JP2012131008A - 部品圧入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧入位置に部品を確実に移動させて圧入作業の効率を向上させることが可能な部品圧入装置を提供する。
【解決手段】回転板５２に対して複数の圧入用貫通孔が設けられる。各圧入用貫通孔は平行ピンＰＮおよびプレスラム４の先端部を鉛直方向Ｚに挿脱自在に形成されている。そして、部品供給位置に位置決めされた圧入用貫通孔に上方から平行ピンＰＮを挿入して当該圧入用貫通孔に収容した後、回転板５２を回転させることで圧入用貫通孔に収容された状態のまま平行ピンＰＮを圧入位置Ｐ１に移動し、位置決めしている。したがって、平行ピンＰＮを部品供給位置から圧入位置Ｐ１に移動させている途中で平行ピンＰＮが傾いたり、倒れるなどの問題を発生させることなく、平行ピンＰＮは圧入位置Ｐ１に確実に移動させられる。
【選択図】図１

Description

この発明は平行ピン等の部品を対象物に圧入する部品圧入装置に関するものである。

樹脂成形品や金属加工物などの対象物の表面に設けられた下穴に平行ピンや金具などの部品を圧入する部品圧入装置として、例えば特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載の装置は、埋込金具を自動的に供給するとともに圧入軸によって母材（対象物）の下穴に圧入するものである。この装置では、給材管により自動的に供給される埋込金具が送り金によって圧入軸の下方に移動させられた後、圧入軸が下降して埋込金具を押し下げて母材の下穴に圧入する。このとき、圧入軸の下降に伴ってレバーが連動して次に圧入する埋込金具を送り金側に供給する。さらに、こうして供給された埋込金具は圧入軸の上昇に伴って送り金により圧入軸の下方へ送り出される。

特開平５−８４６１７号公報（図４）

上記のように構成された従来装置では、埋込金具は給材管内を移動して送り金側に供給されるため、この部品供給位置に至るまで埋込金具は所定の姿勢を保ったまま供給される。しかしながら、この供給位置から圧入軸の下方、つまり送り金によって圧入位置に埋込金具を移動させる際、移動方向に余分なスペースができてしまう。このため、その移動中に埋込金具が倒れ易く、埋込金具が度々詰まり、圧入作業の中断を引き起こすことがあり、その結果、圧入作業の効率低下を招くという問題が発生する可能性があった。

この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、圧入位置に部品を確実に移動させて圧入作業の効率を向上させることが可能な部品圧入装置を提供することを目的とする。

この発明は、部品供給位置に供給された部品を圧入位置に移動させた後、圧入位置で圧入軸部材の先端部により部品を鉛直下方に押し下げて対象物に圧入する部品圧入装置であって、上記目的を達成するため、圧入位置で圧入軸部材を鉛直方向に昇降させる昇降機構と、部品および圧入軸部材の先端部を鉛直方向に挿脱自在とする複数の圧入用貫通孔が鉛直方向と平行な回転軸を中心に等角度間隔で、かつ回転軸から等距離に設けられ、回転軸を中心に回転自在に配置される回転部材と、回転部材の上方において圧入軸部材が昇降移動するタイミングで回転部材を等角度間隔だけ回転させて複数の圧入用貫通孔のうちの２つをそれぞれ部品供給位置および圧入位置に移動させる一方、上記タイミング以外においては２つの圧入用貫通孔をそれぞれ部品供給位置および圧入位置に位置決めする回転位置決め機構と、回転部材の回転により圧入用貫通孔が移動する円環経路のうち部品供給位置から圧入位置に達する直前位置にかけて回転部材の下面側に配置されて圧入用貫通孔の下方開口を塞いで部品を支持する部品支持部材とを備え、回転部材の上方から供給された部品は、部品供給位置に位置決めされた圧入用貫通孔に挿入され、回転部材が少なくとも１回以上等角度間隔で回転させられることで圧入位置に移動させられることを特徴としている。

このように構成された発明では、回転部材に対して複数の圧入用貫通孔が鉛直方向と平行な回転軸を中心に等角度間隔で、かつ回転軸から等距離に設けられている。また、各圧入用貫通孔は部品および圧入軸部材の先端部を鉛直方向に挿脱自在となっており、部品供給位置に位置決めされると、当該圧入用貫通孔に部品が挿入される。このとき、当該圧入用貫通孔の下方開口は部品支持部材で塞がれており、この部品支持部材により当該圧入用貫通孔からの部品の抜け落ちが防止される。これにより部品供給位置で部品は当該圧入用貫通孔内に確実に収容される。そして、圧入用貫通孔に部品を収容したまま回転部材が回転位置決め機構により回転させられ、これにより当該圧入用貫通孔が圧入位置に位置決めされる。したがって、部品供給位置から圧入位置に至るまでに部品が傾いたり、倒れる等の不都合を生じさせることなく、部品を圧入位置に移動させることができる。そして、この圧入位置に位置決めされた圧入用貫通孔内に収容されている部品が圧入軸部材の先端部により鉛直下方に押し下げられて対象物に圧入される。

ここで、回転部材を回転・位置決めするために、回転部材に圧入用貫通孔と同一個数の位置決め用貫通孔を設け、これらの位置決め用貫通孔に対して回転位置決め機構のカム軸を作用させることで回転部材に回転力を与えるように構成してもよい。例えば各位置決め用貫通孔に対し、上側開口部および下側開口部の一方に開口側から貫通孔内部に傾斜した傾斜面を設ける一方、回転部材の回転により位置決め用貫通孔が移動する円環経路上に設けられたカム昇降位置で、かつ回転部材の上方側および下方側のうち傾斜面が形成された側で、カム軸が圧入軸部材の昇降動作と連動して昇降するように構成してもよい。そして、上記タイミングで圧入軸部材の昇降移動に連動してカム軸の先端部をカム昇降位置に位置する位置決め用貫通孔の傾斜面に摺接させながら位置決め用貫通孔の貫通孔内部に向かってカム軸が移動することで回転部材が回転軸を中心に回転させられる。このように傾斜面に対するカム軸の摺接動作を利用することで回転部材を円滑に回転させることができ、移動中に振動が発生したり、圧入用貫通孔から部品が飛び出す等の不都合が発生するのを防止することができる。また、上記タイミング以外でカム軸が位置決め用貫通孔の貫通孔内部に入り込むことで回転部材が位置決めされるため、回転部材がむやみに動かず、圧入動作および部品供給動作を行っている間、圧入用貫通孔が圧入位置および部品供給位置からずれるのを防止することができ、優れた精度で圧入処理および圧入用貫通孔への部品挿入を行うことができる。

また、回転位置決め機構を構成するにあたって、回転部材に対し、その上方側に上側カム軸を配置するとともにその下方側に下側カム軸を配置し、圧入軸部材の昇降動作と連動して上側カム軸および下側カム軸を一体的に鉛直方向に移動させることで上側カム軸および下側カム軸のうちの一方を上記カム軸として作用させるとともに、他方を位置決め用貫通孔の貫通孔内部に入り込ませて回転部材を位置決めするように構成してもよい。また、このように一方のみを上記カム軸として機能させるだけでなく、各位置決め用貫通孔の上側開口部および下側開口部の両方に貫通孔内部に傾斜する傾斜面を設け、上側カム軸および下側カム軸のそれぞれを上記カム軸として機能させてもよい。これにより、カム軸により回転部材を等角度間隔だけ回転させる動作を、上側カム軸による動作と下側カム軸による動作とに分けることができ、回転部材の回転動作をさらに円滑なものとすることができる。

また、上側カム軸および下側カム軸のうち少なくとも一方が常にカム昇降位置に位置する位置決め用貫通孔に接するように構成してもよく、これにより、回転部材の振動や位置ずれを効果的に防止することができる。

また、回転部材を回転・位置決めするために、次のような構成を採用してもよい。すなわち、回転部材の上面に圧入用貫通孔と同一個数の上側位置決め孔を設けるとともに、回転部材の下面に圧入用貫通孔と同一個数の下側位置決め孔を設け、これらの位置決め孔のうちの一方の位置決め孔の開口部に位置決め孔内部に傾斜した傾斜面を形成し、回転位置決め機構により回転部材に回転力を与えるように構成してもよい。例えば、回転位置決め機構に、回転部材の上方側に配置された上側カム軸と、回転部材の下方側に配置された下側カム軸とを設け、タイミングで圧入軸部材の昇降動作と連動して上側カム軸および下側カム軸を一体的に鉛直方向に移動させることで上側カム軸および下側カム軸のうち一方の位置決め孔に対向する側のカム軸の先端部をカム昇降位置に位置する一方の位置決め孔の傾斜面に摺接させながら当該位置決め孔内部に向かって移動させることで回転部材を回転軸を中心に回転させるとともに、タイミング以外では、上側カム軸を上側位置決め孔の内部に入り込ませる、または下側カム軸を下側位置決め孔の内部に入り込ませて回転部材を位置決めするように構成してもよい。

また、他方の位置決め孔にも開口部に位置決め孔内部に傾斜した傾斜面を形成し、タイミングで圧入軸部材の昇降動作と連動して他方の位置決め孔に対向する側のカム軸の先端部をカム昇降位置に位置する他方の位置決め孔の傾斜面に摺接させながら当該位置決め孔内部に向かって移動させることで回転部材を回転軸を中心に回転させるように構成してもよい。

また、このように上側カム軸および下側カム軸をともに上記カム軸として機能させる場合、回転部材の回転方向において、上側カム軸が下側カム軸に対して下流側となるように構成するのが望ましい。

また、傾斜面については、回転部材の回転方向における開口部の下流側端部に形成するのが望ましい。

さらに、圧入軸部材の先端部に部品保持部材を設け、対象物への部品の圧入が完了するまで部品を圧入軸部材の先端面に保持するように構成してもよい。これにより圧入位置に移動させられた部品が部品保持部材に保持されて圧入処理を行う前に部品が圧入用貫通孔から抜け落ちるのを防止することができ、作用効率を高めることができる。例えば部品の少なくとも上端部が磁性材料で形成されている場合、部品保持部材として磁石を用いることができる。

以上のように、本発明によれば、回転部材に設けられた圧入用貫通孔に部品を挿入して当該圧入用貫通孔に収容した状態で圧入位置に移動させるように構成しているため、部品を傾かせたり、倒れさせることなく、圧入位置に確実に移動させることができ、圧入作業の効率を向上させることができる。

本発明にかかる部品圧入装置の第１実施形態を示す図である。 圧入位置および部品供給位置の近傍を斜め上方から見た部分斜視図である。 圧入位置および部品供給位置の近傍を斜め下方から見た部分斜視図である。 部品供給部の回転板を示す斜視図である。 プレスラムの下降時の回転位置決め機構の動作を示す部分断面図である。 プレスラムの上昇時の回転位置決め機構の動作を示す部分断面図である。 図１の圧入装置の動作を模式的に示す図である。 本発明にかかる部品圧入装置の第２実施形態を示す図である。

図１は本発明にかかる部品圧入装置の第１実施形態を示す図であり、同図（ａ）は部品圧入装置の全体斜視図であり、同図（ｂ）は部品圧入装置の正面図である。この部品圧入装置は基台１１を有しており、基台１１の上面に載置される金属プレートなどの対象物２１の表面に形成された下穴２２に、例えば磁性材料で形成された円筒形状の平行ピンＰＮをユーザーによる圧入レバー３１のマニュアル操作により圧入する装置である。この基台１１の後端部には円柱状の支柱１２が立設されている。そして、この支柱１２の上端部にハンドプレス１３の後端部が取り付けられるとともに、そのハンドプレス１３の前端部が基台１１の上面と平行に延設されている。つまり、本実施形態では、ハンドプレス１３は基台１１の上面から所定高さだけ離間した位置で片持ち状態で支柱１２に支持されている。

このハンドプレス１３の前端部には、圧入レバー３１が回動自在に取り付けられている。より詳しくは、ハンドプレス１３の長手方向と直交する水平方向（図１（ｂ）の左右方向）に延びる回転シャフト３２がハンドプレス１３の前端部に対して回転自在に軸支されている。そして、回転シャフト３２の右側端部に圧入レバー３１の基端部が固定されている。また、回転シャフト３２の中央部には、図示を省略するバネの付勢力が与えられており、このバネにより圧入レバー３１は跳ね上げられる方向に付勢されている。このため、ユーザーが圧入レバー３１の先端部を操作して圧入レバー３１を押し下げると、それに応じた回転方向で回転シャフト３２が回転する。一方、圧入レバー３１にかかる押下力が除去されると、バネの付勢力により回転シャフト３２が逆方向に回転するとともに圧入レバー３１が跳ね上げられて元の位置に戻る。なお、圧入レバー３１の回転範囲を規制するために、一対のストッパーが設けられており、それらの回転規制により、次に説明するプレスラム４の上昇端および下降端が規定される。

また、ハンドプレス１３の前端部には、鉛直方向Ｚに延設された支持部材３３が回転シャフト３２の近傍に配置されるとともに、図示を省略するラックアンドピニオン機構を介して回転シャフト３２と接続されて鉛直方向Ｚに昇降自在となっている。また、支持部材３３の先端部（下端部）に対してホルダ３４が取り付けられ、このホルダ３４に対して本発明の「圧入軸部材」に相当するプレスラム４が取り付けられている。このため、上記のようにして圧入レバー３１の操作に伴い回転シャフト３２が正逆回転すると、その回転運動をラックアンドピニオン機構が直線運動に変換し、支持部材３３、ホルダ３４およびプレスラム４を一体的に鉛直方向に昇降移動させる。こうしてプレスラム４が下降させられた際には、プレスラム４の先端部が圧入位置Ｐ１に搬送された平行ピンＰＮを鉛直下方に押し下げて対象物２１の下穴２２に圧入する。このとき、磁性材料で構成された平行ピンＰＮが圧入処理時に落下するのを防止するために、本実施形態では、プレスラム４の先端部に磁石４２（図３参照）を内蔵させている。

このように、本実施形態では、圧入レバー３１、回転シャフト３２、ラックアンドピニオン機構、支持部材３３およびホルダ３４により、所定の圧入位置Ｐ１でプレスラム４を昇降移動させる昇降機構３が構成されている。なお、この実施形態では、圧入レバー３１の操作（回転運動）をプレスラム４の昇降運動に変換するために、従来より周知のラックアンドピニオン機構を用いているが、上記運動変換を行うための運動変換機構についてはこれに限定されるものではなく、従来より多用されているものを用いてもよい。

基台１１とハンドプレス１３とに挟まれた空間には部品供給部５が設けられており、図示を省略する部品整列装置から部品供給管５１を介して部品供給位置Ｐ２に送給される平行ピンＰＮを受け取り、圧入位置Ｐ１に移動させて位置決めする。なお、本実施形態では、部品供給管５１の横断面形状は平行ピンＰＮの横断面形状と略同一となっており、部品供給管５１による平行ピンＰＮの送給時に平行ピンＰＮが部品供給管５１内で詰まるのを効果的に防止している。

次に、この部品供給部５の構成について、図１〜図４を参照しつつ説明する。図２は圧入位置および部品供給位置の近傍を斜め上方から見た部分斜視図であり、図３は圧入位置および部品供給位置の近傍を斜め下方から見た部分斜視図であり、図４は部品供給部の回転板を示す斜視図である。この部品供給部５は回転板５２を有しており、基台１１とハンドプレス１３とに挟まれた空間において、鉛直方向Ｚと平行な回転軸ＡＸを中心に回転自在に配置されている。すなわち、第１実施形態では、図１（ｂ）および図３に示すように、ハンドプレス１３の圧入レバー側の側面に支持プレート１５が取り付けられている。この鉛直支持プレート１５の下端部は部品供給部５の回転板５２の斜め上方位置まで延びている。そして、その鉛直支持プレート１５の下端部に対して水平支持プレート１６が取り付けられている。この水平支持プレート１６は回転板５２の直径とほぼ長さの長尺形状を有しており、その圧入レバー側端部が鉛直支持プレート１５に固定され、片持ち状態でプレスラム４と支柱１２との間に配置されている。また、水平支持プレート１６の反圧入レバー側端部に貫通孔（図示省略）を設けるとともに、その貫通孔にチューブホルダ５３が固定されている。このチューブホルダ５３の上端部は水平支持プレート１６の上面から鉛直上方に延びて部品供給管５１と接続されている。一方、チューブホルダ５３の下端部は貫通孔を貫いて部品供給位置Ｐ２に向かって延びている。チューブホルダ５３の上端部および下端部はいずれも中空形状を有しており、それらの横断面形状は平行ピンＰＮの横断面形状と略同一となっており、チューブホルダ５３内での平行ピンＰＮの詰まりを発生させることなく、部品供給管５１を介して送給されている平行ピンＰＮが部品供給位置Ｐ２に正確に供給される。

水平支持プレート１６の直下位置に回転板５２が配置され、さらに回転板５２の直下位置に部品支持プレート５４が配置されている。このように水平支持プレート１６、回転板５２および部品支持プレート５４が互いに近接しながら鉛直方向Ｚに積層配置されているが、水平支持プレート１６に対し、回転板５２はベアリング（図５および図６参照）により回転軸ＡＸを中心に回転自在となっているのに対し、部品支持プレート５４は固定されている。つまり、水平支持プレート１６と部品支持プレート５４とで上下方向から挟まれた状態で、回転板５２は回転自在となっている。

この回転板５２には、図４に示すように、回転軸ＡＸを中心として１２個の圧入用貫通孔Ｈが等角度間隔（この実施形態では、３０゜）で、かつ回転軸ＡＸから等距離に配置されている。これらの圧入用貫通孔Ｈの横断面形状は平行ピンＰＮの横断面形状と略同一である。また、プレスラム４の先端部についても、平行ピンＰＮの横断面形状と略同一の横断面形状を有するように構成している。このように、本実施形態では、各圧入用貫通孔Ｈは平行ピンＰＮおよびプレスラム４の先端部を鉛直方向Ｚに挿脱自在に形成されている。したがって、後述するように部品供給位置Ｐ２で平行ピンＰＮを円滑に圧入用貫通孔Ｈに挿入することができ、また圧入位置Ｐ１への搬送時に圧入用貫通孔Ｈ内で平行ピンＰＮが倒れたり、傾くのを防止することができ、さらに圧入位置Ｐ１ではプレスラム４の先端部を圧入用貫通孔Ｈに挿入し、平行ピンＰＮを圧入用貫通孔Ｈから鉛直下方に円滑に押し出すことが可能となっている。

また、本実施形態では、圧入位置Ｐ１と部品供給位置Ｐ２との位置関係が次の条件を満足するように構成している。つまり、回転軸ＡＸから圧入位置Ｐ１および部品供給位置Ｐ２までの距離はともに等しく、しかも回転軸ＡＸから圧入位置Ｐ１に至る仮想線と回転軸ＡＸから部品供給位置Ｐ２に至る仮想線とのなす角度が９０゜となっている。このため、圧入用貫通孔Ｈのひとつ、例えば図４中の貫通孔Ｈ１を圧入位置Ｐ１に位置決めすると、別の圧入用貫通孔Ｈ４が部品供給位置Ｐ２に位置決めされる。

回転板５２には、上記した圧入用貫通孔Ｈ以外に、位置決め用貫通孔ｈが圧入用貫通孔Ｈと同数個設けられている。これらの位置決め用貫通孔ｈは、次に説明する回転位置決め機構６により回転軸ＡＸを中心に等角度間隔（この実施形態では３０゜）で回転板５２を間欠的に回転させ、また上記したような一定の関係を有する２つの圧入用貫通孔Ｈをそれぞれ圧入位置Ｐ１および部品供給位置Ｐ２に位置決めするためのものである。以下、回転位置決め機構６の構成および動作について説明する。

図５はプレスラムの下降時の回転位置決め機構の動作を示す部分断面図であり、図６はプレスラムの上昇時の回転位置決め機構の動作を示す部分断面図である。この回転位置決め機構６は、カム支持プレート６１と、カム支持プレート６１に取り付けられた２本のカム軸６２、６３を有している。このカム支持プレート６１は、回転板５２と支柱１２との間で、プレスラム４の昇降動作に連動して鉛直方向Ｚに昇降するように構成されている。したがって、プレスラム４が昇降するのに連動して２本のカム軸６２、６３が一体的に昇降移動する。

これら２本のカム軸６２、６３はともに先端部を円錐形状に仕上げたピン構造を有しており、これらのカム軸６２、６３を交互に位置決め用貫通孔ｈに挿脱することで回転軸ＡＸを中心として図２〜図５において反時計方向θに回転板５２が回転可能となっている。すなわち、一方のカム軸６２は先端部を鉛直上方に向けた状態で連結プレート６４によりカム支持プレート６１の最下端位置に固定された下側カム軸であり、他方のカム軸６３は先端部を鉛直下方に向けた状態でカム軸６２よりも高い位置で連結プレート６５によりカム支持プレート６１に固定された上側カム軸であり、両カム軸６２、６３の先端部は図５および図６に示すように互いに離間しているが、その離間距離は回転板５２の厚みよりも短くなっている。さらに、図５および図６に示すように、回転板５２の回転方向θ（これらの図面中の反時計方向）において下側カム軸６２が上側カム軸６３に対して上流側に位置するように配置されている。これは次に説明するようにプレスラム４の昇降動作に連動して回転板５２を回転移動させることと大きく関係している。

本実施形態では、図４に示すように、位置決め用貫通孔ｈは圧入用貫通孔Ｈに対して回転軸ＡＸを中心に１５゜だけずらして設けられている。また、位置決め用貫通孔ｈの上方開口部のうち回転方向θの下流側に、上側カム軸６３の先端部を貫通孔ｈの中央部に案内して嵌入させる嵌入面ＳＵが設けられている。そして、上昇端からプレスラム４の下降を開始してからプレスラム４の先端部が回転板５２の上面に達するまでの間に、上側カム軸６３が位置決め用貫通孔ｈの上方開口部に入り込む（図５）。このとき、上側カム軸６３の円錐状先端部が嵌入面（傾斜面）ＳＵに摺接しながら下降するため、回転板５２に対して回転力を与えて回転軸ＡＸを中心に回転方向θに１５゜回転させる。これによって、１２個の圧入用貫通孔Ｈのうち２つの圧入用貫通孔Ｈをそれぞれ圧入位置Ｐ１および部品供給位置Ｐ２に位置決めする。例えば、図４中の位置決め用貫通孔ｈ１がカム昇降位置Ｐ３に位置している状態でプレスラム４の下降を開始すると、プレスラム４の先端部が回転板５２の上面に達する直前に圧入用貫通孔Ｈ１が圧入位置Ｐ１に移動するとともに圧入用貫通孔Ｈ４が部品供給位置Ｐ２に移動する。そして、さらなるプレスラム４の下降とともに、上側カム軸６３が貫通孔ｈの中央部に入り込み、貫通孔ｈの中央内壁面と上側カム軸６３の基端部（円柱部分）とが当接して回転板５２の回転が規制され、位置決めされる。このように回転板５２が位置決めされながらプレスラム４の先端部が圧入用貫通孔Ｈ１を貫通して圧入処理を行う。

また、位置決め用貫通孔ｈの下方開口部にも、上方開口部と同様に嵌入面（傾斜面）ＳＤが設けられて、プレスラム４の上昇に連動して下側カム軸６２が上昇するのに伴い回転板５２を回転方向θに１５゜回転させて圧入位置Ｐ１および部品供給位置Ｐ２に位置していた圧入用貫通孔Ｈを１５゜移動させて位置決めする。すなわち、位置決め用貫通孔ｈの下方開口部のうち回転方向θの下流側に、下側カム軸６２の先端部を貫通孔ｈの中央部に案内して嵌入させる嵌入面ＳＤが設けられている。そして、下降端からプレスラム４の上昇を開始し、プレスラム４の先端部が圧入用貫通孔Ｈから上方に抜け出た直後より、下側カム軸６２が、上側カム軸６３が入り込んだ位置決め用貫通孔ｈの次の位置決め用貫通孔ｈの下方開口部に入り込む（図６）。例えば上記したように上側カム軸６３が嵌入した先が貫通孔ｈ１であった場合、下側カム軸６２は次の貫通孔ｈ２に入り込む。そして、プレスラム４がさらに上昇するのに連動して下側カム軸６２の円錐状先端部が嵌入面ＳＤに摺接し、回転板５２に対して回転力を与えて回転軸ＡＸを中心に回転方向θに１５゜回転させる。これによって、圧入用貫通孔Ｈが圧入位置Ｐ１および部品供給位置Ｐ２から外れる。また、プレスラム４が上昇端まで上昇すると、下側カム軸６２が貫通孔ｈの中央部に入り込み、貫通孔ｈの中央内壁面と下側カム軸６２の基端部（円柱部分）とが当接して回転板５２の回転が規制され、位置決めされる。したがって、圧入作業を中断している間、回転板５２は静止状態に維持される。

このように回転位置決め機構６によって、圧入レバー３１を１回操作するごとに回転板５２は等角度間隔ピッチ（本実施形態では、３０゜ピッチ）で回転軸ＡＸを中心に回転して１２個の圧入用貫通孔Ｈうちの２つをそれぞれ圧入位置Ｐ１および部品供給位置Ｐ２に移動させて位置決めする。そして、部品供給位置Ｐ２に位置決めされた圧入用貫通孔Ｈに対して平行ピンＰＮが回転板５２の上方から送給されて当該圧入用貫通孔Ｈに挿入されるが、そのままでは圧入用貫通孔Ｈから平行ピンＰＮが抜け落ちてしまう。そこで、本実施形態では、回転板５２の直下位置に部品支持プレート５４を配置することで、部品供給位置Ｐ２から圧入位置Ｐ１に平行ピンＰＮを圧入用貫通孔Ｈに収容したまま部品供給位置Ｐ２から圧入位置Ｐ１に移動させている。すなわち、回転板５２の回転により圧入用貫通孔Ｈが移動する円環経路のうち部品供給位置Ｐ２から圧入位置Ｐ１に達する直前位置にかけて回転板５２の下面側に部品支持プレート５４を配置して圧入用貫通孔Ｈの下方開口を塞いでいる。なお、部品支持プレート５４の圧入位置Ｐ１には、図３に示すように、平行ピンＰＮおよびプレスラム４の先端部が挿通自在な大きさおよび形状を有する貫通孔が形成されるとともに、この貫通孔の周囲に複数の可撓性係止片５５の基端部が取り付けられ、各係止片５５の先端部で貫通孔を覆っている。このため、平行ピンＰＮが自重により圧入位置Ｐ１に位置決めされた圧入用貫通孔Ｈから自然落下するのを防止することが可能となっている。もちろん、プレスラム４により平行ピンＰＮが押し下げられると、その押下力により撓んで平行ピンＰＮおよびプレスラム４の先端部は容易に下降する。

次に、上記のように構成された圧入装置により平行ピンＰＮを対象物２１の下穴２２に圧入する動作を図３〜図７を参照しつつ説明する。

図７は図１の圧入装置の動作を模式的に示す図であり、圧入位置Ｐ１、部品供給位置Ｐ２およびカム昇降位置Ｐ３での動作を抜き出して図示している。ここでは、圧入処理をｎ回行った直後から（ｎ＋１）回目の圧入処理を行う際の動作について説明する。圧入処理をｎ回行った直後においては、図７（ａ）に示すように、プレスラム４は上昇端に位置しており、位置決め用貫通孔ｈ１が入り込んで圧入用貫通孔Ｈ１およびＨ４がそれぞれ圧入位置Ｐ１および部品供給位置Ｐ２から回転方向θの上流側に１５゜ずれて位置するように下側カム軸６２が回転板５２を位置決めしている。なお、圧入用貫通孔Ｈ１に対して既に平行ピンＰＮ１が収容されており、その収容状態で圧入用貫通孔Ｈ１は位置決めされている。また、部品供給位置Ｐ２では、部品供給管５１を介して送給されている平行ピンＰＮ４は回転板５２の上面で係止されている。

（ｎ＋１）回目の圧入処理を行うべく、ユーザーが圧入レバー３１を手前に下降させると、それに応じてプレスラム４が下降するが、その下降開始（上昇端）からプレスラム４の先端部が回転板５２に達するまでの間に、上側カム軸６３の先端部が位置決め用貫通孔ｈ１の嵌入面ＳＵを摺接しながら下降し、回転板５２が回転方向θに回転する（図５、図７（ｂ））。これにより圧入用貫通孔Ｈ１に収容された平行ピンＰＮ１が圧入位置Ｐ１に移動するとともに、空の圧入用貫通孔Ｈ４が部品供給位置Ｐ２に移動する。なお、圧入用貫通孔Ｈ１と圧入用貫通孔Ｈ４との間に位置する圧入用貫通孔Ｈ２、Ｈ３には既に（ｎ−１）回目およびｎ回目の圧入処理時にそれぞれ平行ピンＰＮ２、ＰＮ３が挿入されている。

そして、プレスラム４のさらなる下降とともに、上側カム軸６３が貫通孔ｈの中央部に入り込むと、貫通孔ｈ１の中央内壁面と上側カム軸６３の基端部（円柱部分）とが当接して回転板５２の回転が停止され、圧入用貫通孔Ｈ１が圧入位置Ｐ１に位置する。そして、その位置決め状態のままプレスラム４の先端部が圧入用貫通孔Ｈ１に入り込み、その先端部に内蔵された磁石４２で発生する磁力によって平行ピンＰＮ１が先端部に保持される。これにより圧入用貫通孔Ｈ１が圧入位置Ｐ１に位置した時点で平行ピンＰＮ１が自由落下するのが確実に防止される。そして、磁石４２で平行ピンＰＮ１を保持した状態のままプレスラム４の先端部が平行ピンＰＮ１を貫通孔Ｈ１から押し下げ、対象物２１の下穴２２に圧入する（図７（ｃ））。また、こうして平行ピンＰＮ１の圧入処理を行っている間、部品供給位置Ｐ２に位置決めされた圧入用貫通孔Ｈ４に平行ピンＰＮ４が落下して収容される。

こうして平行ピンＰＮ１の圧入処理が完了し、ユーザーが圧入レバー３１を元の位置に上昇させる（あるいはユーザーが圧入レバー３１から手を離してバネの付勢力で元に戻す）と、プレスラム４の上昇が下降端から開始され、プレスラム４の先端部が圧入用貫通孔Ｈ１から上方に抜け出た直後より、図６および図７（ｄ）に示すように、下側カム軸６２が位置決め用貫通孔ｈ２の嵌入面ＳＤに摺接回転軸ＡＸを中心に回転方向θにして回転板５２を１５゜回転させる。これによって、平行ピンＰＮ２〜ＰＮ４がそれぞれ圧入用貫通孔Ｈ２〜Ｈ４内に収容されたまま圧入位置Ｐ１に向けて移動させられる。なお、次の平行ピンＰＮ５が部品供給位置Ｐ２に送給され、回転板５２の上面で係止されている。

そして、プレスラム４の上昇端への上昇により、下側カム軸６２が貫通孔ｈ２の中央部に入り込み、貫通孔ｈ２の中央内壁面と下側カム軸６２の基端部（円柱部分）とが当接して回転板５２の回転が規制され、位置決めされる（同図（ｅ））。このような一連の動作が、圧入レバー３１が操作されるごとに繰り返して行われる。

以上のように、本実施形態によれば、回転板５２に対して複数の圧入用貫通孔Ｈを設け、部品供給位置Ｐ２に位置決めされた圧入用貫通孔Ｈに上方から平行ピンＰＮを挿入して当該圧入用貫通孔Ｈに収容した後、回転板５２を回転させることで圧入用貫通孔Ｈに収容された状態のまま平行ピンＰＮを圧入位置Ｐ１に移動し、位置決めしている。したがって、平行ピンＰＮを部品供給位置Ｐ２から圧入位置Ｐ１に移動させている途中で平行ピンＰＮを傾けたり、倒したりすることなく、圧入位置Ｐ１に確実に移動させることができる。その結果、圧入作業の効率を向上させることができる。

また、回転板５２を回転・位置決めするために、回転板５２に圧入用貫通孔Ｈと同一個数の位置決め用貫通孔ｈを設け、これらの位置決め用貫通孔ｈに対して２つのカム軸６２、６３を作用させている。つまり、カム軸６２、６３をそれぞれ嵌入面（傾斜面）ＳＤ、ＳＵに摺接させて回転板５２を回転させているため、簡素な構成で回転板５２を円滑に回転させることができる。

また、連続して圧入作業を行うためには、圧入処理を行う毎に回転板５２を等角度間隔（本実施形態では３０゜ピッチ）で回転させる必要があるが、本実施形態では回転動作を２回に分けて実行している。すなわち、上側カム軸６３により１５゜だけ回転板５２を回転させて２つの圧入用貫通孔Ｈをそれぞれ圧入位置Ｐ１および部品供給位置Ｐ２に移動させている。また、圧入が完了した後、下側カム軸６２により１５゜だけ回転板５２を回転させて上記圧入用貫通孔Ｈをそれぞれ圧入位置Ｐ１および部品供給位置Ｐ２をずらして次の圧入処理に備えている。このように１回の圧入処理で３０゜だけ回転板５２を回転させる必要があるが、それを２回に分けて実行しているため、回転板５２を円滑に回転させることができ、移動中に振動が発生したり、回転板５２の圧入用貫通孔Ｈから平行ピンＰＮが飛び出す等の不都合が発生するのを防止することができる。

また、上記のように、図７（ｂ）、（ｄ）に示すタイミング、つまり回転板５２の上方においてプレスラム４が昇降移動するタイミングで回転板５２を回転させる一方、それ以外のタイミングでは上側カム軸６３または下側カム軸６２が位置決め用貫通孔ｈの貫通孔内部に入り込んで回転板５２を位置決めして圧入用貫通孔Ｈが所定位置からずれるのを防止している。特に、プレスラム４の先端部で平行ピンＰＮを押し下げて圧入動作を行っている間（図７（ｃ））、上側カム軸６３が位置決め用貫通孔ｈの貫通孔内部に入り込んで回転板５２の回転を防止している。その結果、優れた精度で圧入動作を行うことができる。また、部品供給位置Ｐ２で行われる平行ピンＰＮの挿入動作についても全く同様である。

また、上記実施形態によれば、上側カム軸６３および下側カム軸６２のうち少なくとも一方が常にカム昇降位置Ｐ３に位置する位置決め用貫通孔ｈに接するため、回転板５２の振動や位置ずれを効果的に防止することができる。

さらに、プレスラム４の先端部に磁石４２を内蔵させているため、圧入位置Ｐ１に移動させられた平行ピンＰＮは磁石４２から発生する磁力によりプレスラム４の先端部に引き付けられて圧入処理を行う前に平行ピンＰＮが圧入用貫通孔Ｈから抜け落ちるのを防止することができ、作用効率を高めることができる。

このように本実施形態では、平行ピンＰＮが本発明の「部品」に相当し、その平行ピンＰＮを押し下げるプレスラム４が本発明の「圧入軸部材」に相当している。また、回転板５２が本発明の「回転部材」に相当し、その回転板５２の下方に固定配置される部品支持プレート５４が本発明の「部品支持部材」に相当する。また、嵌入面ＳＵ、ＳＤが本発明の「傾斜面」に相当している。さらに、磁石４２が本発明の「部品保持部材」として機能している。

図８は本発明にかかる部品圧入装置の第２実施形態を示す図である。この第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、対象物２１の位置決めとプレスラム４の昇降と自動化した点であり、その他の基本構成は第１実施形態と同一である。以下、相違点を中心に説明し、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。

この第２実施形態にかかる部品圧入装置では、昇降機構３の代わりに、空気シリンダーや電動リニアアクチュエータなどの駆動源によりプレスラム４を鉛直方向Ｚに昇降させる駆動機構３５および当該駆動機構３５を駆動制御する駆動機構制御部３６が設けられている。このため、装置全体を制御する主制御部７からの動作指令に応じて駆動機構制御部３６が駆動機構３５を駆動してプレスラム４を昇降させ、この昇降動作に連動して回転位置決め機構６の両カム軸６２、６３を一体的に昇降させる。

また、基台１１上には、従来より周知のＸＹテーブル８１が設けられており、当該ＸＹテーブル８１上に対象物２１を載置固定することが可能となっている。また、ＸＹテーブル８１には、テーブル駆動制御部８２が接続されている。このため、オペレーターが圧入処理手順をプログラムし、その圧入処理プログラムを主制御部７のメモリ（図示省略）に登録しておくことで、主制御部７は圧入処理プログラムにしたがってテーブル駆動制御部８２に移動指令を与えて対象物２１を位置決めした後、駆動機構制御部３６に昇降指令を与えてプレスラム４を昇降させて圧入処理を実行する。このような一連の処理を自動化することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、上側カム軸６３および下側カム軸６２の両方が本発明の「カム軸」として機能させているが、一方のみを本発明の「カム軸」として機能させてもよい。例えば、嵌入面ＳＵのみ形成した場合には、上側カム軸６３のみが本発明の「カム軸」として機能し、下側カム軸６２は位置決め用としてのみ機能する。この場合、上側カム軸６３が嵌入面ＳＵに摺接しながら下降することで回転板５２を３０゜回転させる必要がある。なお、逆の場合も同様である。

また、上記実施形態では、圧入用貫通孔Ｈと同数の位置決め用貫通孔ｈを回転板５２に設け、各貫通孔ｈに対して上側カム軸６３および下側カム軸６３がともに作用するように構成しているが、上側カム軸６３が作用する位置決め孔と、下側カム軸６２が作用する位置決め孔とをそれぞれ個別に設けてもよい。すなわち、回転板５２の上面に圧入用貫通孔Ｈと同一個数の上側位置決め孔を設けるとともに、回転板５２の下面に圧入用貫通孔Ｈと同一個数の下側位置決め孔を設けてもよい。そして、各位置決め孔の開口部に位置決め孔内部に傾斜した傾斜面（上記実施形態の嵌入面ＳＵ、ＳＤに相当）を形成し、上側位置決め孔への上側カム軸６３の下降により回転板５２の回転および位置決めを行う一方、下側位置決め孔への下側カム軸６３の上昇により回転板５２の回転および位置決めを行ってもよい。また、このように両カム軸６２、６３を本発明の「カム軸」として機能させる代わりに、上記変形態様と同様に、一方のみを本発明の「カム軸」として機能させてもよい。なお、このように構成される実施形態では、位置決め孔は貫通孔であっても、有底孔であってもよい。

また、上記実施形態では、圧入位置Ｐ１での平行ピンＰＮの自然落下を防止するために、磁石４２と可撓性係止片５５とを併存させているが、いずれか一方のみを採用してもよい。また、磁石４２の代わりに、プレスラム４の先端部に吸着口を設け、圧入動作に連動して吸着口に吸引力を作用させて平行ピンＰＮを一時的に保持するように構成してもよい。この吸着方式は、特に平行ピンＰＮが非磁性材料で形成されて磁石４２による保持が難しい場合に効果的である。

さらに、上記実施形態では、回転板５２に１２個の圧入用貫通孔Ｈを設けているが、圧入用貫通孔Ｈの個数はこれに限定されるものではなく、平行ピンＰＮなどの部品のサイズなどの圧入条件に応じて適宜設定することができる。この点に関しては、位置決め用貫通孔ｈについても同様である。

３…昇降機構
４…プレスラム（圧入軸部材）
６…回転位置決め機構
２１…対象物
３１…圧入レバー（昇降機構）
３２…回転シャフト（昇降機構）
３３…支持部材（昇降機構）
３４…ホルダ（昇降機構）
３５…駆動機構（昇降機構）
３６…駆動機構制御部（昇降機構）
４２…磁石（部品保持部材）
５２…回転板（回転部材）
６２…下側カム軸
６３…上側カム軸
ＡＸ…回転軸
Ｈ、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４…圧入用貫通孔
Ｐ１…圧入位置
Ｐ２…部品供給位置
Ｐ３…カム昇降位置
ＰＮ、ＰＮ１〜ＰＮ４…平行ピン
ＰＮ５…平行ピン
ＳＤ、ＳＵ…嵌入面（傾斜面）
Ｚ…鉛直方向
ｈ、ｈ１〜ｈ４…位置決め用貫通孔
θ…回転方向

Claims (11)

1. 部品供給位置に供給された部品を圧入位置に移動させた後、前記圧入位置で圧入軸部材の先端部により前記部品を鉛直下方に押し下げて対象物に圧入する部品圧入装置であって、
   前記圧入位置で前記圧入軸部材を鉛直方向に昇降させる昇降機構と、
   前記部品および前記圧入軸部材の先端部を鉛直方向に挿脱自在とする複数の圧入用貫通孔が鉛直方向と平行な回転軸を中心に等角度間隔で、かつ回転軸から等距離に設けられ、前記回転軸を中心に回転自在に配置される回転部材と、
   前記回転部材の上方において前記圧入軸部材が昇降移動するタイミングで前記回転部材を前記等角度間隔だけ回転させて前記複数の圧入用貫通孔のうちの２つをそれぞれ前記部品供給位置および前記圧入位置に移動させる一方、前記タイミング以外においては前記２つの圧入用貫通孔をそれぞれ前記部品供給位置および前記圧入位置に位置決めする回転位置決め機構と、
   前記回転部材の回転により前記圧入用貫通孔が移動する円環経路のうち前記部品供給位置から前記圧入位置に達する直前位置にかけて前記回転部材の下面側に配置されて前記圧入用貫通孔の下方開口を塞いで前記部品を支持する部品支持部材とを備え、
   前記回転部材の上方から供給された部品は、前記部品供給位置に位置決めされた圧入用貫通孔に挿入され、前記回転部材が少なくとも１回以上前記等角度間隔で回転させられることで前記圧入位置に移動させられることを特徴とする部品圧入装置。
2. 前記回転部材は前記圧入用貫通孔と同一個数の位置決め用貫通孔を有し、
   各位置決め用貫通孔は上側開口部および下側開口部の一方に開口側から貫通孔内部に傾斜した傾斜面を有し、
   前記回転位置決め機構は、前記回転部材の回転により前記位置決め用貫通孔が移動する円環経路上に設けられたカム昇降位置で、かつ前記回転部材の上方側および下方側のうち前記傾斜面が形成された側で、前記圧入軸部材の昇降動作と連動して昇降するカム軸を有し、前記タイミングで前記圧入軸部材の昇降移動に連動して前記カム軸の先端部を前記カム昇降位置に位置する位置決め用貫通孔の前記傾斜面に摺接させながら前記位置決め用貫通孔の貫通孔内部に向かって移動させることで前記回転部材を前記回転軸を中心に回転させるとともに、前記タイミング以外で前記カム軸を前記位置決め用貫通孔の貫通孔内部に入り込んで前記回転部材を位置決めする請求項１に記載の部品圧入装置。
3. 前記回転位置決め機構は、
   前記回転部材の上方側に配置された上側カム軸と、
   前記回転部材の下方側に配置された下側カム軸とを有し、
   前記圧入軸部材の昇降動作と連動して前記上側カム軸および下側カム軸を一体的に鉛直方向に移動させることで前記上側カム軸および前記下側カム軸のうち一方を前記カム軸として作用させるとともに、他方を前記位置決め用貫通孔の貫通孔内部に入り込ませて前記回転部材を位置決めする請求項２に記載の部品圧入装置。
4. 各位置決め用貫通孔は上側開口部および下側開口部の両方に貫通孔内部に傾斜した傾斜面を有し、
   前記回転位置決め機構は、前記タイミングで前記圧入軸部材の昇降移動に連動して前記他方のカム軸の先端部を前記カム昇降位置に位置する位置決め用貫通孔の前記傾斜面に摺接させながら前記位置決め用貫通孔の貫通孔内部に向かって移動させることで前記回転軸を中心に前記回転部材を回転させる請求項３に記載の部品圧入装置。
5. 前記上側カム軸および下側カム軸のうち少なくとも一方が常に前記カム昇降位置に位置する位置決め用貫通孔に接する請求項３または４に記載の部品圧入装置。
6. 前記回転部材は、上面に前記圧入用貫通孔と同一個数の上側位置決め孔を有するとともに、下面に前記圧入用貫通孔と同一個数の下側位置決め孔を有し、
   前記上側位置決め孔および前記下側位置決め孔のうちの一方の位置決め孔は開口部に位置決め孔内部に傾斜した傾斜面を有し、
   前記回転位置決め機構は、
   前記回転部材の上方側に配置された上側カム軸と、
   前記回転部材の下方側に配置された下側カム軸とを有し、
   前記タイミングで前記圧入軸部材の昇降動作と連動して前記上側カム軸および下側カム軸を一体的に鉛直方向に移動させることで前記上側カム軸および前記下側カム軸のうち前記一方の位置決め孔に対向する側のカム軸の先端部を前記カム昇降位置に位置する前記一方の位置決め孔の前記傾斜面に摺接させながら当該位置決め孔内部に向かって移動させることで前記回転軸を中心に前記回転部材を回転させるとともに、前記タイミング以外では、前記上側カム軸を前記上側位置決め孔の内部に入り込ませる、または前記下側カム軸を前記下側位置決め孔の内部に入り込ませて前記回転部材を位置決めする請求項１に記載の部品圧入装置。
7. 他方の位置決め孔は開口部に位置決め孔内部に傾斜した傾斜面を有し、
   前記回転位置決め機構は、前記タイミングで前記圧入軸部材の昇降動作と連動して前記他方の位置決め孔に対向する側のカム軸の先端部を前記カム昇降位置に位置する前記他方の位置決め孔の前記傾斜面に摺接させながら当該位置決め孔内部に向かって移動させることで前記回転部材を前記回転軸を中心に回転させる請求項６に記載の部品圧入装置。
8. 前記回転部材の回転方向において、前記上側カム軸は前記下側カム軸に対して下流側に配置される請求項４または７に記載の部品圧入装置。
9. 前記傾斜面は前記回転部材の回転方向における前記開口部の下流側端部に形成される請求項２ないし８のいずれか一項に記載の部品圧入装置。
10. 前記圧入軸部材の先端部に設けられて前記部品を前記圧入軸部材の先端面で保持する部品保持部材をさらに備える請求項１ないし９のいずれか一項に記載の部品圧入装置。
11. 磁性材料で形成された前記部品を前記対象物に圧入する請求項１０に記載の部品圧入装置であって、
    前記部品保持部材は磁石である部品圧入装置。

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