を画定するテーブル１０１、テーブル１０１を支持するベース１０２、ベース１０２に固定された単一の駆動源としてアクチュエータ１０３、第１ラック部材１０４、第１ラック部材１０４に噛合するピニオン１０５、ピニオン１０５を回動自在に保持しかつ押込みシャフト１０６を一体的に保持すると共にＸ方向に移動自在にベース１０２に支持されたスライダ１０７、第１ラック部材１０４と対向する側においてピニオン１０５に噛合すると共にガイドシャフト１０９と一体的にＸ方向に移動自在に形成された第２ラック部材１０８、スライダ１０７を所定の待機位置に向けて付勢する付勢手段としての圧縮バネ１１０等を備えている。
【００２２】
アクチュエータ１０３は、図２に示すように、ロッド１０３ａをＸ方向に伸縮する油圧駆動式、空気圧駆動式、あるいはモータ駆動式のシリンダ１０３ｂを備え、ロッド１０３ａが没入した待機位置から最も突出した最大作動位置までの間を往復動して駆動力を発生するようになっている。尚、待機位置は、センサ１２１により検出される。
【００２３】
第１ラック部材１０４は、図２に示すように、Ｘ方向に伸長すると共にピニオン１０５に噛合するラック１０４ａを有し、その先端部１０４ｂがスライダ１０７の当接部１０７ａに対して当接及び離脱し得るようになっている。ここで、第１ラック部材１０４は、スライダ１０７の上面に摺動自在に支持されて、Ｘ方向に往復動自在となっている。
尚、第１ラック部材１０４は、ベース１０２上に設けられたガイド面（不図示）により、スライダ１０７に対して非接触状態を維持しつつ、Ｘ方向に往復動自在に支持されてもよい。
【００２４】
ピニオン１０５は、図２に示すように、スライダ１０７に固定された支持板１０７ｂにより回動自在に保持されており、スライダ１０７と一緒にＸ方向に移動すると共に、その回動により、第１ラック部材１０４と第２ラック部材１０８とをお互いに逆向きに移動させる。
【００２５】
スライダ１０７は、ベース１０２の上面に形成された２本のガイドレール１０２ａに連結部１０７ｃが摺動自在に連結されて、Ｘ方向に往復動自在に支持されている。ここで、ガイドレール１０２ａと連結部１０７ｃとによりＬＭガイドが形成されている。また、スライダ１０７は、テーブル１０１の開口部１０１ａから外側に突出する突出部１０７ｄを有し、この突出部１０７ｄに対して押込みシャフト１０６が一体的に移動するように固定（保持）されている。
【００２６】
押込みシャフト１０６は、図１及び図２に示すように、テーブル１０１の上面に設けられた案内部１０１ｂによりＸ方向に往復動自在に支持されており、その先端部にはピストンピンＳの一端面に当接する当接面１０６ａ、当接面１０６ａから突出して貫通孔Ｓ１に嵌入される突出部１０６ｂを有する。
【００２７】
スライダ１０７の突出部１０７ｄとベース１０２の突出壁１０２ｂとの間には、圧縮バネ１１０が配置されており、スライダ１０７を図２において左側端部の待機位置に向けて付勢している。
尚、スライダ１０７（すなわち押込みシャフト１０６）の待機位置は、センサ１２２により検出され、図２において最も右側に移動したスライダ１０７の最大移動位置（すなわち押込みシャフト１０６の押込み動作完了位置）は、センサ１２３により検出される。
【００２８】
第２ラック部材１０８は、図２に示すように、Ｘ方向に伸長すると共にピニオン１０５と噛合するラック１０８ａを有する。また、第２ラック部材１０８は、その右側端部においてテーブル１０１の開口部１０１ｃから外側に突出する突出部１０８ｂを有し、この突出部１０８ｂに対してガイドシャフト１０９が一体的に移動するように固定（保持）されている。
【００２９】
ガイドシャフト１０９は、図１及び図２に示すように、テーブル１０１の上面に設けられた案内部１０１ｄによりＸ方向に往復動自在に支持されており、その先端部にはピストンピンＳの他端面に当接する当接面１０９ａ、当接面１０９ａから突出して貫通孔Ｓ１に嵌入される突出部１０９ｂを有する。
また、ガイドシャフト１０９の先端側領域１０９ｃは、ピストンＰの挿入孔Ｐ１とコンロッドＲの挿入孔Ｒ１との心出しを行うべく、所定の外径をなす円柱状に形成されている。さらに、先端側領域１０９ｃの端部には、挿入孔Ｒ１と挿入孔Ｐ１との軸心ずれを容易に合わせるためのテーパ部１０９ｃ´が形成されている。
【００３０】
上記の第１ラック部材１０４、ピニオン１０５、スライダ１０７、第２ラック部材１０８、さらにはスライダ１０７に設けられた当接部１０７ａ等により、単一の駆動源（アクチュエータ１０３）が発生する一方向への駆動力で、ガイドシャフト１０９を移動させてピストンＰ及びコンロッドＲの挿入孔Ｐ１，Ｒ１に通した後に押込みシャフト１０６及びガイドシャフト１０９を逆向きに一体的に移動させる連動機構が構成されている。
また、上記の連動機構（１０４，１０５，１０７，１０８等）、単一の駆動源（アクチュエータ１０３）等により、ガイドシャフト１０９及び押込みシャフト１０６を駆動する駆動機構が構成されている。
【００３１】
このように、単一の駆動源（アクチュエータ１０３）でしかも一方向への駆動により、挿入孔Ｐ１，Ｒ１の心出し動作及びピストンピンＳの挿入動作が行われるため、装置１０の構造が簡略化され、制御プログラムが簡素化され、装置１０のコストが低減され、ピストンピンＳの挿入（組付け）作業に要する時間が短縮される。
【００３２】
ピンホルダ１３０は、図１及び図２に示すように、テーブル１０１の上面に固定され、かつ、図３（ａ）に示すようにＶブロック状に形成されており、ピストンピンＳの外周面上の二箇所を線接触にて支持するようになっている。これにより、ピストンピンＳは、高精度に所定の位置に位置決め保持される。
尚、保持されたピストンピンＳの浮き上がりを防止するべく、図３（ｂ），（ｃ）に示すようなピンホルダ１３０´，１３０´´を採用してもよい。この場合、ピン移載装置４０としては、把持ユニット４１をＸ方向にも駆動するアクチュエータを備えたものが好ましい。
【００３３】
ピストン搬送装置２０により、テーブル１０１上に搬入されたピストンＰ（及びコンロッドＲ）は、例えばテーブル１０１上に形成された位置決め嵌合穴（不図示）あるいは固定治具等により、テーブル１０１に対して位置決めされるようになっている。
【００３４】
次に、ピン挿入装置１０の動作について、図４を参照しつつ説明する。先ず、装置１０の動作に先立って、図４（ａ）に示すように、ピストン搬送装置２０により、コンロッドＲを仮組付けしたピストンＰがテーブル１０１上の所定位置に搬入されて位置決めされ、ピン移載装置４０により、ピストンピンＳがピンホルダ１３０に移載され保持される。
【００３５】
この状態において、アクチュエータ１０３が一方向に駆動されると、図４（ｂ）に示すように、ロッド１０３ａが突出して第１ラック部材１０４を図４中右向きに移動させる。すると、ピニオン１０５が反時計回りに回転して第２ラック部材１０８を図４中の左向きに移動させる。このとき、スライダ１０７（及び押込みシャフト１０６）は、圧縮バネ１１０の付勢力により待機位置に停止した状態にある。
【００３６】
そして、ガイドシャフト１０９（先端側領域１０９ｃ）が挿入孔Ｐ１，Ｒ１を貫通して挿入孔Ｐ１，Ｒ１の心出し動作を行う。また、突出部１０９ｂがピストンピンＳの一方側から貫通孔Ｓ１に嵌入しかつ当接面１０９ａがピストンピンＳの一方側の端面を押すと同時に、押込みシャフト１０６の突出部１０６ｂがピストンピンＳの他方側から貫通孔Ｓ１に嵌入しかつ当接面１０６ａがピストンピンＳの他方側の端面に当接する。
これにより、ピストンピンＳは、図４（ｂ）に示すように、心出し（位置決め）されつつその両端がガイドシャフト１０９と押込みシャフト１０６とにより挟持された状態となる。また、このとき、第１ラック部材１０４の先端部１０４ｂは、スライダ１０７の当接部１０７ａに当接する。
【００３７】
この状態において、アクチュエータ１０３がさらに同一方向（一方向）に駆動されると、圧縮バネ１１０の付勢力に抗して（圧縮バネ１１０を圧縮しつつ）、第１ラック部材１０４及びスライダ１０７（及び押込みシャフト１０６）が、一体となって図４中の右側に向けて移動する。このとき、ピニオン１０５は回転不可能なため、ガイドシャフト１０９も一体となって図４中の右側に向けて移動する。
この際に、ガイドシャフト１０９が押込みシャフト１０６と協働してピストンピンＳを挟持すると同時に、第１ラック部材１０４の先端部１０４ｂ（一部）がスライダ１０７の当接部１０７ａに当接するため、押込みシャフト１０６（スライダ１０７）及びガイドシャフト１０９は、ピストンピンＳを堅固に挟持した状態で、第１ラック部材１０４と一体となって確実に移動させられる。
【００３８】
すなわち、ガイドシャフト１０９が後退（挿入孔Ｐ１，Ｒ１から離脱）しつつピストンピンＳを挿入孔Ｐ１，Ｒ１に案内すると同時に、押込みシャフト１０６がピストンピンＳを挿入孔Ｐ１，Ｒ１に押し込み（押込み動作を行い）、図４（ｃ）に示すように、スライダ１０７が最大移動位置（押込みシャフト１０６が押込み動作完了位置）に達して、ピストンピンＳの挿入（組付け）が完了する。
【００３９】
スライダ１０７が最大移動位置に至り、センサ１２３が挿入完了を検出すると、アクチュエータ１０３は、逆向きに（ロッド１０３ａが没入する方向に）駆動される。すると、第１ラック部材１０４が図４中の左向きに移動し、ピニオン１０５が時計回りに回転して、第２ラック部材１０８が図４中の右向きに移動する。と同時に、圧縮バネ１１０の付勢力により、スライダ１０７が図４中の右向きに移動する。これにより、図４（ｄ）に示すように、ガイドシャフト１０９及び押込みシャフト１０６がピストンピンＳから離脱して元の待機位置に復帰する。そして、センサ１２２により、スライダ１０７が待機位置へ戻ったことが検出され、又、センサ１２１により、アクチュエータ１０３が待機位置に戻ったことが検出され、アクチュエータ１０３の駆動が停止される。
【００４０】
このように、単一の駆動源（アクチュエータ１０３）が発生する一方向への駆動力により、心出し動作と押込み動作とが連続的に行われるため、制御シーケンスが簡素化され、ピストンピンＳの挿入（組付け）作業に要する時間が短縮化される。
【００４１】
図５は、本発明に係るピン挿入装置の他の実施形態を示すものである。この実施形態においては、圧縮バネ１１０´の配置構成を変更した以外は、前述の図２に示す実施形態と同一であるため、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
この装置においては、図５に示すように、スライダ１０７´に突出壁１０７ｅが設けられ、第１ラック部材１０４´に当接壁１０４ｃが設けられている。そして、圧縮バネ１１０´が、突出壁１０７ｅと当接壁１０４ｃとの間に配置され、その一端１１０ａ´が突出壁１０７ｅに固定され、その他端部１１０ｂ´が当接壁１０４ｃ´に対して当接及び離脱自在となっている。
【００４３】
この装置においては、アクチュエータ１０３が一方向に駆動されて、ガイドシャフト１０９による心出し動作の開始〜押込みシャフト１０６による押込み動作の完了までの間の所定の領域において、他端部１１０ｂ´が当接壁１０４ｃから離脱して圧縮バネ１１０´は非圧縮状態となり、ピストンピンＳの挿入が完了して、スライダ１０７´及び押込みシャフト１０６を待機位置に復帰させる場合に、当接壁１０４ｃが所定のタイミングで他端部１１０ｂ´に当接して圧縮バネ１１０´を圧縮する。この圧縮動作により発生する付勢力により、スライダ１０７´が待機位置に復帰させられ、押込みシャフト１０６がピストンピンＳから離脱して待機位置に復帰させられる。
【００４４】
ここで、圧縮バネ１１０´の他端部１１０ｂ´が当接壁１０４ｃから離脱するタイミングとしては、ガイドシャフト１０９及び押込みシャフト１０６によりピストンピンＳが挟持された時点とするのが好ましい。
このタイミングによれば、ピストンピンＳが挟持される（図４（ｂ）に相当する位置に第１ラック部材１０４´が至る）までは、突出壁１０７ｅと当接壁１０４ｃとにより圧縮バネ１１０´は圧縮された状態にあるため、スライダ１０７´は圧縮バネ１１０´の付勢力により待機位置に保持された状態となる。
【００４５】
一方、押込みシャフト１０６による押込み動作が開始されると、第１ラック部材１０４´の当接壁１０４ｃが圧縮バネ１１０´の他端部１１０ｂ´から離脱して、圧縮バネ１１０´は非圧縮の状態となる。したがって、押込み動作の際中に、圧縮バネ１１０´の付勢力がアクチュエータ１０３に対する駆動負荷として作用しないため、押込み動作が円滑に行われ、アクチュエータ１０３の駆動に要するエネルギ（例えば消費電力）等が低減される。
【００４６】
図６は、本発明に係るピン挿入装置のさらに他の実施形態を示すものであり、付勢手段として引張りバネ１４０を採用した以外は、図２に示す実施形態と同一であるため、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
この装置においては、図６に示すように、ベース１０２´に対して、突出部１０７ｄよりも外側の位置に突出壁１０２ｂ´が設けられ、付勢手段としての引張りバネ１４０が突出壁１０２ｂ´とスライダ１０７の突出部１０７ｄとの間に張設されている。また、テーブル１０１´には、引張りバネ１４０が収容された空間の上方部の開口部１０１ｅを覆う蓋１０１ｆが開閉自在に設けられている。
【００４７】
この装置においては、引張りバネ１４０の引張り力がスライダ１０７を待機位置に復帰させる付勢力として作用する。また、蓋１０１ｆを開閉して、バネ特性の異なる引張りバネ１４０に容易に変更することができるため、スライダ１０７の戻り特性あるいはアクチュエータ１０３に対する負荷特性を適宜変更することができる。
【００４８】
図７は、本発明に係るピン挿入装置のさらに他の実施形態を示すものであり、ピンホルダ１３０を廃止して、ピン移載装置４０の把持ユニット４１にピンホルダの役割を追加した以外は、図１及び図２に示す実施形態と同一であるため、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
このピン挿入装置においては、テーブル１０１の上面からピンホルダ１３０が取り除かれている。一方、ピン移載装置の把持ユニット４１´は、協働によりＶ字状の保持面を画定する一対の把持アーム４１ａ´、ピストンピンＳを保持した状態で、上方からピストンピンＳを押し付けるべくＺ方向に往復動自在な押付片４１ｂ´等を備えている。
【００５０】
この装置によれば、図１及び図２に示すようなピン移載装置４０からピンホルダ１３０へのピストンピンＳの移載動作が不要になるため、移載動作に伴なうピストンピンＳの位置ずれあるいは脱落等が防止され、又、ピストンピンＳの位置決めが迅速に行われ、全体として挿入動作に要する時間が短縮される。
【００５１】
図８は、本発明に係るピン挿入装置のさらに他の実施形態を示すものであり、押込みシャフトの一部を変更し、ピンホルダ１３０を廃止した以外は、図２に示す実施形態と同一であるため、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５２】
この装置においては、図８に示すように、テーブル１０１の上面からピンホルダ１３０が取り除かれている。また、押込みシャフト１０６´は、その先端領域に縮径部１０６ａ´を有し、この縮径部１０６ａ´は、ピストンピンＳの貫通孔Ｓ１に対して所定の長さ（すなわち、ピストンピンＳを保持できる長さ）に亘り嵌入するようになっている。
【００５３】
この装置によれば、ピン移載装置４０によりピストンピンＳが把持されて、押込みシャフト１０６´の縮径部１０６ａ´にピストンピンＳが嵌め込まれて位置決めされた後に、ピストン搬送装置２０によりピストンＰ（及びコンロッドＲ）がテーブル１０１上の所定位置に搬入され位置決めされる。
したがって、ピンホルダ１３０が不要になり、又、ピストンピンＳの位置ずれを防止でき、挿入前の所定位置に高精度に位置決めすることができる。
【００５４】
図９は、本発明に係るピン挿入装置のさらに他の実施形態を示すものであり、図７に示す装置を縦型として使用する以外は、同一の構成であるため、同一の構成及び動作についてはその説明を省略する。
この装置においては、ガイドシャフト１０９、押込みシャフト１０６、スライダ１０７、アクチュエータ１０３の駆動方向を鉛直方向にし、ピストンＰ及びコンロッドＲを挿入位置において位置決め保持する保持ユニット１５０を設け、ピストンピンＳを鉛直方向に方向付けるように把持ユニット４１´を駆動する。尚、この装置において、テーブル１０１は装置の単なる外壁として使用される。
この装置によれば、狭いスペースに装置を配置できるため、エンジンの自動組付けライン等において、システム全体の省スペース化に寄与する。
【００５５】
図１０は、本発明に係るピン挿入装置のさらに他の実施形態を示すものであり、図２に示す装置を縦型として使用し、押込みシャフト１０６を案内する案内部１０１ｂを変更し、ピンホルダ１３０を廃止した以外は、図２に示す装置と同一の構成であるため、同一の構成及び動作についてはその説明を省略する。
【００５６】
この装置においては、ガイドシャフト１０９、押込みシャフト１０６、スライダ１０７、アクチュエータ１０３の駆動方向を鉛直方向にし、ピストンＰ及びコンロッドＲを挿入位置において位置決め保持する保持ユニット１５０を設け、ピストンピンＳを鉛直方向に方向付けるように把持ユニット４１を駆動する。尚、この装置において、テーブル１０１は装置の単なる外壁として使用される。
また、案内部１０１ｂ´は、図２の実施形態に比べて長めに形成され、押込みシャフト１０６が待機状態にあるとき、ピストンピンＳが挿入されて位置決めされた状態で保持されるようになっている。
この装置によれば、狭いスペースに装置を配置できるため、エンジンの自動組付けライン等において、システム全体の省スペース化に寄与する。
【００５７】
上記実施形態においては、挿入孔をもつワークとしてエンジンのピストンＰ及びコンロッドＲを示し、挿入孔に挿入されるピンとしてピストンピンＳを示したが、これに限定されるものではなく、ワークが単一の挿入孔あるいは複数の挿入孔をもつ機械部品その他の電子機器部品であり、ピンがこれらの部品に挿入されるものである場合においても、本発明の装置及び方法を採用できる。
【００５８】
また、上記実施形態においては、ピストンピンＳとして、貫通孔Ｓ１をもつものを示したが、これに限定されるものではなく、ガイドシャフト１０９及び押込みシャフト１０６により両端が挟持されるものであれば、両端部の領域だけに凹状の穴をもつピストンピン、あるいは、穴がない中実のピストンピンに対しても、本発明の装置及び方法を採用できる。
また、上記実施形態においては、付勢手段としてコイル状のバネを示したが、これに限定されるものではなく、所定の付勢力を発生するものであれば、板状のバネ、弾性ゴム等その他の弾性体を採用してもよい。
さらに、図１０に示す装置（案内部１０１ｂ´をもつ装置）を、図２に示すように横型として使用することも可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のピン挿入装置及び方法によれば、予めガイドシャフトを挿入孔に通した後にガイドシャフト及び押込みシャフトでピンの両端を挟持しつつピンを挿入孔に挿入するピン挿入装置及び方法において、単一の駆動源が発生する一方向への駆動力により、ガイドシャフトを移動させて挿入孔に通した後に押込みシャフト及びガイドシャフトを逆向きに一体的に移動させる連動機構を採用したことにより、単一の駆動源でしかも一方向への駆動により、挿入孔の心出し動作及びピンの挿入動作が行われるため、装置の構造が簡略化され、制御プログラムが簡素化され、装置のコストが低減され、ピンの挿入（組付け）作業に要する時間が短縮される。
特に、連動機構として、駆動源により直接駆動される第１ラック部材、ピニオン、ピニオンを回動自在に保持しかつ押込みシャフトを保持するスライダ、ガイドシャフトと一体的に往復動する第２ラック部材等を採用したことにより、構造が簡略化され、心出し動作と押込み動作とを所定のタイミングで確実に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るピン挿入装置を含む組付けシステムの概略構成を示す外観斜視図である。
【図２】本発明に係るピン挿入装置の一実施形態を示す断面図である。
【図３】（ａ）はピン挿入装置の一部を構成するピンホルダを示す正面図であり、（ｂ），（ｃ）はピンホルダの他の実施形態を示す正面図である。
【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、ピン挿入装置の動作を説明する動作図である。
【図５】本発明に係るピン挿入装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明に係るピン挿入装置のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明に係るピン挿入装置のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図８】本発明に係るピン挿入装置のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図９】本発明に係るピン挿入装置のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図１０】本発明に係るピン挿入装置のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｐ　ピストン（ワーク）
Ｒ　コンロッド（ワーク）
Ｐ１，Ｒ１　挿入孔
Ｓ　ピストンピン（ピン）
Ｓ１　貫通孔
１０　ピン挿入装置
２０　ピストン搬送装置
３０　ピン供給装置
４０　ピン移載装置
４１，４１´　把持ユニット
４１ａ´　把持アーム
４１ｂ´　押付片
５０　回収ボックス
１０１，１０１´　テーブル
１０１ａ，１０１ｃ　開口部
１０１ｂ，１０１ｂ´，１０１ｄ　案内部
１０２，１０２´　ベース
１０２ｂ，１０２ｂ´　突出壁
１０３　アクチュエータ（単一の駆動源）
１０３ａ　ロッド
１０４，１０４´　第１ラック部材
１０４ａ　ラック
１０４ｂ　先端部（一部）
１０４ｃ　当接壁
１０５　ピニオン
１０６，１０６´　押込みシャフト
１０７，１０７´　スライダ
１０７ａ　当接部
１０７ｄ　突出部
１０７ｅ　突出壁
１０８　第２ラック部材
１０８ａ　ラック
１０８ｂ　突出部
１０９　ガイドシャフト
１１０，１１０´　圧縮バネ（付勢手段）
１３０，１３０´，１３０´´　ピンホルダ
１４０　引張りバネ（付勢手段）
１５０　保持ユニット

Claims

ピンをワークの挿入孔に案内するガイドシャフトと、ピンを挿入孔に向けて押し込む押込みシャフトと、前記ガイドシャフト及び押込みシャフトを駆動する駆動機構とを備え、予め前記ガイドシャフトを挿入孔に通した後に前記ガイドシャフト及び押込みシャフトでピンの両端を挟持しつつ、ピンを挿入孔に挿入するピン挿入装置であって、
前記駆動機構は、駆動力を発生する単一の駆動源と、前記駆動源が発生する一方向への駆動力により、前記ガイドシャフトを移動させて前記挿入孔に通した後に前記押込みシャフト及び前記ガイドシャフトを逆向きに一体的に移動させる連動機構と、を含む、
ことを特徴とするピン挿入装置。
前記連動機構は、前記駆動源により直接往復駆動される第１ラック部材と、前記第１ラック部材に噛合するピニオンと、前記ピニオンを回動自在に保持すると共に前記押込みシャフトを保持しかつピンの挿入方向において往復動自在なスライダと、前記ガイドシャフトと一体的に往復動自在に形成されると共に前記第１ラック部材と対向する側において前記ピニオンに噛合する第２ラック部材と、
を含む、ことを特徴とする請求項１記載のピン挿入装置。
前記押込みシャフトを挿入孔から離脱させる方向に付勢力を及ぼす付勢手段を設けた、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のピン挿入装置。
前記スライダは、前記ガイドシャフトが前記押込みシャフトと協働してピンを挟持した時点で、前記第１ラックの一部が当接する当接部を有する、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のピン挿入装置。
ワークの挿入孔を所定位置に位置付けるべくガイドシャフトを挿入孔に通す心出し動作と、前記ガイドシャフトと対向する側から押込みシャフトを移動させてピンを挿入孔に向けて押し込む押込み動作とを含み、前記ガイドシャフト及び押込みシャフトでピンの両端を挟持しつつピンを挿入孔に挿入するピン挿入方法であって、
前記心出し動作は、単一の駆動源が発生する一方向への駆動力により行われ、
前記押込み動作は、前記心出し動作に続けて、前記単一の駆動源が発生する前記一方向への駆動力により行われる、
ことを特徴とするピン挿入方法。