JP2739308B2 - 部品挿入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は部品挿入装置に関す
る。特に、エンジンバルブや各種ステムのように挿入部
分が直棒状をした部品を部品挿入孔に挿入するための装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】クリアランスの小さな部品挿入孔に挿入
部品を挿入する場合、挿入部品の挿入を容易にするため
には、挿入部品の挿入側の端部又は部品挿入孔の縁にテ
ーパー状の面取りを施すのが一般的である。

【０００３】しかしながら、挿入部品の種類にあって
は、挿入部品や部品挿入孔に非常に小さな面取りしか施
していない場合や施すことができない場合などがあり、
そのような場合には、挿入部品を部品挿入孔に自動挿入
することが困難であった。

【０００４】例えば、エンジンの組立工程においては、
垂直姿勢に保持されたエンジンバルブを垂直方向より負
荷を加えてシリンダーヘッドの部品挿入孔へ直接挿入し
ていたが、エンジンバルブの先端に設けてある面取り及
び部品挿入孔に設けてある面取りが少ないため、挿入不
良を起こすことが多かった。このため、補正変位センサ
を用いた部品挿入装置を用いてエンジンバルブを挿入し
ていたが、かかる部品挿入装置は高価であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠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、面取りの少ない部品や部品挿入孔であっても、
簡単な構成によって確実に挿入することができる部品挿
入装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の部品挿
入装置は、挿入部分が直棒状をした部品を部品挿入孔に
挿入するための部品挿入装置であって、部品挿入方向に
対して傾いた状態で部品挿入孔の上に立てられた前記部
品を、部品挿入孔よりも上方において前記部品挿入方向
に対する略側方向から支持する支持部材と、前記支持部
材を前記部品挿入方向に対する略側方向へ移動させるこ
とによって、前記部品を部品挿入方向と平行に立てるた
めの支持部材移動装置と、部品挿入孔の上に部品挿入方
向と平行に立てられた前記部品を部品挿入孔へ押し込む
ための押込み装置と、を備えたことを特徴としている。

【０００７】請求項２に記載の実施態様は、請求項１に
記載の部品挿入装置において、部品挿入孔の上に傾いた
状態で立てられた前記部品を部品挿入孔の縁に接触させ
るように押すための押さえ具を備えたことを特徴として
いる。

【０００８】請求項３に記載の実施態様は、請求項１記
載の部品挿入装置において、前記支持部材は、前記部品
を部品挿入孔へ部品挿入方向と平行に挿入させるための
ガイド部を有していることを特徴としている。

【０００９】

【作用】請求項１の部品挿入装置にあっては、傾けて部
品挿入孔の上に供給された部品を略側方向から支持部材
によって支持する。ここで、側方向とは部品挿入方向と
非平行な方向をいう。ついで、支持部材移動装置で支持
部材を移動させることによって部品を部品挿入方向と平
行に立てる。部品が傾いた状態では、部品の先端の一部
が部品挿入孔内に部分的にはまり込んでいるので、部品
の先端が部品挿入孔に位置決めされている。部品を徐々
に立てると、部品の先端が部品挿入孔に位置決めされた
状態で立てられてゆき、部品の先端が部品挿入孔に一致
した状態で立てられる。従って、この部品を押込み装置
により押込むことにより、部品挿入孔へ確実に挿入する
ことができる。

【００１０】請求項２に記載の実施態様では、押さえ具
により部品挿入孔の上に傾けて立てた部品を部品挿入孔
の縁に接触させるように押しているので、部品を立てる
際に部品が部品挿入孔から外れるのを防止し、部品の挿
入を確実にできる。

【００１１】請求項３に記載の実施態様では、部品を部
品挿入方向と平行に挿入するためのガイド部を支持部材
に設けているので、部品を部品挿入孔に挿入するときに
部品が傾かないようにガイドすることができ、部品の挿
入を確実にできる。

【００１２】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）図１は本発明の一実施形態による部
品挿入装置を示す概略側面図である。この部品挿入装置
１を図１に従って説明する。装置フレーム等の固定部材
には、エアアクチュエータ又はモータ駆動のＮＣ（数値
制御型）スライダーからなる水平スライダー２（支持部
材移動装置）が固設されており、水平スライダー２の可
動部３先端には受けブロック４（支持部材）が取り付け
られている。水平スライダー２を駆動すると、可動部３
先端に取り付けられている受けブロック４は水平方向に
移動させられる。

【００１３】受けブロック４は、立てた挿入部品を側面
から支えて支持するための部材であって、図３に示すよ
うに、受けブロック４の前面には上下方向にわたってＶ
溝状をしたガイド部５が凹設されている。しかして、挿
入部品を側面からガイド部で支持することにより、図２
（ａ）に示すように、挿入部品の軸心をＶ溝状をしたガ
イド部５の中心面と一致させた状態で挿入部品を位置決
めすることができる。

【００１４】さらに、受けブロック４の上面にはエアア
クチュエータからなる押込み装置６が固定されており、
押込み装置６の下面から突出する圧入ロッド７はガイド
部５と平行に突出するようになっている。押込み装置６
は、ガイド部５に位置決めされた挿入部品の軸心と圧入
ロッド７の軸心とがほぼ一致するように、受けブロック
４上面に固定されている。

【００１５】８は部品挿入孔を備えたワークを載置する
ための水平なテーブルであって、ワークを所定位置に位
置決め状態で載置するための位置決め手段（図示せず）
を備えている。

【００１６】受けブロック４の前方には部品移載装置９
が配設されている。部品移載装置９は、部品を掴むため
の図２（ｂ）に示すような一対の把持用爪１１と、把持
用爪１１を駆動するための機構部分を内蔵したチャック
本体１０と、チャック本体１０を支持すると共に軸部２
６を中心として回動させる回転機構ユニット２５とを備
えている。しかして、チャック本体１０及び把持用爪１
１は、回転機構ユニット２５を駆動することにより、部
品を鉛直に保持する真っ直ぐな姿勢と、保持した部品の
上端部が受けブロック４側へ前倒しとなる姿勢との間で
回動させられる。

【００１７】また、部品移載装置９は、部品供給位置と
テーブル８上面との間で例えばレール１２に沿ってチャ
ック本体１０を移動させるための水平移動装置１３と、
回転機構ユニット２５を昇降させるための昇降装置１４
とを備えている。なお、部品移載装置９のチャック本体
１０を水平方向及び上下方向に移動させる手段の具体的
構成は、特に限定されるものではないが、できるだけ簡
略な機構が好ましい。

【００１８】つぎに、エンジンバルブ２１（挿入部品）
のステム部２２をシリンダーヘッド２３のバルブ挿入孔
２４（部品挿入孔）へ挿入する場合を例にとって上記部
品挿入装置１の動作を図４Ａ〜図４Ｅに従って説明す
る。なお、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、バルブ挿
入孔２４の開口端を通過する水平面で断面したステム部
２２の断面形状の変化を示す。

【００１９】まず、予めテーブル８の上面には、シリン
ダーヘッド２３が載置され、位置決めされている。従っ
て、シリンダーヘッド２３のバルブ挿入孔２４も所定位
置に位置決めされている。

【００２０】図１に示すように、チャック本体１０は、
部品供給位置では回転機構ユニット２５によって真っ直
ぐな姿勢に保たれており、パーツフィーダ２７に垂直に
立てられたエンジンバルブ２１を把持用爪１１で掴んだ
後、水平移動装置１３によりテーブル８上のシリンダー
ヘッド２３の上方へ移動させられ、そこで停止する。テ
ーブル８の上方へ移動したチャック本体１０は、回転機
構ユニット２５により回動させられて保持しているエン
ジンバルブ２１を前傾させる。ついで、バルブ挿入孔２
４の上方で停止したチャック本体１０は、図４Ａに示す
ように、ステム部２２の下端部がバルブ挿入孔２４の開
口端よりもわずかに低い位置まで下がるように、昇降装
置１４により下降する。このときにバルブ挿入孔２４の
開口端におけるステム部２２の断面形状は図６（ａ）の
ようになっている。この状態では、ステム部２２は、上
端部が受けブロック４側へ倒れるように傾いた状態で把
持用爪１１によって把持されており、図６（ａ）に示さ
れているように、ステム部２２の下端部は、その一部だ
けがわずかにバルブ挿入孔２４へ挿入されているので、
ステム部２２に多少の位置ずれがあってもステム部２２
の下端部の一部はバルブ挿入孔２４内へわずかに、しか
し確実に挿入される。

【００２１】ついで、水平スライダー２が駆動されて受
けブロック４がエンジンバルブ２１側へ移動し、受けブ
ロック４がエンジンバルブ２１の外周に接触する。この
後、チャック本体１０は把持用爪１１を開いてエンジン
バルブ２１を解放する。把持用爪１１がエンジンバルブ
２１を解放すると、ステム部２２の下端部はバルブ挿入
孔２４の縁に支持されて図６（ｂ）の断面に示すように
バルブ挿入孔２４内に一部挿入される。しかして、図４
Ｂに示すように、エンジンバルブ２１は上端部を受けブ
ロック４のガイド部５内にもたせ掛けるようにして斜め
に支持され、そのためステム部２２下端がバルブ挿入孔
２４内に少し挿入された状態でバルブ挿入孔２４の上に
載置される。チャック本体１０はエンジンバルブ２１を
解放すると、一旦エンジンバルブ２１から離れて後退す
る。

【００２２】なお、エンジンバルブ２１は上端部を受け
ブロック４側へ傾けた状態で把持用爪１１によって保持
されているので、受けブロック４をエンジンバルブ２１
側へ移動させた時に、受けブロック４がエンジンバルブ
２１に接触していない場合でも、把持用爪１１がエンジ
ンバルブ２１を解放すると、エンジンバルブ２１は受け
ブロック４側へ倒れて確実に受けブロック４により支持
される。また、把持用爪１１に掴まれたエンジンバルブ
２１が受けブロック４の幅方向に位置ずれしていても、
把持用爪１１がエンジンバルブ２１を解放すると、エン
ジンバルブ２１はＶ溝状をしたガイド部５によってガイ
ド部５の中心に位置決めされる。

【００２３】ついで、チャック本体１０はエンジンバル
ブ２１から一旦離れた後、例えば把持用爪１１を閉じ、
図４Ｃに示すように、再び前進して把持用爪１１の一部
でエンジンバルブ２１のステム部２２を受けブロック４
側へ押す。この結果、把持用爪１１によって押されたス
テム部２２は、図５に示すように受けブロック４側の外
周面がバルブ挿入孔２４の縁Ｐに突き当てられ、図６
（ｂ）の状態から図６（ｃ）に示すようにバルブ挿入孔
２４の縁で３点支持された状態となってバルブ挿入孔２
４内に深く嵌まり込む。この後、チャック本体１０はエ
ンジンバルブ２１から離れる。

【００２４】ついで、図４Ｄに示すように、水平スライ
ダー２を駆動し、受けブロック４をさらに前進させてエ
ンジンバルブ２１を垂直状態に立てると、受けブロック
４に立て掛けるようにしてバルブ挿入孔２４の上に位置
決めされているエンジンバルブ２１は、ステム部２２下
端がバルブ挿入孔２４に挿入された状態で垂直に立てら
れ、図６（ｄ）に示すようにステム部２２の下端面全体
がバルブ挿入孔２４内にわずかに嵌まり込む。

【００２５】この後、受けブロック４の上面の押込み装
置６を駆動して圧入ロッド７を突出させると、図４Ｅに
示すように、圧入ロッド７の先端がエンジンバルブ２１
の上面に当接してエンジンバルブ２１をバルブ挿入孔２
４に挿入する。このときエンジンバルブ２１は受けブロ
ック４のガイド部５によってガイドしながらバルブ挿入
孔２４に挿入されるので、傾いたりすることなくスムー
ズにバルブ挿入孔２４内に挿入される。

【００２６】（第２の実施形態）図７Ａ〜図７Ｄは本発
明の別な実施形態による部品挿入装置１５の動作を説明
するための概略図である。第１の実施形態では、バルブ
挿入孔２４の上に傾けて立てられたエンジンバルブ２１
をバルブ挿入孔２４の縁に押し付ける押さえ具を、把持
用爪１１ないし部品移載装置９が兼ねていたが、この実
施形態では、当該押さえ具として専用のプッシャー１６
を設けている。このプッシャー１６は、例えば図８に示
すように、押さえブロック１８の基部に設けられたフラ
ンジ１９をケース１７内に摺動自在に納め、フランジ１
９とケース１７の間のバネ２０やエアの弾性力を利用し
て押さえブロック１８をケース１７から突出付勢したも
のである。このプッシャー１６全体は、適宜移動手段
（図示せず）によって受けブロック４側へ前進後退でき
るようになっている。

【００２７】しかして、この部品挿入装置１５によりエ
ンジンバルブ２１をシリンダーヘッド２３のバルブ挿入
孔２４に挿入する手順を簡単に説明する。テーブル８上
にシリンダーヘッド２３が位置決めして載置されると、
把持用爪１１によりエンジンバルブ２１を鉛直に掴んで
テーブル８の上方まで運んできたチャック本体１０が回
転機構ユニット２５によって回転させられ、図７Ａに示
すように、シリンダーヘッド２３のバルブ挿入孔２４の
位置へエンジンバルブ２１を移載すると共にエンジンバ
ルブ２１を前傾させる。このとき、ステム部２２の下端
部は、その一部だけがわずかにバルブ挿入孔２４へ挿入
されている。

【００２８】ついで、図７Ｂに示すように、水平スライ
ダー２により受けブロック４がエンジンバルブ２１側へ
前進し、受けブロック４がエンジンバルブ２１の外周に
接触すると、把持用爪１１が開いてエンジンバルブ２１
を解放する。解放されたエンジンバルブ２１は、ステム
部２２の下端がバルブ挿入孔２４の縁に支持され、上端
部が受けブロック４のガイド部５内にもたれ掛かるよう
に斜めに支持される。チャック本体１０はエンジンバル
ブ２１を解放すると、一旦エンジンバルブ２１から離れ
て後退する。

【００２９】さらに、図７Ｂに示すように、プッシャー
１６が受けブロック４側へ突出して押さえブロック１８
をステム部２２の下端部に弾接させ、図９に示すように
プッシャー１６の弾性力によってステム部２２の下端部
をバルブ挿入孔２４の受けブロック４側の縁Ｐへ押し付
け、ステム部２２の下端部をバルブ挿入孔２４に深く嵌
まり込ませる。

【００３０】ついで、図７Ｃに示すように、水平スライ
ダー２を駆動し、ステム部２２の下端部をプッシャー１
６で押さえたままで（あるいは、プッシャー１６を後退
させてステム部２２から離間させた後）受けブロック４
をさらに前進させてエンジンバルブ２１を垂直状態に立
てると、受けブロック４に立て掛けるようにしてバルブ
挿入孔２４の上に位置決めされているエンジンバルブ２
１は、ステム部２２下端がバルブ挿入孔２４に挿入され
た状態で垂直に立てられ、ステム部２２の下端面全体が
バルブ挿入孔２４内にわずかに嵌まり込む。

【００３１】この後、プッシャー１６を後退させ、押込
み装置６を駆動して圧入ロッド７でエンジンバルブ２１
をバルブ挿入孔２４に挿入する。

【００３２】（第３の実施形態）図１０（ａ）は本発明
のさらに別な実施形態による受けブロック４及び水平ス
ライダー２を示す一部破断した平面図、図１０（ｂ）は
その受けブロック４を示す斜視図である。この実施形態
においては、上プレート２８と下プレート２９の間に２
本の丸シャフト３０を立てて受けブロック４を形成して
おり、この受けブロック４を水平スライダー２の先端に
固定している。

【００３３】このような受けブロック４を用いても、エ
ンジンバルブ２１は、図１０（ａ）に想像線で示すよう
に、丸シャフト３０間にはまり込むようにして位置決め
される。さらに、エンジンバルブ２１をバルブ挿入孔２
４に挿入する際にも、エンジンバルブ２１をスムーズに
ガイドすることができる。

【００３４】また、上記丸シャフト３０は上下プレート
２８，２９間に回転自在に枢支することにより、エンジ
ンバルブ２１がスムーズに丸シャフト３０間で位置決め
されるようにしてもよい。

【００３５】（第４の実施形態）図１１に示すものは複
数本のエンジンバルブ２１を一度に挿入可能にしたもの
であって、受けブロック４には、複数本のエンジンバル
ブ２１を一度に保持できるよう、シリンダーヘッド２３
に設けられた複数のバルブ挿入孔２４に対応させて、複
数のガイド部５を設け、各ガイド部５の上に押込み装置
６を設けている。

【００３６】しかして、各ガイド部５にもたせ掛けるよ
うにして、複数台のチャック本体１０により、あるいは
１台のチャック本体１０により順次に、バルブ挿入孔２
４の上にエンジンバルブ２１を立てて各エンジンバルブ
２１をガイド部５にもたせ掛けた後、受けブロック４を
前進させて複数本のエンジンバルブ２１を垂直に立て、
押込み装置６を駆動して複数本のエンジンバルブ２１を
同時に、あるいは順次にバルブ挿入孔２４に挿入する。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、部品と部品挿入孔との
クリアランスが小さく、部品と部品挿入孔の面取りも非
常に小さい場合でも、確実に部品を部品挿入孔へ自動挿
入することができる。しかも、簡単な構造によって実現
することができるので、補正変位センサを用いた補正手
段や３次元ロボットのような高価な装置が必要なく、安
価な部品挿入装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による部品挿入装置を示す
概略側面図である。

【図２】（ａ）は受けブロック及び水平スライダーを示
す、図１のＸ−Ｘ線における断面図である。（ｂ）はチ
ャック本体及び把持用爪を示す平面図である。

【図３】同上の受けブロックを示す斜視図である。

【図４Ａ】同上の実施形態による部品挿入装置により部
品を部品挿入孔に挿入する手順を示す図である。

【図４Ｂ】図４Ａの続図である。

【図４Ｃ】図４Ｂの続図である。

【図４Ｄ】図４Ｃの続図である。

【図４Ｅ】図４Ｄの続図である。

【図５】ステム部の下端部がバルブ挿入孔に挿入されて
いる状態を示す一部破断した断面図である。

【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はバルブ挿入孔の開
口端を通過する水平面におけるステム部の断面形状を示
す図である。

【図７Ａ】本発明の別な実施形態による部品挿入装置と
その動作を示す図である。

【図７Ｂ】図７Ａの続図である。

【図７Ｃ】図７Ｂの続図である。

【図７Ｄ】図７Ｃの続図である。

【図８】同上の実施形態に用いられているプッシャーの
構造を示す断面図である。

【図９】ステム部の下端部がプッシャーにより押さえら
れている状態を示す一部破断した断面図である。

【図１０】（ａ）は本発明のさらに別な実施形態による
受けブロック及び水平スライダーを示す一部破断した平
面図、（ｂ）は受けブロックの斜視図である。

【図１１】本発明のさらに別な実施形態による部品挿入
装置を示す側面図である。

【符号の説明】

２ 水平スライダー ４ 受けブロック ５ ガイド部 ６ 押込み装置 ７ 圧入ロッド １０ チャック本体 １１ 把持用爪 １６ プッシャー ２１ エンジンバルブ ２２ ステム部 ２３ シリンダーヘッド ２４ バルブ挿入孔

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 挿入部分が直棒状をした部品を部品挿入
   孔に挿入するための部品挿入装置であって、 部品挿入方向に対して傾いた状態で部品挿入孔の上に立
   てられた前記部品を、部品挿入孔よりも上方において前
   記部品挿入方向に対する略側方向から支持する支持部材
   と、 前記支持部材を前記部品挿入方向に対する略側方向へ移
   動させることによって、前記部品を部品挿入方向と平行
   に立てるための支持部材移動装置と、 部品挿入孔の上に部品挿入方向と平行に立てられた前記
   部品を部品挿入孔へ押し込むための押込み装置と、を備
   えた部品挿入装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の部品挿入装置におい
   て、 部品挿入孔の上に傾いた状態で立てられた前記部品を部
   品挿入孔の縁に接触させるように押すための押さえ具を
   備えたことを特徴とする部品挿入装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の部品挿入装置におい
   て、 前記支持部材は、前記部品を部品挿入孔へ部品挿入方向
   と平行に挿入させるためのガイド部を有していることを
   特徴とする部品挿入装置。