JP2007331064A - ピン圧入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピンの向きを一方向に揃えてワークに圧入するピン圧入装置において、ピンの圧入不良を圧入装置内で検出可能とすると共に該ピンの圧入不良を未然に防止する。
【解決手段】ワーク上に移動したピンＰの一端部を該ワークの圧入孔Ｈに挿入した状態で該ピンＰを保持する案内装置２４と、前記ピンＰを前記圧入孔Ｈに圧入する圧入ヘッド３４と、圧入されたピンＰの圧入状態を検査する検査装置４１とを備える。前記ピンＰの一端部にはテーパ部が形成され、該テーパ部を前記圧入孔Ｈに挿入した状態で該ピンＰが前記案内装置２４に保持される。前記案内装置２４は、圧入前のピンＰの突出高さを検出する手段を有する。
【選択図】図５

Description

この発明は、ピンの向きを一方向に揃えてワークに圧入するピン圧入装置に関する。

従来、ワークにピンを圧入する装置として、例えば特許文献１に記載のように、圧入ヘッドの一側にピン供給用のシュートを一体的に設け、該シュートから圧入ヘッド内にピンを一つずつ供給し、該ピンを同じく圧入ヘッド内のパンチによってワークに圧入するものがある。
他方、ピンの向きを一方向に揃えてワークに供給するものとして、例えば特許文献２に記載のように、パーツフィーダから供給される段階でピンの向きをその形状から判別するものがある。
実開昭６１−１８７６３１号公報 特開平５−３２９７１６号公報

上記前者においては、ピンに向きがある場合であってもその向きを検出することができず、ピンが逆向きで供給された場合には逆向きのまま該ピンの圧入が行われるおそれがある。
上記後者においては、パーツフィーダ内の他のピンとの干渉やパーツフィーダ自身の振動によってピンが逆向きになることがあるため、圧入装置に適用した場合には前記同様のおそれがある。
上述のようなピンの圧入不良は、ピンが小さいものであったり該ピンの圧入精度が要求されるものであったりする場合には特に、圧入装置内で確実に検出できることが望ましく、かつ該圧入不良を未然に防止できるような構成が望ましい。
そこでこの発明は、ピンの向きを一方向に揃えてワークに圧入するピン圧入装置において、ピンの圧入不良を圧入装置内で検出可能とすると共に該ピンの圧入不良を未然に防止することを目的とする。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、ピン（例えば実施例のピンＰ）の向きを一方向に揃えてワーク（例えば実施例のシリンダヘッドＷ）に圧入するピン圧入装置（例えば実施例のピン圧入装置１０）において、前記ピンの向きを一方向に揃えてストックする供給装置（例えば実施例の供給装置１１）と、前記供給装置内のピンを一つずつ縁切りする切出装置（例えば実施例の切出装置１３）と、前記供給装置から取り出されたピンを保持して前記ワーク上の所定位置に移動させる分配装置（例えば実施例の分配装置１９）と、前記分配装置によりワーク上に移動したピンの一端部を該ワークに穿設された圧入孔（例えば実施例の圧入孔Ｈ）に挿入した状態で該ピンを保持する保持孔（例えば実施例の保持孔２７）を有する案内装置（例えば実施例の案内装置２４）と、前記案内装置の保持孔に保持されたピンを前記圧入孔に圧入するパンチ（例えば実施例のパンチ３５）を有する圧入ヘッド（例えば実施例の圧入ヘッド３４）と、前記圧入ヘッドにより圧入されたピンの圧入状態を検査する検査装置（例えば実施例の検査装置４１）と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、前記ピンの一端部にテーパ部（例えば実施例のテーパ部Ｐｍ）が形成され、該テーパ部を前記圧入孔に挿入した状態で該ピンが前記案内装置の保持孔に保持されることを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、前記案内装置は、前記保持孔に保持された圧入前のピンの突出高さを検出する圧入前高さ検出手段（例えば実施例のセンサ２９）を有することを特徴とする。

請求項４に記載した発明は、前記案内装置は、前記保持孔に保持された圧入後のピンの突出高さを検出するべく前記保持孔の壁部に切り欠き部（例えば実施例の切り欠き部４０）を有することを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、ピンが小さいものであったり該ピンの圧入精度が要求されるものであったりする場合にも、圧入装置内でピンの圧入状態（圧入後のピンの突出高さや傾き並びに圧入孔周辺の割れ等）を検査することができる。

請求項２，３に記載した発明によれば、案内装置の保持孔にピンが所定の向きで保持されることで、該ピンの特定の一端部がワークの圧入孔に挿入されることとなり、該ピンの向きを特定するべくその一端部に所定のテーパ部等が形成されていれば、圧入前のピンの圧入孔からの突出高さがその向きの正逆により変化することとなるため、ピンが逆向きで供給された場合でもその圧入不良を未然に防止することができる。

請求項４に記載した発明によれば、案内装置の切り欠き部によってもピンの圧入不足等による圧入不良を確認することができるため、ピンの圧入不良をより確実に検査することができる。

以下、この発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１，２に示すピン圧入装置１０は、エンジン（内燃機関）のシリンダヘッドＷにおける例えばロッカーアーム支持部に所定のピンＰを圧入するもので、図１中左側の部品供給エリアにおいて向きを一方向に揃えたピンＰを一つずつ保持し、該ピンＰを図１中右側の部品組付エリアに移動させて、該部品組付エリアに位置決め固定されたワーク（シリンダヘッドＷ）の所定箇所に前記ピンＰを圧入する。各ピンＰは比較的小型のもので、ピン自身やその圧入作業に精度が要求される。各ピンＰは、シリンダヘッドＷに形成された袋状の圧入孔Ｈに圧入された状態で、該圧入孔Ｈの開口から所定高さだけ突出した状態となる。以下、図中矢印ＦＲは前方を、矢印ＬＨは左方を、矢印ＵＰは上方を示すものとする。

当該ピン圧入装置１０は、そのフレームの一部である略水平なベースプレート２５を有する。ベースプレート２５は前記両エリアに渡るもので、部品供給エリアにおけるベースプレート２５上には、ピンＰの向きを一方向に揃えてストックする供給装置１１、及び該供給装置１１内のピンＰを一つずつ縁切りする切出装置１３が配置される。
また、ベースプレート２５上には、前記両エリアに渡って移動可能なホルダ２０を有する分配装置１９が配置される。
さらに、図５を併せて参照し、部品組付けエリアにおけるベースプレート２５上には、シリンダヘッドＷにおける複数のピン圧入部位に跨る案内部材２４ａを有する案内装置２４、前記各ピン圧入部位に渡って移動可能な圧入ヘッド３４を有する圧入装置３１、及び前記各ピン圧入部位の圧入孔Ｈに圧入されたピンＰの圧入状態を検査する検査装置４１が配置される。

図２に示すように、供給装置１１は、不図示のパーツフィーダから下方に延びる供給パイプ１２を有し、該供給パイプ１２内に複数のピンＰが同軸かつ姿勢を揃えて重なった状態で保持される。供給パイプ１２の下端開口（ピン供給口）には切出装置１３の閉鎖片１４が突出し、該閉鎖片１４により供給パイプ１２内の各ピンＰが落下しないように支持される。閉鎖片１４は、駆動源（モータ又は流体シリンダ等に相当、以下の説明における他の駆動源も同様）１５の作動により供給パイプ１２に対して略直交する方向で進退可能である。供給パイプ１２の下端開口に臨む最下のピンＰは、その存在が供給パイプ１２を挟むように配置された前後一対のセンサ１７により検出される（図１，４参照）。

切出装置１３は、供給パイプ１２内の下から二つ目のピンＰの左側方に係止片１６を配置し、該係止片１６を駆動源１８の作動により供給パイプ１２に対して略直交する方向で進退させる。駆動源１８は、供給パイプ１２左方において前記閉鎖片１４の駆動源１５と上下に並んで配置される。供給パイプ１２には、その内部に係止片１６を進入可能とする側部開口が形成される。係止片１６の下端部には、前記最下のピンＰと下から二つ目のピンＰとの間に差し込み可能な突起が形成される。係止片１６は、前記側部開口から供給パイプ１２内に進入し、前記突起を前記最下のピンＰと下から二つ目のピンＰとの間に差し込むことで、該下から二つ目のピンＰ及びこれより上方の各ピンＰを落下させないように支持する。

切出装置１３は、前記センサ１７が前記最下のピンＰを検出した際に係止片１６を前進させ、前記下から二つ目のピンＰ及びこれより上方の各ピンＰを支持する。この状態で、供給パイプ１２の下方に前記分配装置１９がそのホルダ２０を待機させると共に、該ホルダ２０に上下に貫通形成された仮保持孔２０ａの上端開口を供給パイプ１２の下端開口に対向配置させる。この状態で前記閉鎖片１４が後退することで、最下のピンＰのみが落下して前記仮保持孔２０ａ内に受け入れられる。

仮保持孔２０ａの下端開口にはストッパ片２１が突出し、該ストッパ片２１により仮保持孔２０ａ内に進入したピンＰが落下しないように支持される。供給パイプ１２から最下のピンＰが落下したことをセンサ１７が検出すると、閉鎖片１４が前進すると共に係止片１６が後退し、供給パイプ１２内の各ピンＰがそれぞれ一つ分だけ下方に移動して当初の状態に戻る。この繰り返しにより、供給装置１１から分配装置１９のホルダ２０にピンＰを一つずつ供給可能である。

図１〜３に示すように、分配装置１９は、前記ホルダ２０を両エリアに渡って移動させると共に、部品組付けエリアにおけるシリンダヘッドＷのピン圧入部位の上方においてホルダ２０を昇降動させる。シリンダヘッドＷの上方において、ベースプレート２５には上面視略方形状の切り欠き部２６が形成され、該切り欠き部２６内に入り込む位置までホルダ２０が下降する。そして、前述の如く仮保持孔２０ａにピンＰを保持したホルダ２０が、その駆動源２２の作動により前後に延びるレール２３に沿って部品組付けエリアに移動し、前記ピンＰをシリンダヘッドＷのピン圧入部位の上方に至らしめた後、駆動源を含む昇降機構４４の作動により前記切り欠き部２６内に下降する。切り欠き部２６内には前記案内部材２４ａが待機しており、その直ぐ上方に至るまでホルダ２０が下降する。

案内部材２４ａは、シリンダヘッドＷの各ピン圧入部位の直ぐ上方に位置する前進位置と、各ピン圧入位置を避けるように左方に移動する後退位置との間で進退するもので、その前進位置における各圧入孔Ｈの直上となる部位には、それぞれ上下に貫通形成された保持孔２７を有する。各保持孔２７は対応する圧入孔Ｈと同軸とされ、これら各孔Ｈ，２７の軸線は、上下方向と略平行な直線に沿うように配置され（以下、各孔Ｈ，２７の軸線に沿う方向をピン圧入方向という）、かつ左右方向と略平行な直線に沿って互いに平行に並ぶように配置される（以下、各孔Ｈ，２７の軸線の並び方向をピン並び方向という）。

ホルダ２０のストッパ片２１は、駆動源２８の作動により仮保持孔２０ａに対して略直交する方向で進退可能であり、ホルダ２０が案内部材２４ａの直上まで下降し、その仮保持孔２０ａの下端開口と案内部材２４ａの保持孔２７の上端開口とを対向させてストッパ片２１を後退させることで、仮保持孔２０ａ内のピンＰが落下して案内部材２４ａの保持孔２７内に受け入れられる。保持孔２７の上端部内周はややテーパ状をなして上方に広がり、落下したピンＰを良好に受け入れ可能である。

ここで、図３に示すように、ピンＰの一端部（下端部）は、その周縁部を面取り状に形成してなる先細りのテーパ部Ｐｍとされる。一方、ピンＰの他端部（上端部）は、該ピンＰを同軸に重ねた際に前記テーパ部Ｐｍに整合するすり鉢状の凹部とされる。
ピンＰは、案内部材２４ａの保持孔２７内に自然落下した状態では、圧入孔Ｈのはめ合いの関係上、そのテーパ部ＰｍのみがシリンダヘッドＷの圧入孔Ｈ内に進入した状態で停止する。この状態でピンＰと圧入孔Ｈとが同軸となる。

また、ピンＰは、保持孔２７内に逆向きで供給された場合には、その一部を圧入孔Ｈ内に進入させることなく停止する。このときのピンＰの上端高さ（圧入孔Ｈからの突出高さ）は、該ピンＰが正常な向きで保持孔２７内に供給された場合に比べてテーパ部Ｐｍの軸方向の厚さ分だけ高くなる。このようなピンＰの上端高さの差異を監視する（換言すれば、ピンＰが正常な向きで供給されたか否かを検出する）前後一対のセンサ２９が、各保持孔２７をまとめて挟み込むように案内部材２４ａの前後にそれぞれ設けられる（図４参照）。

案内部材２４ａにおいて、各保持孔２７に正常な向きで供給された圧入前のピンＰの上端の直ぐ上方となる部位には、該案内部材２４ａを前後に直線状に貫通する検出孔が形成され、該検出孔を通じて前記両センサ２９が向かい合うことで、各ピンＰの何れか一つでも逆向きに供給された場合にはこれを検出可能である。すなわち、一組のセンサ２９のみで複数のピンＰの供給状況を検出可能である。

各保持孔２７にそれぞれ正常な向きでピンＰが供給された後は、分配装置１９のホルダ２０が部品供給エリアに移動して供給装置１１の下方位置で待機する。
その後、図１，５に示すように、部品組付けエリアの例えば左側に待機していたスライドベース３３が、駆動源３０の作動により左右に延びるレール３２に沿って右方に移動し、該スライドベース３３右側に支持された圧入装置３１の圧入ヘッド３４の軸線を各ピンＰ及び圧入孔Ｈの軸線と同一平面上に位置させる。圧入ヘッド３４は、駆動源３６の作動により前記ピン並び方向と平行に前後に延びるレール３７に沿って移動し、その軸線を何れかのピンＰ及び圧入孔Ｈの軸線と同軸とするように配置される。この状態で、圧入ヘッド３４のパンチ３５がその軸線（前記ピン圧入方向）に沿って下降することで、ピン上端が下方に打ち込まれて圧入孔Ｈへの圧入が行われる。このとき、保持孔２７の上端部内周がテーパ状をなすことで、パンチ３５のセンタリングが確実になされて精度の良い圧入作業が可能である。

各ピンＰの圧入後には、圧入ヘッド３４が上昇してベースプレート２５上方で待機すると共に、案内部材２４ａが駆動源３８の作動により左右に延びるレール３９に沿って左方に後退する。
ここで、図３を併せて参照し、案内部材２４ａの各保持孔２７の右側壁には、案内部材２４ａの進退方向に沿う矢視で、圧入後のピンＰの外形とほぼ重なる形状の切り欠き部４０が形成される。切り欠き部４０は、前記矢視において圧入後のピンＰの外形に対して許容公差分の余裕を加味した開口形状とされ、各ピンＰが全て正常に圧入された場合にのみ、案内部材２４ａの後退時に各ピンＰの通過を可能とし、何らかの事情（例えば圧入力不足や圧入孔Ｈ深さ不足等）により各ピンＰの何れか一つでも許容公差以上の圧入量不足や傾き等が生じた場合には、該ピンＰが対応する切り欠き部４０に干渉し、案内部材２４ａを後退不能として圧入不良が生じたことを知らしめる。

案内部材２４ａが後退した後には、前記駆動源３０の作動によりスライドベース３３が左方に移動し、圧入装置３１と隣接するようにスライドベース３３左側に支持された検査装置４１が圧入後の各ピンＰの上方に移動する。
図６を併せて参照し、検査装置４１は、各ピンＰ及び圧入孔Ｈに対応する複数の圧検ヘッド４２を有し、該各圧検ヘッド４２の軸線を対応するピンＰ及び圧入孔Ｈの軸線と同軸とするように配置される。この状態で、各圧検ヘッド４２が駆動源４３の作動により軸線に沿って下降し、該各圧検ヘッド４２下端を圧入されたピンＰの周囲に当接させてエアの供給等を行うことで、各ピンＰの周囲にヒビ割れや隙間が生じていないかを同時に検査する（図７参照）。

次に、上記ピン圧入装置１０を用いてシリンダヘッドＷに各ピンＰを圧入する手順について説明する。
まず、供給装置１１の供給パイプ１２の下方に分配装置１９のホルダ２０が待機し、かつ切出装置１３の係止片１６が前進して供給パイプ１２内の下から二つ目のピンＰ及びこれより上方の各ピンＰが支持された状態で、供給パイプ１２下端開口の閉鎖片１４が後退することで、最下のピンＰがホルダ２０の仮保持孔２０ａ内に落下する。その後、閉鎖片１４が前進すると共に係止片１６が後退し、供給パイプ１２内の各ピンＰが下方に移動することで当初の状態に戻る。

仮保持孔２０ａにピンＰを保持したホルダ２０は部品組付けエリアに移動し、前記ピンＰをシリンダヘッドＷの例えば最前のピン圧入部位の上方に至らしめた後、シリンダヘッドＷ上に待機した案内部材２４ａの直上に至るまで下降する。そして、ホルダ２０の仮保持孔２０ａの下端開口と案内部材２４ａの保持孔２７の上端開口とを対向させた状態でストッパ片２１が後退することで、仮保持孔２０ａ内のピンＰが案内部材２４ａの保持孔２７内に落下する。以下、保持部材の各保持孔２７に対して上記同様の工程の繰り返しによりピンＰが供給される。

このとき、各ピンＰの何れか一つでも逆向きに供給された場合には、その上端高さ（圧入孔Ｈからの突出高さ）にテーパ部Ｐｍの厚さ分（約１ｍｍ）の差異が生じ、該差異をセンサ２９が検出することで、ピン圧入直前にその圧入不良の発生が未然に防止される。
一方、各ピンＰが全て正常な向きで供給された場合には、ホルダ２０が部品供給エリアに退避すると共に、圧入装置３１の圧入ヘッド３４が例えば最前のピン圧入部位の上方に移動し、該圧入ヘッド３４が下降してそのパンチ３５によりピンＰ上端を打ち込むことで、該ピンＰがシリンダヘッドＷの圧入孔Ｈに圧入される。以下、各ピンＰに対して上記同様の工程の繰り返しにより圧入孔Ｈへの圧入が行われる。

各ピンＰの圧入後には、シリンダヘッドＷ上から圧入ヘッド３４及び案内部材２４ａを退避させる。このとき、各ピンＰの何れか一つでも圧入量不足や傾き等の圧入不良が生じた場合には、該ピンＰが案内部材２４ａの切り欠き部４０に干渉して案内部材２４ａを後退不能とすることで、ピンＰの圧入不良の発生が検出される。
一方、各ピンＰが正常に圧入されて案内部材２４ａが後退した後には、各ピン圧入部位の上方に検査装置４１の各圧検ヘッド４２が移動し、該各圧検ヘッド４２を下降させてピン圧入部位に対して再度圧入不良の検査が行われる。このように、ピンＰの圧入不良の検査が二段階で行われることで、小型かつ精度を要するピンＰの圧入における不良品の発生が良好に検出される。

以上説明したように、上記実施例におけるピン圧入装置１０は、ピンＰの向きを一方向に揃えてワーク（シリンダヘッドＷ）に圧入するものであって、前記ピンＰの向きを一方向に揃えてストックする供給装置１１と、前記供給装置１１内のピンＰを一つずつ縁切りする切出装置１３と、前記供給装置１１から取り出されたピンＰを保持して前記ワーク上の所定位置に移動させる分配装置１９と、前記分配装置１９によりワーク上に移動したピンＰの一端部を該ワークに穿設された圧入孔Ｈに挿入した状態で該ピンＰを保持する保持孔２７を有する案内装置２４と、前記案内装置２４の保持孔２７に保持されたピンＰを前記圧入孔Ｈに圧入するパンチ３５を有する圧入ヘッド３４と、前記圧入ヘッド３４により圧入されたピンＰの圧入状態を検査する検査装置４１と、を備えるものである。

この構成によれば、ピンＰが小さいものであったり該ピンＰの圧入精度が要求されるものであったりする場合にも、圧入装置内でピンＰの圧入状態（圧入後のピンＰの突出高さや傾き並びに圧入孔Ｈ周辺の割れ等）を検査することができる。

また、上記ピン圧入装置１０においては、前記ピンＰの一端部にテーパ部Ｐｍが形成され、該テーパ部Ｐｍを前記圧入孔Ｈに挿入した状態で該ピンＰが前記案内装置２４の保持孔２７に保持されると共に、前記案内装置２４は、前記保持孔２７に保持された圧入前のピンＰの突出高さを検出するセンサ２９を有することで、案内装置２４の保持孔２７にピンＰが所定の向きで保持された際に、該ピンＰの特定の一端部（テーパ部Ｐｍ）がワークの圧入孔Ｈに挿入されるよう設定すれば、圧入前のピンＰの圧入孔Ｈからの突出高さがその向きの正逆により変化することとなるため、ピンＰが逆向きで供給された場合でもその圧入不良を未然に防止することができる。

さらに、上記ピン圧入装置１０においては、前記案内装置２４は、前記保持孔２７に保持された圧入後のピンＰの突出高さを検出するべく前記保持孔２７の壁部に切り欠き部４０を有することで、案内装置２４の切り欠き部４０によってもピンＰの圧入不足等による圧入不良を確認することができるため、ピンＰの圧入不良をより確実に検査することができる。

なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、例えば、ピンの一方向とワークへの圧入方向とが同一であれば、複数のピン圧入部位における各ピン圧入方向が互いに同一でなくてもよい。すなわち、ワーク又は圧入ヘッドを可動させながらワークの複数箇所にピンを圧入するようにしてもよい。
そして、上記実施例における構成はこの発明の一例であり、シリンダヘッド以外のワークを用いてもよいことはもちろん、該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

この発明の実施例におけるピン圧入装置の上面図である。 上記ピン圧入装置の供給装置周りの前面図である。 図２の要部拡大図である。 上記ピン圧入装置の部分右側面図である。 上記ピン圧入装置の圧入ヘッド及び検査装置周りの前面図である。 上記検査装置周りの左側面図である。 上記検査装置の圧検ヘッドの要部断面図である。

符号の説明

Ｐ ピン
Ｐｍ テーパ部
Ｗ シリンダヘッド（ワーク）
Ｈ 圧入孔
１０ ピン圧入装置
１１ 供給装置
１３ 切出装置
１９ 分配装置
２４ 案内装置
２７ 保持孔
２９ センサ（圧入前高さ検出手段）
３４ 圧入ヘッド
３５ パンチ
４０ 切り欠き部
４１ 検査装置

Claims (4)

1. ピンの向きを一方向に揃えてワークに圧入するピン圧入装置において、
   前記ピンの向きを一方向に揃えてストックする供給装置と、
   前記供給装置内のピンを一つずつ縁切りする切出装置と、
   前記供給装置から取り出されたピンを保持して前記ワーク上の所定位置に移動させる分配装置と、
   前記分配装置によりワーク上に移動したピンの一端部を該ワークに穿設された圧入孔に挿入した状態で該ピンを保持する保持孔を有する案内装置と、
   前記案内装置の保持孔に保持されたピンを前記圧入孔に圧入するパンチを有する圧入ヘッドと、
   前記圧入ヘッドにより圧入されたピンの圧入状態を検査する検査装置と、
   を備えることを特徴とするピン圧入装置。
2. 前記ピンの一端部にテーパ部が形成され、該テーパ部を前記圧入孔に挿入した状態で該ピンが前記案内装置の保持孔に保持されることを特徴とする請求項１に記載のピン圧入装置。
3. 前記案内装置は、前記保持孔に保持された圧入前のピンの突出高さを検出する圧入前高さ検出手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のピン圧入装置。
4. 前記案内装置は、前記保持孔に保持された圧入後のピンの突出高さを検出するべく前記保持孔の壁部に切り欠き部を有することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のピン圧入装置。
   
   

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