JP4134060B2 - コンロッドの表裏判別装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンロッドの表裏を判別する表裏判別装置の改良に関する。

エンジンの構成部品であるコンロッドの製造・搬送工程において、作業上の関係から、コンロッドの表裏やサイズ（機種）を判別する必要が生じることがある。
たとえば、特許文献１では、持ち上げ機構によって起立状態のコンロッド（ワーク）を持ち上げ、その持ち上げ機構の動作に連動してスライドするスライドユニットがコンロッドの姿勢をガイドし、コンロッドを所定の位置まで上昇させた後で測定ユニットによってコンロッドの表裏を判別する技術が開示されている。
特開平５−１０４４０４号公報（段落０００４、図１）

しかしながら、特許文献１の技術では、コンロッドの上昇距離が長いことなどから、測定に要する時間が長くかかってしまう。また、上方にある押圧板によってコンロッドをガイドするため、短いコンロッドが混ざっていると上昇の途中で脱落してしまい、工程ラインの動作を停止せざるを得なくなってしまう。
さらに、スライドユニットに対するストッパピンの切り換え装置が必要になるなど、構造が複雑化するという問題もある。また、コンロッドに関して、表裏は判別できても、サイズを判別することはできない。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、構造が簡単で、コンロッドの表裏やサイズの判別を短時間で行い、また、短いコンロッドが混ざっていても脱落しないコンロッドの表裏判別装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に係る本発明は、ロッド部の両端に大端部および小端部を有し、表と裏でスラスト方向の基準位置からの距離が異なる表裏判別部を備えたコンロッドが、搬送機によって大端部を上位とした直立状態で搬送され、その搬送されてきたコンロッドを受取位置において直立状態のまま受け取り、前記表裏判別部の位置を測定することでそのコンロッドの表裏を判別する表裏判別装置であって、基台と、前記受取位置において大端部の軸受部に挿通する挿通部、および、小端部を支持する爪部を有し、前記爪部を上方移動させて前記爪部と前記挿通部により前記コンロッドを挟持するチャック機構と、前記基台上に設置され、前記チャック機構を回転移動させる動力を発生する駆動部と、前記チャック機構と前記駆動部とを連結し、前記駆動部の動力により、前記コンロッドを挟持した前記チャック機構を前記コンロッドが略水平状態になるように移動させるリンク機構と、前記基台上に設置され、前記表裏判別部の位置を測定する位置測定器と、前記位置測定器と接続され、前記位置測定器から受信した測定結果に基づいてそのコンロッドの表裏を判別する判別手段とを備えていることを特徴とする。
これにより、チャック機構は、搬送機によって直立状態で搬送されてきたコンロッドを、搬送機の受取位置において、その直立状態のまま、大端部の軸受部に挿通する挿通部と小端部を支持する爪部によって挟持する。そして、駆動部が、リンク機構を介してチャック機構を回転運動させ、チャック機構に挟持されたコンロッドを略水平状態にする。次に、位置測定器が、略水平状態になったコンロッドの表裏判別部の位置を測定し、その測定結果から判別手段がコンロッドの表裏を判別する。

請求項２に係る本発明は、前記リンク機構と接続され、前記コンロッドが前記略水平状態になるときに前記受取位置に近接するように揺動可能な揺動アームと、前記揺動アームの、前記受取位置に対応する位置に設けられたシャッタ部材と、をさらに備え、前記駆動部が、前記リンク機構を動かすことで、前記コンロッドが前記略水平状態になるまで前記チャック機構を回転移動させると同時に前記受取位置より後に続くコンロッドの進行を遮るように構成されたことを特徴とする。
これにより、駆動部は、リンク機構を介して、チャック機構を回転移動させると同時に、揺動アームを揺動させる。そして、チャック機構によって挟持されたコンロッドが略水平状態になったときに、揺動アームに取り付けられたシャッタ部材が、搬送機の受取位置に移動し、受取位置より後に続くコンロッドの進行を遮る。

請求項３に係る本発明は、前記位置測定器が、前記略水平状態のコンロッドの下方から前記表裏判別部の位置を測定するように配置されたことを特徴とする。
これにより、位置測定器は、略水平状態のコンロッドの下方から表裏判別部の位置を測定する。

請求項４に係る本発明は、前記チャック機構は、前記爪部と一体に動く被測定部を有し、前記表裏判別装置は、さらに、前記判別手段と接続され、前記略水平状態のコンロッドにおける前記被測定部の水平位置を測定する水平位置測定器を、備え、前記判別手段は、前記水平位置測定器から受信した測定結果に基づいて、そのコンロッドのサイズを判別することを特徴とする。
これにより、水平位置測定器は略水平状態のコンロッドにおける被測定部の水平位置を測定し、その測定結果から判別手段がコンロッドのサイズを判別する。

請求項１に係る本発明によれば、チャック機構がコンロッドを受け取るときの特別な機構が不要となり、構造が簡単となる。また、コンロッドを、受け取り姿勢から９０度回転させるだけで表裏判別できるので、迅速で正確な表裏判別を行うことができる。さらに、短いコンロッドが混ざっていても、脱落することがない。
請求項２に係る本発明によれば、チャック機構と、揺動アームに取り付けられたシャッタ部材とを、１つの駆動部の動力により動かすことができるので、構造が簡単となる。
請求項３に係る本発明によれば、位置測定器を簡易かつ安定的に設置することができ、また、表裏判別部の位置を容易に測定することができる。
請求項４に係る本発明によれば、コンロッドの表裏を判別するときに、同時にサイズも判別することができる。

本発明に係るコンロッドの表裏判別装置について、図面を参照しながら説明する。
まず、図１を参照しながら、表裏判別装置の構成について説明する。図１は、コンロッドを支持するときの表裏判別装置１００の様子を表わした側面図である。なお、表裏判別装置１００は、コンロッドＣと搬送機１以外の各構成の全体を指すものである。

コンロッドＣは、エンジンの構成部品で、加工等の作業の対象となるものであり、大端部、ロッド部および小端部から構成される。コンロッドＣは、特に図示していないが、ロッド部において、表と裏でスラスト方向の基準位置（たとえば大端部や小端部におけるスラスト方向の側面）からの距離が異なる表裏判別部を備えている。
すなわち、表裏判別部は、大端部や小端部におけるスラスト方向の側面に対するロッド部の凹み度合いによって実現してもよいし、また、ロッド部に部分的な突起部を設けることなどにより実現してもよい。
なお、本実施形態において、大端部と小端部のそれぞれのスラスト方向の側面は略同一平面上にあるものとし、表裏判別部は、大端部のスラスト方向の側面Ｃ１に対するロッド部の凹み度合いにより実現しているものとする。

搬送機１は、コンロッドＣを搬送するものであり、スプロケット２４およびチェーン２５を含んで構成される。ここでは、スプロケット２４が図１の時計回りに回転することで、チェーン２５が右方に移動する。このチェーン２５の移動にともなって、チェーン２５によって大端部の下部で支持されているコンロッドＣが、大端部を上位とした直立状態で右方へ移動する。
なお、搬送機１は、コンロッドＣを直立状態で搬送できるものであれば、ウォーキングビーム、ベルトコンベア、チェーンコンベアなど、いずれの搬送方式のものでもよい。

搬送機１によって図１の右方向に搬送されてくるコンロッドＣの行き先箇所（受取位置）に、チャック（支持）機構２が配置されている。チャック機構２は、支持板３、基準ピン（挿通部）４、クランプ動作部５、チャック爪（爪部）６、スライド片（被測定部）７および検出器８を備えて構成される。
支持板３は、コンロッドＣを支持する板である。
基準ピン４は、コンロッドＣの大端部の貫通孔に挿通し、コンロッドＣを支持する部品である。なお、ここでは、コンロッドＣは、大端部に貫通孔を有しているものとしているが、大端部の端側半分が分離されたものであってもよく、その場合、基準ピン４は、大端部の本来貫通孔である部分（軸受部）に挿通するようになる。
クランプ動作部５は、コンロッドＣをクランプするためにチャック爪６を図１の上方へ引き付ける装置であり、たとえばエアシリンダである。

チャック爪６は、コンロッドＣの小端部をチャックするための部品である。
スライド片７は、クランプ動作部５によってチャック爪６と一体動作するものであり、コンロッドＣの長さを判別するために用いられる部品である。
検出器８は、コンロッドＣが支持板３に当接していることを検出する装置であり、たとえば、発した光がコンロッドＣによって反射して戻ってきたか否かを検出する光電管などにより実現することができる。

続いて、表裏判別装置１００における、その他の構成について説明する。
チャック機構２の下部には、固定板１２が固着されている。固定板１２は、連結ピン１３を介して駆動シリンダ（駆動部）９と連結している。また、固定板１２は、支軸１１によって回動自由に支持されている。さらに、支軸１１は、基台２３に設置された回転中心部２６に回動自由に支持されている。
なお、固定板１２および連結ピン１３が、特許請求の範囲における「リンク機構」に相当する。

駆動シリンダ９は、たとえばエアシリンダであり、連結ピン１３を押す、または、引く動作を行う。駆動シリンダ９の後端部（図１の右端部）には、駆動シリンダ９による連結ピン１３の右方向移動動作のストッパとして、ストッパボルト１８が設けられている。
駆動板１０は、連結ピン１３に連結されており、支軸１１によって回動自由に支持されている。

リンク部材１４は、連結ピン１３に連結され、また、節２７を介して揺動アーム１５と接続され、可動状態とされている。
また、揺動アーム１５は、節２７を介してリンク部材１４と接続され、支点ピン１６を支点として揺動自在となっている。
シャッタ部材１７は、揺動アーム１５に取り付けられており、図１の状態から下降し、搬送機１の受取位置に移動したときに、図１におけるその左側、つまり、後に続くコンロッドＣが右方向へ進行するのを遮る。

位置測定器１９は、その上方に移動してきて略水平状態となったコンロッドＣの表裏判別部の位置を測定するものである。位置測定器１９は、昇降動作部２０および測定子２１から構成され、基台２３の上に設置されている。位置測定器１９は、略水平状態のコンロッドの下方から前記表裏判別部の位置を測定するように基台２３上に設置することで、簡易かつ安定的に設置することができる。
昇降動作部２０は、測定子２１を上下動させる装置である。
測定子２１は、先端部分がコンロッドＣのロッド部の表裏判別部と接触することでその位置を測定する接触式センサであるが、赤外線の反射などを利用してコンロッドＣの表裏判別部の位置を測定する非接触式センサであってもよい。

水平位置測定器２２は、図１のように、基台２３上の位置測定器１９の右方に設置されている。水平位置測定器２２は、チャック機構２がその左方に移動してきたときに、スライド片７の水平位置を測ることで、間接的にコンロッドＣの縦方向（大端部の中心と小端部の中心を通る直線の方向）の長さを測るものである。水平位置測定器２２は、位置測定器１９と同様、先端部が左方に移動してスライド片７と接触する接触式のものであってもよいし、また、赤外線の反射などを用いた非接触式のものであってもよい。

また、位置測定器１９および水平位置測定器２２は、外部に設置されたマイクロコンピュータなどの判別手段（不図示）に接続される。判別手段（不図示）は、位置測定器１９による測定結果からコンロッドＣの表裏を判別し、また、水平位置測定器２２による測定結果からコンロッドＣのサイズや機種を判別する機能を有する。

次に、表裏判別装置１００の動作について説明する。
図１において、搬送機１によって大端部を上位とした直立状態で右方向へ搬送されるコンロッドＣが、支持板３に面着する。そのとき、基準ピン４が、コンロッドＣの大端部の貫通孔に挿通する。

そして、検出器８は、コンロッドＣが支持板３に面着したことを検出する。そうすると、クランプ動作部５によってチャック爪６が上方移動し、基準ピン４とチャック爪６で挟み込む形でコンロッドＣをクランプする。
なお、コンロッドＣをクランプする場合の、チャック爪６と小端部との様子は図２（説明は後記）および図３（説明は後記）に示す通りであり、チャック爪６は、小端部において周囲よりも少しへこんでいる下端中央部分をひっかける。

図１に戻り、前記のようにコンロッドＣがクランプされると、駆動シリンダ９が作動し、連結ピン１３を右方に引っ張る。これにより、連結ピン１３、固定板１２およびチャック機構２が支軸１１を中心に時計回りに９０度回転し、表裏判別装置１００は図２に示す状態となる。
また、このチャック機構２の９０度回転動作のとき、リンク部材１４と揺動アーム１５は、その接続部分である節２７が下方へ移動するように動く。これによって、揺動アーム１５に取り付けられたシャッタ部材１７は、搬送機１の受取位置に移動し、受取位置より左方のコンロッドＣが右方へ進行するのを遮る。

なお、チャック機構２などの時計回りの回転動作が９０度で停止するのは、駆動シリンダ９の内部ピストン（不図示）がストッパボルト１８に当接するためであるが、固定板１２などの一部が基台２３に当接することなどにより停止するようにしてもよい。

以下、図２および図３を参照しながら、表裏判別装置１００の動作の続きについて説明する。図２は、コンロッドの表裏を判別するときの表裏判別装置の様子を表わした側面図である。図３は、図２の表裏判別装置を上方から見た場合の上面図である。

チャック機構２が図２および図３に示す位置まで回転移動すると、位置測定器１９の昇降動作部２０が作動し、測定子２１が上昇移動する。測定子２１は、上昇移動し、支持板３の間隙を挿通して、その先端がコンロッドＣのロッド部まで達し、表裏判別部の位置、つまり高さを測定する。
前記したように、コンロッドＣは、表と裏で、ロッド部の表裏判別部の位置が異なっているので、判別部（不図示）は、位置測定器１９が測定した表裏判別部の位置に基づいて、コンロッドＣの表裏を判別することができる。

また、前記表裏判別と同時に、水平位置測定器２２がスライド片７の水平位置を測定することで、コンロッドＣの縦方向の長さを間接的に測定することができる。つまり、スライド片７はチャック動作部５によってチャック爪６と一体動作するので、スライド片７の水平位置を測定すれば、コンロッドＣをチャックするチャック爪６の位置がわかり、したがって、判別部（不図示）は、水平位置測定器２２が測定したスライド片７の水平位置に基づいて、コンロッドＣのサイズを判別することができる。
なお、コンロッドＣが機種ごとに縦方向の長さが異なっている場合は、その縦方向の長さからコンロッドＣの機種を特定することができる。

続いて、図４を参照しながら、表裏判別装置１００の動作の続きについて説明する。図４は、（ａ）が図２におけるコンロッドＣ周辺の部分図であり、（ｂ）が（ａ）においてチャック爪６がコンロッドＣのチャックを開放した場合の部分図である。
図４（ａ）に示した状態で、コンロッドＣの表裏判別および縦方向の長さ測定が完了すると、クランプ動作部５が作動し、チャック爪６が図４（ａ）の左方向に移動してコンロッドＣに対するチャックを開放する（図４（ｂ）の状態）。

そして、図４（ｂ）に示すように、チャック爪６によるコンロッドＣのチャック開放後は、図示しないロボットなどによってコンロッドＣが次工程へと搬送される。
なお、その際、コンロッドＣの表裏状態やサイズ（機種）が不適当なものであった場合は、図示しないロボットなどによってコンロッドＣをＮＧシュート（不適当なコンロッドＣの集積所）に移動するようにしてもよい。そうすれば、長さの短いコンロッドＣが混ざっていても、工程ラインを停止することなく、迅速な対応を図ることができる。

このように、本実施形態に係る表裏判別装置１００によれば、基準ピン４とチャック爪６でコンロッドＣをクランプするので、長さの短いコンロッドＣが混ざっていても脱落することがない。
また、チャック機構２とシャッタ部材１７を駆動シリンダ９のみで移動させるので、構造が簡単である。
さらに、コンロッドＣを、受け取り姿勢から９０度回転させるだけで表裏判別できるので、迅速で正確な表裏判別を行うことができる。

また、コンロッドＣは、表裏判別をしたときに略水平方向を向いているので、次工程へ楽に移動させることができる。
さらに、位置測定器１９が基台２３に対して直立に設置されていることで、位置測定器１９を簡易かつ安定的に設置することができ、また、表裏判別部の位置を容易に測定することができる。
また、コンロッドＣの表裏判別と同時に、コンロッドＣのサイズを測定することができ、それによって、コンロッドＣの機種を特定することができる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。たとえば、コンベアの受取位置にコンロッドの検出器を設置し、シャッタ部材にコンロッドが当接しているときはコンベアを停止するようにしてもよい。また、コンベアのライン数は、４つでなくても、３つ以下または５つ以上であってもよい。さらに、表裏判別部は、ロッド部でなくても、大端部や小端部に設けてあってもよい。その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

コンロッドを支持するときの表裏判別装置の様子を表わした側面図である。 コンロッドの表裏を判別するときの表裏判別装置の様子を表わした側面図である。 図２の表裏判別装置を上方から見た場合の上面図である。 （ａ）は、図２におけるコンロッド周辺の部分図であり、（ｂ）は、（ａ）において、チャック爪がコンロッドのチャックを開放した場合の部分図である。

符号の説明

１ コンベア
２ チャック機構
４ 基準ピン
６ チャック爪
７ スライド片
９ 駆動シリンダ
１２ 固定板
１３ 連結ピン
１４ リンク部材
１５ 揺動アーム
１７ シャッタ部材
１９ 位置測定器
２２ 水平位置測定器
２３ 基台
１００ 表裏判別装置
Ｃ コンロッド

Claims (4)

1. ロッド部の両端に大端部および小端部を有し、表と裏でスラスト方向の基準位置からの距離が異なる表裏判別部を備えたコンロッドが、搬送機によって大端部を上位とした直立状態で搬送され、その搬送されてきたコンロッドを受取位置において直立状態のまま受け取り、前記表裏判別部の位置を測定することでそのコンロッドの表裏を判別する表裏判別装置であって、
   基台と、
   前記受取位置において大端部の軸受部に挿通する挿通部、および、小端部を支持する爪部を有し、前記爪部を上方移動させて前記爪部と前記挿通部により前記コンロッドを挟持するチャック機構と、
   前記基台上に設置され、前記チャック機構を回転移動させる動力を発生する駆動部と、
   前記チャック機構と前記駆動部とを連結し、前記駆動部の動力により、前記コンロッドを挟持した前記チャック機構を前記コンロッドが略水平状態になるように移動させるリンク機構と、
   前記基台上に設置され、前記表裏判別部の位置を測定する位置測定器と、
   前記位置測定器と接続され、前記位置測定器から受信した測定結果に基づいてそのコンロッドの表裏を判別する判別手段と、を備えた
   ことを特徴とするコンロッドの表裏判別装置。
2. 前記リンク機構と接続され、前記コンロッドが前記略水平状態になるときに前記受取位置に近接するように揺動可能な揺動アームと、
   前記揺動アームの、前記受取位置に対応する位置に設けられたシャッタ部材と、をさらに備え、
   前記駆動部が、前記リンク機構を動かすことで、前記コンロッドが前記略水平状態になるまで前記チャック機構を回転移動させると同時に前記受取位置より後に続くコンロッドの進行を遮るように構成された
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンロッドの表裏判別装置。
3. 前記位置測定器は、前記略水平状態のコンロッドの下方から前記表裏判別部の位置を測定するように配置された
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンロッドの表裏判別装置。
4. 前記チャック機構は、前記爪部と一体に動く被測定部を有し、
   前記表裏判別装置は、さらに、前記判別手段と接続され、前記略水平状態のコンロッドにおける前記被測定部の水平位置を測定する水平位置測定器を、備え、
   前記判別手段は、前記水平位置測定器から受信した測定結果に基づいて、そのコンロッドのサイズを判別する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のコンロッドの表裏判別装置。

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