JP2009039851A - 軸状部品の供給制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 供給ロッド全体が移動することによって軸状部品が目的箇所に供給される際に、係止部材に係止された軸状部品が軸線方向に移動することを抑制できる軸状部品の供給制御装置を提供する。
【解決手段】 進退式の供給ロッド５を、その進退方向にほぼ直交する方向に往復させる供給駆動手段１９によって支持し、供給ロッド５に軸状部品１の係止部材７が設けられ、供給駆動手段１９によって係止部材７を移動させることによって軸状部品１を受入孔１６に挿入するものであって、供給ロッド５と一体になって移動するとともに係止されている軸状部品１の軸線方向に進退して軸状部品１の軸線方向の移動を抑制する制止部材２８が設けられている。
【選択図】図１

Description

この発明は、供給ロッドの係止部材に係止された軸状部品を受入孔などの目的箇所に挿入する際に、確実にしかも円滑に挿入されるようにした軸状部品の供給制御装置に関している。

軸状部品であるプロジェクションボルトを供給ロッドの保持ヘッドに保持し、このボルトを目的箇所である受入孔に押し込み手段を用いて挿入することが知られている。そして、この押し込み手段は前記保持ヘッドに組み込まれている。
特許第２７９９５３８号公報

上述のようなものは、供給ロッドの進退方向に対して特定の方向にだけ軸状部品を押し出すものであるから、供給ロッド全体の移動で軸状部品を受入孔に挿入するような形式のものに適用することができない。

本発明は、上記の問題点を解決するために提供されたもので、供給ロッド全体が移動することによって軸状部品が目的箇所に供給される際に、係止部材に係止された軸状部品が軸線方向に移動することを抑制できる軸状部品の供給制御装置の提供を目的とする。

問題を解決するための手段

請求項１記載の発明は、進退駆動手段によって進退する供給ロッドをその進退方向にほぼ直交する方向に往復させる供給駆動手段によって支持し、前記供給ロッドの先端部に軸状部品を係止する係止部材が設けられ、前記供給駆動手段によって係止部材を移動させることによって軸状部品を目的箇所である受入孔に挿入するものであって、供給ロッドと一体になって移動するとともに係止されている前記軸状部品の軸線方向に進退して軸状部品の軸線方向の移動を抑制する制止部材が設けられていることを特徴とする軸状部品の供給制御装置である。

発明の効果

前記供給ロッドが進退駆動手段によって進出し、その後、供給駆動手段によって移動すると、軸状部品が受入孔に挿入される。この挿入時に軸状部品が受入孔の開口部にひっかかったりすると、軸状部品は係止部材に対して相対的に移動しようとする。つまり、軸状部品が係止部材から軸線方向にずれた状態すなわち浮上した状態になろうとする。とくに、受入孔が鉛直方向に対して傾斜しているときには、開口部へのひっかかりが多発しやすくなる。

このような異常状態に備えて、前記制止部材を軸状部品の軸線方向に進出させておくことによって、軸状部品が係止部材から浮上しようとしても制止部材で押さえられているので、軸状部品は静止部材によって受入孔に押し込まれた状態となる。この制止部材は、供給ロッドと一体になって移動するので、係止部材に係止された軸状部品との相対位置を正しく維持することができて、軸状部品の異常な移動を抑制することができる。

さらに、制止部材は軸状部品の軸線方向に進退することができるので、進退式の供給部材や供給管製の供給シュータ等の供給手段によって軸状部品を係止部材に到達させるときに制止部材を後退させておき、これらの供給手段が制止部材に干渉することのない円滑な動作がえられる。

請求項２記載の発明は、前記軸状部品はヘッド部材付きのものであり、前記係止部材にヘッド部材を係止する係止凹部が供給ロッドの進出方向に開放した状態で形成されている請求項１記載の軸状部品の供給制御装置である。

したがって、軸状部品の軸部を係止凹部に挿入しヘッド部材を係止部材で支持することができるので、軸状部品を確実に係止部材に係止することができる。

請求項３記載の発明は、前記制止部材は、供給ロッドの進出方向で見て前記係止部材よりも突出した長さに設定されている請求項１または請求項２記載の軸状部品の供給制御装置である。

前記供給駆動手段によって軸状部品が受入孔に挿入された後に供給ロッドが後退すると、係止部材の厚さや係止部材と受入孔が設けられた部材の表面との空隙によって、軸状部品が受入孔から突き出た状態の間隔が形成される。このような状態になった場合に備えて、係止部材が軸状部品から離隔した時点でさらに制止部材を進出させることによって、突き出た状態の軸状部品が受入孔内に押し込まれる。つまり、前記間隔が消滅した完全な挿入が達成され、所期の挿入が確実になされる。

請求項４記載の発明は、前記制止部材は、係止部材に支持部材を介して取付けられた制止駆動手段によって進退するものである請求項１〜請求項３のいずれかに記載の軸状部品の供給制御装置である。

前記制止駆動手段が支持部材を介して係止部材に取付けられているので、制止部材は係止部材と一体になって進退し、係止部材に係止された軸状部品の異常な動きを確実に抑制することができる。

請求項５記載の発明は、前記支持部材は、係止部材に取付けられているとともに供給ロッドの進退方向に対してほぼ直交する方向に延びた部材である請求項４記載の軸状部品の供給制御装置である。

このように支持部材が供給ロッドの進退方向に対してほぼ直交する方向に延びているので、支持部材の形状設定によって空間部を形成することができる。このような空間部内に、進退式の供給部材や供給管製の供給シュータ等の供給手段が供給ロッドの進退によって相対的に進入し、これらの供給手段が制止部材に干渉することのなく円滑な動作がえられる。

つぎに、本発明の軸状部品の供給制御装置を実施するための最良の形態を説明する。

図１〜図３は実施例１を示す。

まず、軸状部品について説明する。

軸状部品としては、種々なものがある。例えば、ボルトやフランジ付き軸部材のようなものがある。この実施例では、鉄製のボルト１である。このボルト１は、六角型のヘッド部材である頭部２と、それと一体の雄ねじが切られた軸部３から構成されている。ボルト１の各部の寸法は、軸部３のねじ山の直径が１０ｍｍ、軸部の長さが２７ｍｍ、頭部２の高さが１０ｍｍ、頭部２の径方向寸法が１４ｍｍと１６ｍｍである。

つぎに、装置全体について説明する。

図１は装置全体の側面図、図２は係止部材の斜視図や断面図等である。供給制御装置全体は、符号１００で示されている。ほぼ水平方向に進退する供給ロッド５は、ほぼ水平方向に配置された進退駆動手段であるエアシリンダ６によって進退動作をする。その進退軸線は、符号Ｏ−Ｏで示されている。この供給ロッド５の先端部に係止部材７が取付けられ、ここにボルト１がその軸部３が鉛直方向に垂下した状態、つまり首吊り状態で係止されている。

機枠等の静止部材８に固定された供給管９は、供給ロッド５の進退軸線Ｏ−Ｏに対して鋭角をなす向きで、しかも供給ロッド５の上側に配置されている。供給管９の一端はウレタン樹脂のような合成樹脂で作られた供給ホース１０に接続され、パーツフィーダ１１に接続されている。

供給管９の他端部に下側に開口している出口開口１３が設けられ、図１に２点鎖線で示されたボルト１が出口開口１３から係止部材７に移載されるようになっている。

図１に示すように、供給制御装置１００が動作してボルト１は相手方部材１５に形成した受入孔１６に挿入される。したがって、この受入孔１６が供給の目的箇所である。この受入孔１６はほぼ鉛直方向に形成されており、ボルト１もほぼ鉛直方向に下降する。そのために、静止部材８に供給駆動手段であるエアシリンダ１９が取付けられている。このエアシリンダ１９のピストンロッド２０はほぼ鉛直方向に進退するもので、その上端に前記エアシリンダ６が固定されている。供給ロッド５の進退方向はほぼ水平方向であるが、これを傾斜した方向に進退するようにしてもよい。そのようにするときには、ピストンロッド２０も傾斜して配置される。

したがって、供給管９の出口開口１３から落下したボルト１が係止部材７に係止されると、供給ロッド５が進出する。供給ロッド５はボルト１が受入孔１６と同軸になった位置で停止する。それからエアシリンダ１９の動作でエアシリンダ６がほぼ鉛直方向に下降すると、ボルト１の軸部３が受入孔１６に挿入される。

図１に示された前記受入孔１６が供給の目的箇所である。この受入孔１６の内径は１１ｍｍであり、そこに外径１０ｍｍの軸部３が挿入される。相手方部材１５はボルト１の頭部を所定位置に待機させる機能を果たすもので、ここではナットランナーのソケット部材（図示していない）がボルトの頭部２に合致するようになっている。このようにして受入孔１６に挿入されたボルト１は、その頭部２がねじ締め装置の締め付けソケットに保持されたり、さらに他の目的箇所へボルトを移送するロボット装置に保持されたりする。したがって、受入孔１６によってボルト１の待機基準位置が設定されたこととなる。

つぎに、係止部材について説明する。

図２に示すように、前記係止部材７には供給ロッド５の進出方向に延びた載置部３３が形成され、その上面が受け面３２とされている。この載置部３３に、供給ロッド５の進出方向に開放した状態で係止凹部３４が形成されており、その奥部に軸部３の外周部が密着できる円弧部３５が形成されている。

図２（Ｂ）と（Ｃ）に示すように、吸引手段である永久磁石４１が係止部材７に埋設してある。永久磁石４１の吸引力は、係止凹部３４の所定位置すなわち円弧部３５に軸部３が密着した状態を維持するように作用するものである。したがって、永久磁石４１の配置位置は、円弧部３５から進退軸線Ｏ−Ｏ方向に変位している。

係止部材７が最も後退した位置において、出口開口１３から落下してきたボルト１が係止凹部３４に正確に受け止められるように、出口開口１３と係止部材７の相対位置が設定されている。永久磁石４１の吸引力をボルト１に対してより強く作用させるために、係止部材７は非磁性材料であるステンレス鋼で製作するのが望ましい。さらに、永久磁石４１を電磁石にすることも可能である。

つぎに、制止部材について説明する。

この制止部材は、ボルト１が係止部材７から浮上しないように動作するものである。図１や図３に示すように、係止部材７に支持部材２１が供給ロッド５の進退方向に対してほぼ直交する方向に延びた状態で取付けられている。この支持部材２１は、係止部材７の左右に溶接されて起立している支柱部材２２，２３と、その上端に溶接した取付け板２４によって枠状に形成されている。このような門型の構造によってその内側に空間部２５が形成されている。

前記取付け板２４の上に制止駆動手段であるエアシリンダ２６が固定してある。このエアシリンダ２６のピストンロッド２７が係止部材７に係止されているボルト１と同軸方向または平行な方向に進退するようになっており、その先端に平板状の制止部材２８が固定してある。

図３（Ａ）に示すように、係止部材７、支柱部材２２，２３、取付け板２４が四角い枠状の形を形成しており、これによって前述のように枠内に空間部２５が設置されている。制止部材２８が上方へ引き上げられて供給ロッド５が最も後退しているときに図１に示すように、前記空間部２５内に供給管９の端部が相対的に進入しても、供給管９の端部が制止部材２８、係止部材７、支柱部材２２，２３等に干渉しないようになっている。

供給ロッド５が前進を開始して空間部２５が供給管９の先端部から離隔した位置に達すると、係止部材７に係止されているボルト１の頭部２を制止部材２８で押さえ付けるか、あるいはわずかな隙間が残る位まで制止部材２８を接近させる。したがって、供給ロッド５が上記の進出位置に達した時点で、エアシリンダ２６を進出させる信号を制御装置（図示していない）に送信する。そのために、エアシリンダ６の所定位置に図１に示すように、センサー２９が取付けられている。このセンサー２９は、エアシリンダ６のピストンの動きを検知して信号を発するものであり、ここでは一般的に使用されている近接スイッチ式のものである。

図３に示すように、制止部材２８が供給ロッド５の進出方向に延びている長さは、係止部材７の載置部３３の長さよりも長く突出させてある。この突き出た長さがＷである。したがって、図３（Ｃ）に示すように、ボルト１が受入孔１６に挿入されて供給ロッド５が後退するときに、軸部３が係止凹部３４から離隔しても、制止部材２８は頭部２を押さえることができる状態になっている。この状態でエアシリンダ２６によりさらに頭部２を押さえ込むと、完全に軸部３が受入孔１６内に入り込む。

図３（Ｃ）に示すように、軸部３が受入孔１６に挿入されてから係止部材７が後退すると、頭部２と相手方部材１５の上面との間に間隔Ｌが残ることがある。これは、軸部３のねじ山が受入孔１６の開口角部にひっかかったりすることによって発生する。この間隔Ｌは、載置部３３の厚さと、載置部３３と相手方部材１５の上面との所要の空隙によって形成される。したがって、このような間隔Ｌが残存していると、軸部４の挿入が不安定になるので、図３（Ｃ）の状態からさらに制止部材２８で押し込むことによって完全な挿入がなされる。このような動作がえられるのは、制止部材２８が供給ロッド５の進出方向に延びている長さが、係止部材７の載置部３３の長さよりも長く突出させてあるからである。すなわち、制止部材２８の方がＷだけ長くなっているからである。

間隔Ｌが残存するようないわゆる不完全挿入は、図４に示した実施例２において一層発生しやすくなる。同図（Ｂ）から明らかなように、受入孔１６が傾斜しているので開口角部に軸部３のねじ山がひっかかりやすいために、発生しやすくなっている。このような場合に、図１や図３に示すような構造を採用することによって、良好な挿入が可能となる。

供給ロッド５が図３（Ｃ）に示す位置に後退した時点で制止部材２８をさらに下降させる必要がある。そのための動作信号はエアシリンダ６に取り付けたセンサー３０によって発信される。すなわち、このセンサー３０は、保持凹部３４がボルト１から離隔した箇所に後退した時点で発信する位置に配置してある。また、センサー３９は前記センサー２９と同様なものである。

ボルト１を係止部材７に係止させるために、供給管９が採用されているが、これに換えて図１に示すように、ロボット装置１７を用いることができる。ロボット装置１７のチャック部１８に電磁石１４が取付けられ、このチャック部１８に頭部２が保持される。

なお、上記進退駆動手段や供給駆動手段あるいは制止駆動手段等を形成するエアシリンダ６，１９，２６に換えて、進退出力をする電動モータやラックピニオン機構を採用することもできる。

上述の動作を、制御装置またはシーケンス回路や、それからの動作信号で作動空気を送り出す空気切換弁や、エアシリンダの所定位置で信号を発して前記制御装置に送信するセンサー等の一般的に使用されている制御手段によって確保することができる。

以上に説明した実施例１の作用効果は、つぎのとおりである。

前記供給ロッド５が進退駆動手段であるエアシリンダ６によって進出し、その後、供給駆動手段であるエアシリンダ１９によって移動すると、ボルトの軸部３が受入孔１６に挿入される。この挿入時に軸部３が受入孔１６の開口部にひっかかったりすると、ボルト１は係止部材７に対して相対的に移動しようとする。つまり、軸部３が係止部材７から軸線方向にずれた状態すなわち浮上した状態になろうとする。とくに、受入孔１６が鉛直方向に対して傾斜しているときには、開口部へのひっかかりが多発しやすくなる。

このような異常状態に備えて、前記制止部材２８をボルト１の軸線方向に進出させておくことによって、ボルト１が係止部材７から浮上しようとしても制止部材２８で押さえられているので、ボルト１は制止部材２８によって受入孔に押し込まれた状態となる。この制止部材２８は、供給ロッド５と一体になって移動するので、係止部材７に係止されたボルト１との相対位置を正しく維持することができて、ボルト１の異常な移動を抑制することができる。

さらに、制止部材２８はボルト１の軸線方向に進退することができるので、供給管９等の供給手段によってボルト１を係止部材７に到達させるときに制止部材２８を後退させておき、供給管９が制止部材２８に干渉することのない円滑な動作がえられる。

前記係止部材７に頭部２を係止する係止凹部３４が供給ロッド５の進出方向に開放した状態で形成されている。

したがって、ボルト１の軸部３を係止凹部３４に挿入し頭部２を係止部材７で支持することができるので、ボルト１を確実に係止部材７に係止することができる。

前記制止部材２８は、供給ロッド５の進出方向で見て前記係止部材７よりも突出した長さ（突出長さＷ）に設定されている。

前記供給駆動手段であるエアシリンダ１９によってボルト１が受入孔１６に挿入された後に供給ロッド５が後退すると、係止部材７の厚さや係止部材７と受入孔１６が設けられた相手方部材１５の表面との空隙によって、ボルト１が受入孔１６から突き出た状態の間隔Ｌが形成される。このような状態になった場合に備えて、係止部材７がボルト１から離隔した時点でさらに制止部材２８を進出させることによって、突き出た状態のボルト１が受入孔１６内に押し込まれる。つまり、前記間隔Ｌが消滅した完全な挿入が達成され、所期の挿入が確実になされる。

前記制止部材２８は、係止部材７に支持部材２１を介して取付けられたエアシリンダ（制止駆動手段）２６によって進退するものである。

前記エアシリンダ２６が支持部材２１を介して係止部材７に取付けられているので、制止部材２８は係止部材７と一体になって進退し、係止部材７に係止されたボルト１の異常な動きを確実に抑制することができる。

前記支持部材２１は、係止部材７に取付けられているとともに供給ロッド５の進退方向に対してほぼ直交する方向に延びた支柱部材２２，２３やそれに結合された取付け板２４である。

このように支持部材２１が供給ロッド５の進退方向に対してほぼ直交する方向に延びているので、支持部材２１の形状設定によって空間部２５を形成することができる。このような空間部２５内に、供給管９が供給ロッド５の進退によって相対的に進入し、供給管９が制止部材２８に干渉することのなく円滑な動作がえられる。

図４は、実施例２を示す。

この実施例２は、供給の目的箇所である受入孔１６の軸線３６が鉛直線３７に対して傾斜している場合である。その傾斜角はθであり図４（Ｂ）に記載してある。このような傾斜角θに対応するために、供給ロッド５に係止されているボルト１を傾斜させて図示のように挿入する。

図４（Ａ）に示すように、回転出力軸線３８を有する駆動手段３９が静止部材８に固定され、この駆動手段３９によって供給ロッド５が前記回転出力軸線３８を中心にして揺動する。そのために、回転出力軸線３８は供給ロッド５の進退軸線Ｏ−Ｏと平行になっている。駆動手段３９は回転出力をする駆動装置であればよい。ここではステッピングモータを採用しており、その出力軸４０がエアシリンダ１９の横側面に結合してある。駆動手段３９の出力で供給ロッド５が揺動し、傾斜角θに達した位置で駆動手段３９の回転動作が停止する。これにより図４（Ｂ）のようになる。その後、受入孔１６にボルト１が挿入される動作は実施例１の場合と同じである。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の実施例１と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。

以上に説明した実施例２の作用効果は、つぎのとおりである。

前記供給ロッド５の進退軸線Ｏ−Ｏと平行になった回転出力軸線３８を有する駆動手段３９が配置され、この駆動手段３９によって供給ロッド５が前記回転出力軸線３８を中心にして揺動するように構成されている。

前記係止部材７に鉛直方向に垂下した状態で係止されている軸部３を、受入孔１６において傾斜した方向に差し込むようなことがある。上述のような構成によって、駆動手段３９の動作で供給ロッド５が揺動すると、軸部３も角度θの傾斜をして受入孔１６に対して円滑に挿入することができる。それ以外の作用効果は、先の実施例１と同じである。

上述のように、本発明によれば、供給ロッド全体が移動することによって軸状部品が目的箇所に供給される際に、係止部材に係止された軸状部品が軸線方向に移動することを抑制できる軸状部品の供給制御装置であるから、自動車の車体組立工程や、家庭電化製品の板金組立工程などの広い産業分野で利用できる。

供給制御装置全体の側面図である。 係止部材の斜視図や断面図等である。 制止部材の配置構造を示す正面図と側面図である。 供給ロッドを揺動させる場合の側面図と正面図である。

符号の説明

１ ボルト
２ 頭部
３ 軸部
５ 供給ロッド
６ エアシリンダ、進退駆動手段
７ 係止部材
９ 供給管
１５ 相手方部材
１６ 受入孔
１９ エアシリンダ、供給駆動手段
２１ 支持部材
２２ 支柱部材
２３ 支柱部材
２４ 取付け板
２５ 空間部
２６ エアシリンダ、制止駆動手段
２８ 制止部材
３４ 係止凹部
１００ 供給制御装置
Ｗ 突き出た長さ
Ｌ 間隔
Ｏ−Ｏ 進退軸線

Claims (5)

1. 進退駆動手段によって進退する供給ロッドをその進退方向にほぼ直交する方向に往復させる供給駆動手段によって支持し、前記供給ロッドの先端部に軸状部品を係止する係止部材が設けられ、前記供給駆動手段によって係止部材を移動させることによって軸状部品を目的箇所である受入孔に挿入するものであって、供給ロッドと一体になって移動するとともに係止されている前記軸状部品の軸線方向に進退して軸状部品の軸線方向の移動を抑制する制止部材が設けられていることを特徴とする軸状部品の供給制御装置。
2. 前記軸状部品はヘッド部材付きのものであり、前記係止部材にヘッド部材を係止する係止凹部が供給ロッドの進出方向に開放した状態で形成されている請求項１記載の軸状部品の供給制御装置。
3. 前記制止部材は、供給ロッドの進出方向で見て前記係止部材よりも突出した長さに設定されている請求項１または請求項２記載の軸状部品の供給制御装置。
4. 前記制止部材は、係止部材に支持部材を介して取付けられた制止駆動手段によって進退するものである請求項１〜請求項３のいずれかに記載の軸状部品の供給制御装置。
5. 前記支持部材は、係止部材に取付けられているとともに供給ロッドの進退方向に対してほぼ直交する方向に延びた部材である請求項４記載の軸状部品の供給制御装置。

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